Hiilen rikastuksen täryseulaverkko: silmukkakoko, lanka ja seos

Täryseulaverkko on kudottu metallilankaverkko, joka toimii vaihdettavana erotusmateriaalina hiilenrikastuslaitosten täryseuloissa, joissa se lajittelee raakahilen koon mukaan, valuttaa raskasainelietettä, luokittelee puhtaan hiilen ja ottaa talteen hienohiilen rikastusjätteestä. Verkko määritellään kolmella luvulla: mesh-luku (aukkojen määrä lineaarista tuumaa eli 25,4 mm kohti), langan halkaisija ja vedetyn langan seos. Hiilikäyttöön tarkoitetut paneelit ovat tyypillisesti 3–100 mesh, kattaen neliömäiset aukkokoot noin 5 mm:stä aina 0,15 mm:iin saakka, ja langan halkaisijat vaihtelevat karkeiden esipuristettujen paneelien 6,3 mm:stä hienon vedenpoistoverkon 0,10 mm:iin. Koska aukkokoko (mm) = 25,4 ÷ mesh − langan halkaisija, pelkkä mesh-luku ei määritä erotuskokoa: 20-meshin verkko erottaa 0,87 mm:n kohdalla 0,40 mm:n langalla, mutta vain 0,57 mm:n kohdalla 0,70 mm:n langalla. Vapaa pinta-ala, eli avoin osuus paneelin kokonaispinta-alasta, on tyypillisesti 30–60 % hiilenpesussa käytettäville keskikarkeille ja hienoille kudotuille verkoille, ja pienempi raskailla karkeilla paneeleilla.

Tärkeimmät asiat

• Mesh-luku on aukkojen määrä 25,4 mm kohti; muunna aukkokooksi kaavalla aukkokoko = 25,4 ÷ mesh − langan halkaisija.
• Vapaa pinta-ala (30–60 % useimmissa hiiliverkoissa) tasapainoilee läpimenon ja seulan käyttöiän välillä — raskailla karkeilla paneeleilla se on 15–35 %.
• Palttinasidos hienoon märkäseulontaan ja keskikarkeaan valutukseen; esipuristettu verkko karkeaan esiseulontaan ja luokitteluun; hollantilainen sidos on suodatussidos, ei hiilen koonmukaiseen lajitteluun tarkoitettu sidos.
• Valitse seos veden kemiallisen koostumuksen mukaan: 304 yleiskäyttöön, 316L happamalle/kloridipitoiselle vedelle, runsashiilinen jousiteräs kulutusalttiiseen kuivaseulontaan.
• Useimmat paneelivauriot johtuvat tukkeutumisesta, hankaavasta aukkokoon suurenemisesta tai väsymismurtumista kiristetyissä reunoissa — jokaiseen on olemassa spesifikaatiotason ratkaisu.

Miten hiilenrikastuslaitokset käyttävät täryseulaverkkoa

Hiilenrikastuslaitos (pesulaitos) on sarja koonmukaisia lajittelu- ja painovoimaerotusvaiheita, ja kudottu verkko on tärkein erotuspinta prosessikaavion useissa eri kohdissa.

• Raakahilen esiseulonta ja lietteenpoisto. Louhittu hiili seulotaan ennen pesua ylikoon poistamiseksi ja alle 0,5 mm:n jakeen erottamiseksi, joka muuten saastuttaisi raskasainepiirit. Karkeat esiseulat toimivat 13–50 mm:n koossa; lietteenpoistoseulat toimivat 0,5 mm:n koossa.
• Raskasaineen (DM) valutus ja huuhtelu. DM-syklonin jälkeen valutus- ja huuhteluseulat erottavat magnetiittiväliaineen hiilestä. Silmäkoko on tässä yleensä noin 0,5–2,0 mm, ja sen on läpäistävä neste nopeasti samalla kun se pitää hiilen tallessa.
• Puhdistetun hiilen luokittelu. Pesty hiili jaetaan kaupallisiin kokofraktioihin – tyypillisesti 6, 13 ja 25 mm – lämpö- ja metallurgisia markkinoita varten.
• Hienohiilen talteenotto. Luokitussyklonien hienoaines ja sakeuttimen alite otetaan talteen hienoilla märkäseuloilla, joiden silmäkoko on 0,15–0,5 mm.

