أسطوانة مخبرية لتكويم الخام

يفشل الرشح الكومي في خطوة النفاذية أكثر بكثير من خطوة الكيمياء. فالخام المكسّر ذو النعومة العالية، إذا رُطّب وكُوّم، ينهار في كتلة غير منفذة؛ فيمرّ المحلول في مسارات قليلة مفضّلة ويتجاوز معظم الكومة. وُجد التكويم لمنع ذلك: تُربط النعومة على حبيبات أخشن بالرطوبة ورابط، ويحفظ السرير بنية فراغاته تحت الحمل، فينفذ المحلول بتجانس كافٍ ليكون لحركية الرشح معنى.

سرعة الأسطوانة حساب لا تفضيل

السرعة الحرجة هي التي يبدأ عندها المحتوى بالتطارد نحو الجدار ويكفّ عن التقليب: Nc = 42,3 / √D، بالـrpm وD بالأمتار. أسطوانة 0,4 m سرعتها الحرجة 67 rpm؛ والتشغيل عند 30–50 % يعطي 20 إلى 33 rpm. وخارج هذه النافذة إما أن المادة لا تتقلب بما يكفي (أقل) أو تلتصق بالجدار (أكثر)، وفي الحالتين تخرج الكريات سيئة التشكّل.

ولهذا تحمل الأسطوانة المخبرية محركاً متغيّراً وعداد سرعة: فالسرعة ليست ضبطاً للراحة بل المتغيّر الذي يحدد شدة الخلط، ويجب أن تُسجَّل وتُكرَّر.

الرطوبة هي المتغيّر الأضيق نافذة

مع نطاق ممكن من 9 إلى 25 % رطوبة، تقع النافذة العملية لخام المعادن القاعدية بين 12 و16 %، وخارجها يتغير الناتج بوضوح: تحت ذلك لا ترتبط النعومة وتبقى غباراً يتساقط؛ وفوقه تصبح الكتلة عجينة وتلتصق الكريات ببعضها في كرات كبيرة جداً.

والممارسة هي المسح: 10 و12 و14 و16 %، والحكم بتوزيع حجوم الكريات وبمقدار المادة الملتصقة بالأسطوانة، لا بالمظهر وحده. والحدّ الأمثل يقع عادةً في نطاق أضيق مما يوحي به المسح، وإيجاده هو هدف الاختبار.

كيمياء الرابط، ولماذا هي الجير عادةً

يفعل الجير أمرين: يربط النعومة بتفاعل بوزولاني عند وجود السيليكا والألومينا، ويرفع pH السرير. وللذهب ولمعظم المعادن القاعدية يكون pH الأعلى مرغوباً لأنه يقلل فقدان السيانيد أو يثبّت الحديد. والجرعة النموذجية 5–15 kg/t، والزيادة تظهر في سرير يصبح هشاً وينتج نعومة أثناء الرش.

ويُستخدم الأسمنت عندما تكون المقاومة الميكانيكية هي القيد — بعض لاتريت النيكل وأكاسيد النحاس — عند 5–10 kg/t مع ترطيب 24 ساعة قبل التكويم. وبعض الدوائر تستخدم الاثنين: الجير لـpH والأسمنت للمقاومة.

ما يجب أن يقيسه برنامج الاختبارات

• توزيع حجوم الكريات عند كل رطوبة وجرعة، مع نسبة ما دون 1 mm، وهو ما يتفتت في الكومة.
• المقاومة الرطبة: إسقاط من ارتفاع ثابت أو نخل رطب لطيف، قبل رش محاكى وبعده.
• سرعة النفاذية في عمود بارتفاع سرير الإنتاج لا بارتفاع الاختبار.
• الاستهلاك الفعلي للرابط لكل طن، بوزن الجير والخام.
• زمن المكوث في الأسطوانة، وهو 1–3 دقائق في الإنتاج و3–9 في الدفعة المخبرية.
• المقارنة بالخام نفسه دون تكويم: فبدون هذه القاعدة لا يُعرف ما أضافته الأسطوانة.

والتحجيم ليس مباشراً: أسطوانة الإنتاج أكبر بكثير وشدة الخلط مختلفة. يُحجَّم بالرطوبة وجرعة الرابط والمقاومة الناتجة، ثم تُؤكَّد سرعة النفاذية في عمود. وحجم الأسطوانة في النهاية حساب زمن مكوث.