Le tri photoélectrique par couleur est une méthode de séparation grossière initiale des minéraux de quartz et des minéraux impurs, basée sur les différences de leurs caractéristiques optiques de surface. Il s'avère particulièrement efficace pour le tri des minéraux à gros grains. Conformément au principe d'élimination des impuretés le plus tôt possible, le tri par couleur du sable de quartz est généralement effectué avant le broyage. Il permet de séparer le minerai de quartz en plusieurs catégories pour un traitement et une utilisation distincts, permettant ainsi une exploitation plus rationnelle des ressources en quartz. Cela améliore la teneur en concentré et le taux de récupération de la valorisation, tout en réduisant considérablement la consommation.
1. Le principe du tri par couleur du sable de quartz
Un trieur de couleurs est un équipement utilisant la technologie de détection photoélectrique pour séparer automatiquement les particules hétérochromatiques des matériaux granulaires en fonction de leurs différences de caractéristiques optiques. Il comprend principalement un système d'alimentation, un système de détection optique, un système de traitement du signal et un système de séparation.
Dans le minerai de sable de quartz brut, le sable de quartz pur apparaît blanc ou blanc laiteux, tandis que les impuretés ferrugineuses ou les minéraux de gangue associés présentent des couleurs jaune clair, jaune pâle, brun clair ou grises. La différence de couleur entre le sable de quartz et ces impuretés ferrugineuses ou minéraux de gangue est essentielle au tri.
2. Caractéristiques de tri des couleurs pour différentes fractions granulométriques de sable de quartz
Le tri par couleur du sable de quartz est principalement applicable aux particules de minerai brut de 3 à 8 cm, aux particules de 0,5 à 3 cm et aux particules de 4 à 140 mesh. L'efficacité du tri par couleur pour différentes fractions granulométriques dépend de divers facteurs.
(1) Sable de quartz à gros grains
En raison de leur taille plus importante, ces particules ont une surface de contact relativement plus importante avec le trieur. Cela facilite la détection des impuretés de surface et des différences de couleur par le système optique. De plus, les gros grains sont plus stables pendant le transport. Ils ont moins tendance à rouler ou à s'empiler, ce qui permet une détection et une séparation plus précises. Par exemple, dans la production de sable de quartz pour la construction, le tri par couleur des gros grains élimine efficacement les particules noires, jaunes et autres impuretés, améliorant ainsi la pureté et la qualité visuelle du sable.
(2) Sable de quartz à grains moyens
L'effet de tri du sable de quartz à grains moyens est relativement équilibré. Il n'est ni aussi facilement détectable que celui des gros grains, ni aussi difficile à détecter que celui des grains fins. Lors du tri, le système optique et la précision de détection du trieur doivent atteindre un certain niveau pour distinguer efficacement les particules d'impuretés. Par exemple, dans les applications industrielles où une pureté extrêmement élevée n'est pas essentielle, comme la fabrication du verre ordinaire, le tri par couleur permet d'éliminer la plupart des impuretés présentant des différences de couleur évidentes, répondant ainsi aux exigences de production.
(3) Sable de quartz à grains fins
Les particules fines ont tendance à s'agglomérer ou à s'empiler, ce qui affecte la précision d'imagerie et de détection du système optique. Leur stabilité pendant le transport est également réduite, facilement influencée par le flux d'air ou les vibrations, ce qui réduit la précision du tri. Cependant, grâce aux progrès de la technologie de tri par couleur, certains trieurs avancés, grâce à une optique optimisée, une précision de détection accrue et des méthodes de transport spécifiques, peuvent trier efficacement les grains fins. Par exemple, lors de la production de sable de quartz de qualité électronique, les grains fins subissent un tri par couleur précis pour éliminer les impuretés à l'état de traces, bien que plusieurs passages puissent être nécessaires pour un nettoyage complet. L'obtention de la finesse requise pour un tri efficace repose souvent sur une pulvérisation efficace afin de garantir une alimentation homogène et homogène du trieur par couleur.