Käyttökohde määrittää metalliverkon: karkea esiseulonta vaatii paksua lankaa ja suuria silmäkokoja; hienoaineksen talteenotto vaatii hienoa verkkoa, jossa on riittävästi avointa pinta-alaa vedenpoistoon. Alla olevat valintasäännöt koskevat näitä käyttötarkoituksia sekä laajempaa hiilen ja kiviaineksen seulontasovelluksia , joissa käytetään samoja paneeleja.

Mesh-luku vs. silmäkoko vs. hiukkasten erotusraja

Mesh-luku on aukkojen määrä lineaarista tuumaa kohti. 30-meshin kudoksessa on 30 aukkoa 25,4 mm:n matkalla; 8-meshin kudoksessa niitä on 8. Koska jokainen aukko jakaa lankansa naapuriaukkojen kanssa, vapaa silmäkoko on:

Silmäkoko (mm) = 25,4 ÷ mesh-luku − langan halkaisija (mm)

Laskuesimerkkejä:

• 8 mesh, 1,60 mm lanka → 3,18 − 1,60 = 1,58 mm silmäkoko
• 20 mesh, 0,70 mm lanka → 1,27 − 0,70 = 0,57 mm silmäkoko
• 30 mesh, 0,45 mm lanka → 0,85 − 0,45 = 0,40 mm silmäkoko
• 100 mesh, 0,12 mm lanka → 0,25 − 0,12 = 0,13 mm silmäkoko

Mesh-numerointi on hyödyllisin noin välillä 4–100 mesh (silmäkoot karkeasti 5 mm:stä aina 0,15 mm:iin). Tämän yläpuolella — karkeassa esiseulonnassa (13–50 mm) — seulapaneelit määritetään yleensä suoraan millimetreinä ilmoitetun silmäkoon mukaan, koska vastaavat mesh-luvut putoavat alle 2–4:n ja lanka on niin paksua, että mesh-käytäntö muuttuu harhaanjohtavaksi.

Erotusraja — hiukkaskoko, joka jakaa materiaalin ylitteeseen ja alitteeseen — noudattaa silmäkokoa, mutta ei ole täysin sama asia. Hiukkanen läpäisee neliömäisen aukon, kun sen kaksi ulottuvuutta ovat pienempiä kuin vapaa aukko, joten kulmikkaat, lähes neliömäiset hiukkaset läpäisevät seulan noin 85–95 %:ssa nimellismitasta, kun taas pitkänomaiset hiukkaset menevät läpi vain silloin, kun niiden pienempi ulottuvuus sopii aukkoon. Määrittelyä ja laadunvalvontaa (QC) varten nimellinen neliömäinen silmäkoko toimii mitoitusviitteenä, ja verkko ilmoitetaan tämän arvon mukaan (katso mesh-luvun ja mikroniluokituksen muunnos -opastamme).

Kun vertailet tarjouksia ”30 meshin” verkosta, varmista aina langan halkaisija: 30 meshin verkko 0,30 mm:n langalla erottaa 0,55 mm:n kohdalla; 30 meshin verkko 0,45 mm:n langalla erottaa 0,40 mm:n kohdalla. Tuo 0,15 mm:n ero ratkaisee, meneekö magnetiitti hukkaan hylkyyn vai kulkeutuuko väliaine tuotteeseen.

