Come scava la ghiaia una draga a catena di benne per oro e diamanti?

Una draga a catena di benne per oro e diamanti scava ghiaia calando una scala dotata di una catena continua di benne in un deposito sommerso. Man mano che la catena si muove, le benne penetrano nel letto del fiume o nel fondo dello stagno, sollevano il materiale scavato sopra il livello dell’acqua e lo scaricano in un impianto di lavaggio e separazione a bordo. La draga avanza quindi o ruota sul deposito per raggiungere terreno vergine.

Questa configurazione combina lo scavo e il recupero dei minerali, ma lo scavo della ghiaia è solo il primo passaggio. L’efficacia del sistema dipende dalla profondità e dalle caratteristiche del deposito, dalle dimensioni del materiale che le benne e l’impianto sono in grado di trattare e dall’idoneità del circuito di recupero rispetto all’oro o ai diamanti presenti.

Come le benne scavano la ghiaia sommersa

La scala a benne è un telaio strutturale che si estende dalla draga verso il deposito. Una serie di benne collegate viaggia lungo il telaio in un circuito continuo, azionato dai macchinari dell’imbarcazione. All’estremità di scavo della scala, ciascuna benna entra nella ghiaia, si riempie mentre attraversa il materiale e inizia il percorso verso l’alto.

L’operatore regola la posizione della scala per controllare dove e a quale profondità scavano le benne. A seconda della progettazione della draga e delle modalità operative, l’imbarcazione può essere mantenuta in posizione e spostata mediante ancore, verricelli o altre attrezzature di posizionamento. Controllando congiuntamente il movimento dell’imbarcazione e la profondità della scala, l’equipaggio può lavorare su una sezione pianificata del deposito invece di scavare in un unico punto fisso.

In cima alla scala, le benne ruotano e rovesciano il contenuto in una tramoggia di carico o in uno scivolo. Nell’impianto possono arrivare acqua, sabbia, ghiaia, argilla e pietre, insieme a qualsiasi materiale contenente minerali. La catena di benne funge quindi sia da escavatore sia da convogliatore, portando il materiale di alimentazione fuori dall’acqua.

La sola capacità delle benne non indica quanto materiale ghiaioso la draga sarà in grado di trattare. Una benna potrebbe non riempirsi completamente e la catena non può sempre funzionare alla velocità ideale se il terreno è difficile da scavare o l’impianto di lavaggio è già pieno. Anche l’alimentazione di materiale varia quando la scala incontra strati più morbidi, pietre di grandi dimensioni o zone compatte.

Cosa succede dopo che la ghiaia raggiunge il ponte?

Dopo lo scarico, il materiale viene lavato e classificato affinché le apparecchiature di recupero ricevano un’alimentazione che possano trattare. La configurazione esatta varia in base al deposito e al minerale da recuperare, ma una sequenza tipica comprende:

• Lavaggio: L’acqua aiuta a disgregare il materiale incoerente e a rimuovere i sedimenti dalla ghiaia. Un’alimentazione ricca di argilla può richiedere un lavaggio più energico per liberare le particelle intrappolate.
• Vagliatura: I vagli o un vaglio rotante a tamburo separano il materiale in base alla granulometria. Le pietre sovradimensionate vengono allontanate dalle fasi di recupero, in funzione della progettazione dell’impianto e delle dimensioni previste del materiale di valore.
• Recupero: Le apparecchiature selezionate per l’oro o i diamanti trattano le frazioni granulometriche appropriate. I circuiti per l’oro utilizzano spesso la separazione gravimetrica; quelli per i diamanti possono impiegare la separazione per densità e altri metodi di selezione.
• Gestione degli sterili: Il materiale residuo dopo il trattamento viene scaricato o trasportato in un’area designata, secondo il piano operativo e i requisiti applicabili.

Oro e diamanti non si comportano allo stesso modo in un impianto di trattamento. L’oro può presentarsi sotto forma di particelle fini, lamelle o pezzi più grandi, mentre i diamanti sono pietre singole le cui dimensioni sono determinanti nella scelta dei vagli e delle apparecchiature di recupero. Non si dovrebbe presumere che un impianto configurato per un determinato deposito possa recuperare efficacemente entrambi i minerali senza analizzare il materiale di alimentazione e valutare il circuito.

Il lavaggio merita particolare attenzione. Se l’argilla tiene insieme la ghiaia, un vaglio potrebbe scartare un grumo prima che le particelle di valore al suo interno siano state liberate. Al contrario, alimentare un’unità di recupero con una quantità eccessiva di materiale può ridurre l’efficienza della separazione. Scavare più velocemente è utile solo se l’impianto a valle è in grado di lavare e trattare il materiale aggiuntivo.

In quali condizioni è efficace questo metodo di scavo?

