Scheiden van baggerspecie, Fractiescheiding van baggerspecie middels hydrocyclonage, opstroomkolom of jig

Scheidingstechnieken, die tot doel hebben de baggerspecie te scheiden in een zand- en een slibfractie, worden ook wel aangeduid als ‘bulkscheiding’. Deze technieken scheiden op basis van verschillen in deeltjesgrootte, -vorm en dichtheid.

Hydrocyclonage
De hydrocycloon (zie figuur) is een trechtervormig apparaat zonder bewegende delen. De invoer is acentrisch dwars op de lengteas geplaatst boven het taps toelopende deel. Door deze zogenaamde tangentiële invoer ontstaat een draaiende stroming, waarbij deeltjes een middelpuntvliedende versnelling ondervinden die 100 à 200 maal de valversnelling van de zwaartekracht bedraagt. De zwaardere en grotere deeltjes bewegen zich langs de wand naar beneden en verlaten aan de onderkant de cycloon (de zandfractie), terwijl de lichtere en kleinere deeltjes zich door de ontstane onderdruk met de vloeistof naar boven bewegen en worden opgevangen in de bovenloop (de fijne of slibfractie). De bovenloop steekt daartoe een stuk in het binnenste van de cycloon (de zogenaamde ‘vortex finder’).

De voeding van een cycloon mag voor een goede werking niet meer dan circa 20-25 gewichtsprocenten droge stof bevatten. Dit betekent dat de baggerspecie verdund moet worden tot een zogenaamde ‘slurry’.

Er zijn verschillende uitvoeringen van cyclonen: de belangrijkste zijn de atmosferische cycloon, de separator en de stubcycloon. De atmosferische cycloon heeft een vrije uitstroom aan de onderloop, terwijl de separator een flap aan de onderloopzijde heeft. Dit heeft tot gevolg dat een separator een drogere onderloop produceert met relatief weinig slibdeeltjes in het zand, terwijl een atmosferische cycloon een iets nattere onderloop produceert met iets meer slibdeeltjes. Aan de bovenloopzijde geldt echter het omgekeerde: bij een separator zit er meer zand in de slibfractie. Met andere woorden: met een atmosferische cycloon kan meer zand worden gewonnen dat echter nog ontwaterd moet worden en eventueel nogmaals gecycloneerd moet worden om slibdeeltjes te verwijderen, terwijl een separator een wat kleinere hoeveelheid droger zandproduct produceert. De keuze hangt in de praktijk af van wat gevraagd wordt.
Een stubcycloon heeft een afwijkende vorm, waardoor hij minder gevoelig is voor wisselingen in de samenstelling van de voeding met verdunde baggerspecie.

Opstroomkolom
De opstroomkolom of -klasseerder (zie figuur) bestaat uit een rond of vierkant vat met een taps toelopende onderkant. De verdunde baggerspecie (‘slurry’) wordt aan de bovenzijde ingebracht en het proceswater in tegenstroom ongeveer halverwege, direct boven de taps toelopende onderzijde. De scheiding vindt voornamelijk plaats op basis van verschillen in dichtheid onder invloed van de zwaartekracht. De zware deeltjes bezinken aan de onderzijde, terwijl de lichtere deeltjes aan de bovenzijde met een groot deel van de vloeistof via een overstortgoot het apparaat verlaten.

Jig of pulserend bed
De jig, ook wel bekend als pulserend bed of deinmachine, bestaat uit een licht hellende, langwerpige bak met als bodem een zeefplaat. Deze bak staat weer in een andere, die met behulp van een zuiger gevuld kan worden met water en weer geledigd. Het te scheiden materiaal wordt op het hoogste punt van de bak ingevoerd. Door nu het waterpeil snel te wisselen, wordt een gefluïdiseerd bed gevormd waarin de zware, grote deeltjes naar de zeefplaat bewegen en lichte, kleine deeltjes naar boven. Door de hellingshoek wordt het materiaal naar het einde van de bak getransporteerd, waar de zware en de lichte fractie apart worden opgevangen.