Langan halkaisija ja vapaa pinta-ala: läpivirtaus vs. seulan käyttöikä

Vapaa pinta-ala on seulan pinnan avoimen tilan prosenttiosuus:

Vapaa pinta-ala % = [silmäkoko ÷ (silmäkoko + lanka)]² × 100

Langan halkaisija vaikuttaa vapaaseen pinta-alaan kahdella tavalla. Paksumpi lanka pienentää kutakin silmäkokoa (pienentäen erotusrajaa) ja vie samalla enemmän pinta-alaa; ohuempi lanka puolestaan suurentaa verkon vapaata pinta-alaa, mutta kuluu nopeammin ja kestää vähemmän kuormitusta. Hiiliseuloissa käytettävä standardi keskikarkea ja hieno verkkokangas sijoittuu 30–60 %:n vapaan pinta-alan alueelle; raskaat esipuristetut paneelit paksulla langalla ovat alueella 15–35 %, koska langan pinta-ala hallitsee kudosta.

• Ohut lanka, suuri vapaa pinta-ala (40–60 %): maksimaalinen läpivirtaus ja valutus — oikea valinta märkään hienoseulontaan ja keskikarkeaan valutukseen, kun tonnimäärällä ja vedenpoistolla on merkitystä. Kompromissi: lyhyempi käyttöikä, suurempi taipuma, vaatii hyvän tuennan.
• Paksu lanka, pieni vapaa pinta-ala (15–35 %): pidempi käyttöikä ja suurempi jäykkyys karkeaan, kuluttavaan ja kuivaan käyttöön. Kompromissi: pienempi läpivirtaus ja karkeampi tehollinen erotusraja tietyllä mesh-luvulla.

Käytännön sääntö: valitse paksuin lanka, joka silti tarjoaa vaaditun vapaan pinta-alan ja läpivirtauksen. Jos läpivirtaus on rajoittava tekijä, ohenna lankaa ja lisää tuentaa; jos paneelin käyttöikä on rajoittava tekijä, käytä paksumpaa lankaa ja hyväksy pienempi vapaa pinta-ala. Kiinteällä silmäkoolla vapaata pinta-alaa voidaan lisätä vain käyttämällä ohuempaa lankaa, joka silti kestää käytössä.

Palttinasidos, aaltolankaverkko tai hollantilainen sidos hiilenkäsittelyyn

Kolme kudottua rakennetta kattavat hiilen seulonnan, ja jokainen niistä soveltuu eri käyttötarkoitukseen.

• Palttinasidos — jokainen loimilanka kulkee vuorotellen jokaisen kudelangan yli ja ali, mikä muodostaa tasaisen verkkokankaan, jossa on yhtenäiset neliömäiset aukot. Se on standardi hienoon ja keskikarkeaan seulontaan: lietteenpoistoon 0,5 mm:n koossa, keskikarkeaan valutukseen 0,5–2,0 mm:n koossa ja hienohiilen talteenottoon. Palttinasidos tarjaa puhtaimmat aukot ja suurimman vapaan pinta-alan hienolla alueella.
• Esipuristettu (aaltolanka) verkko — loimi- ja kudelangat aallotetaan ennen kudontaa, jotta ne lukittuvat jokaisessa risteyskohdassa ja vastustavat sivuttaisliikettä, mikä antaa jäykän ja vakaan paneelin karkeaan käyttöön. Aaltolankaverkko on standardi kaivos- ja kiviaines-seulonnassa karkeissa koissa: raakahiilen esiseulonnassa ja 6–50 mm:n luokittelussa. Aallotus muodostaa myös pyöristettyjä pintahuippuja, jotka poistavat märkää hienoainesta paremmin kuin tasainen verkkokangas; kaksoisaallotus lisää toisen puristustason tuomaan lisäjäykkyyttä.
• Hollantilainen kudos — loimilanka on karkea ja kude on hienompi ja tiiviisti pakattu, mikä antaa tiheän, mutkikkaan suodatinpinnan ilman selkeitä neliömäisiä aukkoja. Se on suodatuskudos (tyypillisesti luokiteltu 5–300 µm), ei lajittelukudos. Hiilen täryseulalla se tukkeutuu lähes välittömästi eikä tarjoa lajitteluhyötyä; säästä se pölynkeräykseen tai lietteen off-line-suodatukseen.