(4) Sable de quartz de taille uniforme
Si la distribution granulométrique est relativement uniforme, c'est-à-dire avec une proportion stable de particules de différentes tailles, le contrôle du débit et de la précision du trieur devient plus facile. Une distribution uniforme améliore la stabilité lors du transport et de la détection, réduisant ainsi les erreurs et les difficultés liées aux variations de taille. Par exemple, sur les lignes de production de sable de quartz à grande échelle, un prétraitement tel que le criblage pour séparer le sable en différentes fractions granulométriques avant de trier chaque fraction individuellement améliore l'efficacité globale du tri. La préparation de cette charge de granulométrie uniforme implique généralement des étapes de concassage et de pulvérisation contrôlées.
(5) Sable de quartz de taille non uniforme
Lorsque la distribution granulométrique est inégale, des particules de grande et de petite taille peuvent se mélanger. Les grosses particules peuvent empêcher la détection des petites, et les petites particules peuvent adhérer aux grosses, ce qui peut entraîner des erreurs de jugement de la part du trieur. De plus, une distribution inégale peut entraîner une instabilité du débit, affectant l'efficacité de la production et les résultats du tri. Par exemple, dans les petites usines de traitement du quartz disposant d'équipements et de technologies limités, la distribution granulométrique est souvent inégale, ce qui nécessite un criblage et un prétraitement adéquats avant le tri pour améliorer les performances. Dans de telles situations, cas, pulvérisation supplémentaire et classification des mesures peuvent être nécessaires pour créer une alimentation plus homogène pour le trieur de couleurs, atténuant ainsi ces problèmes.
3. Indicateurs clés de performance pour les trieurs de couleurs
(1) Débit
Le débit désigne la quantité de matière traitée par heure. Les principaux facteurs qui l'influencent sont la vitesse du système d'asservissement, la vitesse maximale de la bande transporteuse et la pureté de la matière première. Un mouvement d'asservissement plus rapide permet un positionnement plus rapide des actionneurs pour l'éjection des impuretés, ce qui permet des vitesses de bande plus élevées et un débit accru, et inversement. Le débit est directement proportionnel à la vitesse de la bande transporteuse ; des bandes plus rapides se traduisent par un rendement plus élevé. Il est également lié à la concentration d'impuretés : moins d'impuretés et des espaces plus grands entre elles permettent un temps de réaction plus important du système d'asservissement, ce qui permet d'augmenter la vitesse de la bande transporteuse. Parallèlement, le débit est étroitement lié à la précision de tri requise.
(2) Précision du tri
La précision du tri correspond au pourcentage d'impuretés éjectées par rapport au total des impuretés présentes dans le flux. Elle dépend principalement de la vitesse de la bande et de la pureté de la matière première. Une vitesse de bande plus lente permet des intervalles plus longs entre les impuretés, ce qui laisse au système d'asservissement le temps de les éjecter, améliorant ainsi la précision. De même, une pureté initiale plus élevée (moins d'impuretés) améliore la précision du tri. La précision est également limitée par la conception du système d'asservissement : si deux impuretés ou plus apparaissent dans la même image, une seule peut être éjectée, ce qui réduit la précision. Une structure à resélection est plus performante qu'une structure à sélection unique.
(3) Rapport rendement/déchets
Ce ratio indique la quantité de bon produit éjectée par erreur avec les déchets. Il est ajustable, principalement en ajustant le temps d'activation de l'actionneur. Un réglage trop élevé affecte le taux de récupération et le débit ; un réglage trop bas entraîne une surabondance de bon produit, entraînant des pertes. Le retraitement de ces déchets nécessite des ressources et une main-d'œuvre supplémentaires, ce qui peut engendrer des complications et des pertes économiques. En pratique, le débit, la précision et le ratio rendement/déchets sont des indicateurs clés de performance interconnectés et doivent être évalués conjointement.