Una configurazione a catena di benne può essere adatta a un deposito accessibile e sommerso, nel quale la scala possa raggiungere lo strato mineralizzato e il terreno possa essere scavato meccanicamente. È particolarmente indicata quando il materiale deve essere sollevato dal fondo e alimentato direttamente a un impianto galleggiante.

Il deposito va valutato per strati. Il materiale di copertura sciolto può essere relativamente facile da rimuovere, mentre lo strato utile può contenere ghiaia grossolana, materiale compatto o argilla. Il materiale di valore può inoltre accumularsi in prossimità del substrato roccioso sottostante. Raggiungere tale interfaccia può essere importante quanto la profondità massima di scavo dichiarata per la draga, poiché la scala deve operare alla profondità richiesta con spazio operativo e controllo sufficienti.

La roccia compatta presenta un problema diverso dalla ghiaia. Non si dovrebbe presumere che una catena di benne progettata per sedimenti incoerenti sia in grado di frantumare il substrato roccioso integro. Anche i massi di grandi dimensioni, i detriti sepolti e il terreno fortemente compattato possono ostacolare lo scavo o sottoporre a carichi elevati le benne, le maglie e la scala. Contano sia la frequenza sia le dimensioni di questi elementi, non soltanto la granulometria media della ghiaia.

Anche la profondità dell’acqua e i movimenti dell’imbarcazione determinano l’area operativa. La draga necessita di acqua sufficiente per galleggiare e manovrare, mentre la scala deve avere una portata sufficiente per scavare lo strato target. Fondali irregolari, bordi ripidi del deposito e ostacoli possono rendere alcune aree difficili da raggiungere o ripulire completamente.

Perché la capacità di scavo non equivale al recupero

Una draga può movimentare un grande volume di ghiaia e recuperare comunque meno materiale di valore del previsto. Lo scavo determina ciò che entra nell’impianto; il lavaggio, la classificazione e la separazione determinano quanto minerale target viene trattenuto successivamente.

Diversi limiti pratici collegano queste fasi. Le benne possono lasciare materiale sul fondo se il percorso di scavo non lo copre adeguatamente. Lo scarico del materiale sovradimensionato può portare via materiale di valore se la configurazione dei vagli non è adatta al deposito. L’oro fine può andare perso se il circuito di recupero non è idoneo alla granulometria delle particelle. I diamanti possono non essere recuperati se una frazione granulometrica pertinente viene scartata o trattata in modo inadeguato.

È quindi importante effettuare campionamenti rappresentativi prima di scegliere o valutare un impianto. I campioni dovrebbero consentire di determinare le caratteristiche della ghiaia e dell’argilla del deposito, la profondità dello strato target, la probabile gamma dimensionale dell’oro o dei diamanti e la facilità con cui il materiale può essere lavato. Le prestazioni di recupero dovrebbero poi essere valutate lungo l’intero processo, includendo il materiale lasciato nel terreno e quello scaricato come sterili.

L’usura è un altro aspetto operativo da considerare. La ghiaia abrasiva agisce sui taglienti delle benne, sui componenti della catena, sugli scivoli e sui vagli. Le pietre che bloccano il sistema di scavo o di vagliatura possono interrompere la produzione, mentre i componenti usurati possono modificare l’efficacia con cui la draga scava e gestisce il materiale di alimentazione. La possibilità di accedere ai componenti per ispezionarli e sostituirli influisce sulla continuità operativa del sistema.

Come vengono gestiti l’acqua e i materiali di scarto?

L’acqua viene utilizzata per lavare e movimentare il materiale in alcune parti dell’impianto; il piano di scavo della draga deve quindi tenere conto dell’approvvigionamento idrico, dello scarico e del deposito degli sterili. La configurazione dipende dal sito, dall’impianto e dalle condizioni operative applicabili. Gli sterili non devono essere considerati un aspetto secondario: il punto di scarico può influire sull’accesso dell’imbarcazione, sulla limpidezza dell’acqua e sulla possibilità di lavorare nelle aree adiacenti.

Una catena di benne solleva meccanicamente la ghiaia scavata; per questa fase di scavo non è necessaria una condotta galleggiante per fanghi. Tuttavia, si può utilizzare una condotta di pompaggio separata se il progetto richiede di trasferire acqua o fanghi in superficie. In una configurazione di questo tipo, un tubo galleggiante in gomma autogalleggiante è un possibile componente della condotta. La sua idoneità dipende dal materiale pompato, dalla pressione e dalle condizioni operative; non sostituisce la scala a benne né l’impianto di recupero dei minerali.

Per una valutazione iniziale, seguite il materiale dal deposito al punto di scarico degli sterili: la scala riesce a raggiungere e scavare lo strato target? L’impianto riesce a lavare e classificare ciò che le benne trasportano? Il circuito di recupero riesce a trattenere i minerali delle dimensioni previste? Queste domande collegate offrono un quadro più utile dell’idoneità della draga rispetto alla sola capacità di scavo.