Katso kattavampi vertailu palttina-, toimikas- ja hollantilaisrakenteista kohdasta palttina- vs. toimikas- vs. hollantilaiskudos, ja lue raskaaseen karkeaan käyttöön tarkoitetuista paneeleista kohdasta puristettu metallilankaverkko raskaaseen seulontaan.

Seoksen valinta: 304, 316L tai runsashiilinen jousiteräs

Seos määrittää, miten paneeli vikaantuu – hankauksen, korroosion vai väsymisen vuoksi – ja hinta määräytyy sen mukaan.

• 304-ruostumaton teräs (18% Cr, 8% Ni) on oletusvaihtoehto märille hiilipiireille, joissa vesi on neutraalia tai lievästi hapanta. Se kestää hyvin ruostetta ja orgaanisia happoja, voidaan vetää ohueksi langaksi ja on taloudellisin ruostumaton vaihtoehto.
• 316L-ruostumaton teräs lisää noin 2 % molybdeeniä pistekorroosion ja kloridin kestävyyden parantamiseksi. Valitse se, kun prosessivesi on hapanta, kloridipitoisuus on korkea tai kun hiili on runsasrikkistä ja muodostaa hapanta kaivosvalumaa. Lisähinta on pieni verrattuna ennenaikaisten pistekorroosiovaurioiden kustannuksiin DM-piirissä.
• Runsashiilinen jousiteräs (65Mn / 60Si2Mn / C72D) vedetään huomattavasti korkeampaan vetolujuuteen (noin 1 500–1 900 MPa) kuin hehkutettu ruostumaton teräs, mikä takaa erinomaisen hankauksen- ja väsymisenkestävyyden raskaassa kuivakäytössä, kuten karkeassa esiseulonnassa. Sinkitty jousiteräs on yleinen silloin, kun esiintyy vain lievää korroosiota. Se ei sovellu märkiin happamiin piireihin.
• Mangaani – aito 12–14 % Hadfield-mangaaniteräs valetaan, sitä ei vedetä ohueksi langaksi, joten "mangaaniverkko" on yleensä markkinointitermi runsashiiliselle jousilangalle. Jos toimittaja tarjoaa mangaania, pyydä lankalaatua.

Kattava vertailumme aiheesta SS304 vs SS316 metalliverkon korroosionkestävyys käsittelee metallurgiaa syvällisemmin.

Tyypilliset seulaverkon tekniset tiedot yleisissä hiilenkäsittelysovelluksissa

Alla oleva taulukko on käytännöllinen lähtökohta; varmista tiedot syötteen raekokojakauman, tonnimäärän ja veden kemiallisen koostumuksen mukaan.

Tyypillinen 0.5 mm:n limanpoistoseula on 24–30 meshin palttinakudosta 0.35–0.50 mm:n langalla materiaalista 304 tai 316L; 13 mm:n luokitteluseula on esitaivutettua verkkoa, joka määritetään aukkokoon mukaan – noin 13 mm:n aukko 4–6 mm:n langalla. Kun valutus- ja huuhtelutehtävissä tarvitaan rakomainen, tukkeutumaton profiili, monet laitokset korvaavat sen rakoseulaelementeillä (wedge wire), jotka toimivat eri tavalla kuin kudottu metalliverkko ja vaativat oman valintaprosessinsa.

Yleiset vikaantumismuodot ja niiden korjaaminen

Useimmat hiiliseulojen verkkoelementtien vikaantumiset johtuvat jostakin neljästä syystä, ja jokaiseen on olemassa teknisiin tietoihin perustuva ratkaisu.

Tukkeutuminen ja kiilautuminen. Rajakokoiset hiukkaset kiilautuvat aukkoihin ja märkä hienoaines kakkuuntuu verkon pinnalle, mikä pienentää vapaata pinta-alaa ja kuristaa prosessikiertoa. Korjaustoimenpiteet: suurenna aukkokokoa yhdellä askeleella; vaihda litteästä palttinakudoksesta poimutettuun tai itsestäänpuhdistuvaan verkkoon; lisää pallopuhdistuslevy (pomppivat pallot), vesisuihkut tai seulan lämmitys; lisää värähtelyamplitudia hieman matalammalla taajuudella.