4. Points techniques clés pour le tri par couleur du sable de quartz
(1) Facteurs influençant l'efficacité du tri
La résolution de la caméra, les algorithmes logiciels, le système d'alimentation et les performances des buses sont des facteurs cruciaux qui influencent les résultats du tri. Bien entendu, d'autres facteurs plus importants entrent en jeu : lorsque les mises à niveau logicielles et les vitesses de réponse des vannes sont suffisantes, la vitesse du système d'asservissement, la vitesse maximale de la bande transporteuse et la pureté des matières premières influencent la précision et le rendement. De plus, certains fabricants recyclent les matières rejetées pendant le tri, ce qui réduit considérablement le rendement du produit final, diminue l'efficacité d'obtention d'un produit qualifié dans les délais impartis et augmente le ratio rendement/déchets. Un ratio rendement/déchets trop élevé impacte le taux de récupération et le rendement ; un ratio trop bas entraîne une surabondance de matières de qualité, ce qui génère des déchets. L'efficacité du processus de pulvérisation initiale a un impact direct sur l'élimination des impuretés et, par conséquent, sur ces indicateurs clés de performance du tri.
(2) Techniques de débogage
En général, l'augmentation de la sensibilité améliore l'efficacité du tri, mais aussi le rapport rendement/déchets. Les exigences de cadence de production ont également un impact direct sur les résultats du tri et le rapport rendement/déchets. La vitesse de la bande du trieur est un autre paramètre important. Certains fabricants, incapables d'optimiser la vitesse de la bande, augmentent la couverture de matériau sur celle-ci. En production, cette couverture élevée réduit considérablement la distance effective entre les particules, diminuant la résolution lors du tri et permettant à de nombreuses particules nocives de s'échapper. Par conséquent, cette approche ne fait qu'augmenter le rapport rendement/déchets et réduit encore davantage le taux de récupération net du tri. À long terme, cette approche ne permet pas de répondre aux exigences de production des sociétés minières, et encore moins de rentabiliser les coûts ou d'accroître les bénéfices.
Si les résultats escomptés ne sont pas atteints, outre un débogage incorrect, un autre facteur est le niveau d'impureté de la matière première. Une faible concentration en impuretés augmente l'intervalle entre les impuretés, ce qui augmente le temps de réaction du système d'asservissement, ce qui permet des vitesses de bande plus élevées et un meilleur rendement. De même, une pureté initiale plus élevée (moins d'impuretés) améliore la précision du tri, ce qui permet un rendement plus élevé. De plus, une certaine différence de couleur doit exister entre les particules saines et les particules défectueuses. Une différence de couleur plus faible augmente la difficulté du tri, dégrade les performances et affecte le taux de rejet des particules de couleurs différentes. Optimiser l'amont pulvérisation peut parfois aider en créant des surfaces de particules plus propres et en améliorant cette différence de couleur cruciale.
(3) Contrôle de la précision du tri
Le facteur le plus critique pour la qualité est la précision du tri. Les applications exigeant des produits de haute qualité requièrent une grande précision de tri. Prenons l'exemple du sable de quartz : pour la production de sable destiné aux dalles de pierre reconstituée, une grande pureté est essentielle : le sable de quartz ne doit présenter aucune tache jaune en surface et la dureté de la pierre doit être adéquate, afin de répondre aux normes industrielles applicables aux dalles de quartz. Les exigences sont encore plus strictes pour le sable de quartz de haute pureté. À l'inverse, pour le sable de quartz utilisé comme charge dans le verre ordinaire, les revêtements, le caoutchouc ou les plastiques, les exigences de qualité sont relativement plus faibles. Une certaine teneur en impuretés peut être acceptable, ce qui permet de se concentrer sur le rendement. La granulométrie cible pour ces différentes applications est définie avec précision lors de l'étape de pulvérisation, ce qui influence directement la stratégie et l'efficacité du tri ultérieur.
Poudre épique
Maîtriser le tri par couleur du sable de quartz implique de comprendre ses principes, les caractéristiques des différentes fractions granulométriques et l'équilibre complexe entre le débit du trieur, la précision et le rapport rendement/déchet. Du traitement des gros grains aux poudres fines complexes, une libération et une préparation efficaces du matériau sont essentielles.
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