Abrasiivinen kuluminen ja aukkokoon suureneminen. Lanka kuluu ensisijaisesti poimutusten risteyskohdissa, aukot suurenevat ja ylikoko pääsee tuotteen joukkoon. Tämä on yleisin vikaantumismuoto kuluttavan hiilen ja kiven kuivassa karkeaseulonnassa. Korjaustoimenpiteet: suurenna langan halkaisijaa, käytä lukittua kaksoispoimutusta, siirry runsashiiliseen jousiteräkseen, pienennä syöttönopeutta ja pudotuskorkeutta sekä käännä paneeleita, jotta kuluminen pysyy tasaisena.

Väsymismurtuminen. Jaksottainen värähtely murtaa langan kiristetyistä reunoista ja poimutusten risteyskohdista – tämä näkyy hiusmurtumina kauan ennen kuin paneeli näyttää kuluneelta. Korjaustoimenpiteet: kiristä valmistajan ohjeiden mukaisesti (ei löysäksi eikä rumpukireäksi), tue paneelin reunat kumi- tai polyuretaanilistoilla paljaan teräksen sijaan, käytä jousikarkaistua lankaa ja vältä teräväreunaisia koukkuja, jotka lovevat lankaa.

Korroosio ja korroosioväsymys. Happaman tai suolaisen veden aiheuttama pistekorroosio keskittää jännitystä ja nopeuttaa halkeilua. Korjaustoimenpiteet: siirry materiaalista 304 materiaaliin 316L ja tarkista veden kemiallinen koostumus uudelleen, jos vikoja ilmenee tiheästi märkäpäässä.

Löystyminen asennuksen jälkeen ei ole vika vaan normaali ilmiö: uusi verkko löystyy ensimmäisten tuntien aikana, joten kiristä se uudelleen ensimmäisen työvuoron jälkeen ja sen jälkeen normaalin huoltovälin mukaisesti.

Paneelivaihtoehdot ja asennus

Useimmat vaihtokudotut verkot toimitetaan suorakaiteen muotoisina paneeleina, joissa on koukkulistareunat (koukkureunat) — verkko on taitettu ja puristettu tangon tai lattalatan ympärille sivukiristystä varten seulatasolla. Koukkuprofiilin tulee sopia seulatason kiristyskiskoihin. Vaihtoehtoisesti paneelit toimitetaan esikiristettyinä kumi- tai polyuretaanikehyksessä, joka pultataan kiinni poikkipalkkeihin — helpompi ja nopeampi vaihtaa, mutta alkuperäinen hankintakustannus on korkeampi.

Erittäin karkeaan ja raskaaseen käyttöön paneelit voidaan tilata taitetuilla tai rullatuilla reunoilla, joskus vahvemmalla reunalangalla estämään reunalankojen ulosvetäytyminen. Kun määrität paneelin, ilmoita kokonaispituus ja -leveys, silmäkoko, koukkutyyppi ja -profiili, langan halkaisija, kudostyyppi ja seos.

Kiristysmenetelmästä riippumatta kiristä tasaisesti koko paneelin leveydeltä, työskentele keskeltä ulospäin ja kiristä uudelleen käyttöönoton jälkeen. Oikein kiristetty paneeli on tasainen ilman löysiä kohtia tai aaltoilua; sekä yli- että alikiristys aiheuttavat ennenaikaista rikkoutumista.

UKK

Mikä verkko sopii parhaiten 13 mm:n puhtaan hiilen luokitukseen? Määritä esipuristettu verkko silmäkoon mukaan — noin 13 mm:n aukko 4–6 mm:n langalla. Puristettu lukitus pitää karkean paneelin vakaana kuormituksessa; sekä ruostumaton teräs 304 että jousiteräs 65Mn toimivat, ja 65Mn on suositeltava kuivassa, kuluttavassa käytössä.

Miten muunnan mesh-luvun silmäkooksi millimetreissä? Silmäkoko (mm) = 25,4 ÷ mesh − langan halkaisija (mm). Esimerkiksi 30 meshin verkolle 0,45 mm:n langalla: 25,4 ÷ 30 − 0,45 = 0,40 mm. Ilmoita aina langan halkaisija mesh-luvun yhteydessä — pelkkä "30 mesh" on puutteellisesti määritelty.

Pitäisikö hiiliseulaverkossa käyttää materiaalia 304 vai 316L? Aloita veden kemiasta. 304 soveltuu neutraalille tai lievästi happamalle vedelle ja on kustannustehokas oletusvaihtoehto. Siirry materiaaliin 316L, kun vesi on hapanta, kloridipitoista tai hiili on runsasrikkistä – molybdeenipitoisuus ehkäisee pistesyöpymistä, joka lyhentää 304-paneelien käyttöikää.

Miksi hienoseulani tukkeutuu, ja mikä sen korjaa? Tukkeutuminen johtuu lähes silmäkoon kokoisten hiukkasten kiilautumisesta sekä kostean hienoaineksen paakkuuntumisesta. Suurenna silmäkokoa askeleen verran, asenna pallopuhdistusjärjestelmä tai vesisuihkut, käytä itsestään puhdistuvaa aallotettua verkkoa tai lämmitä seulaa. Jos tukkeutuminen on vakavaa, harkitse, sopisiko kiilalankaprofiili paremmin kyseiseen käyttökohteeseen.

Sopiiko hollantilainen kudos hiilen seulontaan? Ei. Hollantilainen kudos on suodatusrakenne, jossa on mutkikas, tiheään pakattu kude. Se tarjoaa mikroniluokan erotuskyvyn, mutta siinä ei ole selkeää seulontasilmää. Tärisevässä hiiliseulassa se tukkeutuu välittömästi. Käytä luokitteluun palttina- tai aallotettua neliöverkkoa; säästä hollantilainen kudos lietteen tai pölyn suodatukseen.

Mittatilaustyönä valmistetut seulaverkkopaneelit KAIFILilta

Jokaisessa hiililaitoksessa seulotaan erilaista syötettä, joten vakiorullat sopivat harvoin hyvin. KAIFIL valmistaa mittatilaustyönä ruostumattomasta teräksestä ja jousiteräksestä valmistettuja täriseviä seulaverkkopaneeleja, jotka on leikattu seulatasosi mittojen mukaan ja joissa on määrittämäsi silmäkoko, langan halkaisija, kudos ja seos – mukaan lukien koukkureunaiset, taitetut ja esijännitetyt reunavaihtoehdot. Lähetä seulasi koko ja käyttötiedot (erotuskoko, tonnimäärä, veden kemia) tai piirustus, niin insinöörimme suosittelevat sopivaa rakennetta ja toimittavat mittatilaustyönä leikatut paneelit lyhyillä toimitusajoilla. Ota yhteyttä KAIFILiin metallilankaverkon mittatilausvalmistusta varten tai aloita tutustumalla meidän kudottujen metallilankaverkkojen valikoimaamme löytääksesi vakiomallisen verkon.

Lähteet

• ISO 9044:2016, Teollinen kudottu metalliverkko — Tekniset vaatimukset ja testit, Kansainvälinen standardisoimisjärjestö.
• ASTM E2016-06, Teollisen kudotun metalliverkon standardispesifikaatio, ASTM International.
• ASTM E11-22, Kudotun metallilankakoeseulaverkon ja koeseulojen standardispesifikaatio, ASTM International.
• ISO 3310-1:2016, Koeseulat — Tekniset vaatimukset ja testaus — Osa 1: Metallilankaverkosta valmistetut koeseulat, Kansainvälinen standardisoimisjärjestö.
• Leonard, J.W. (toim.), Coal Preparation, 5. painos, Society for Mining, Metallurgy & Exploration (SME), 1991.