Результат интеллектуальной деятельности: Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Известны способы промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы [1-4], а также гидродинамических эффектов [5-6].

Использование электроразрядных и ультразвуковых систем для дезинтеграции высокоглинистых песков россыпей благородных металлов сопряжено с безопасностью, особенно в открытых условиях работы, и с повышением эксплуатационных затрат на обслуживание и энергопотребление. Заменой им, для широкого практического применения, могут стать способы дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси в условиях резонансных акустических явлений в гидропотоке, которые являются значительно безопаснее при эксплуатации и менее затратными при обслуживании [5-6].

Однако такие установки требуют больших затрат на проектирование и изготовление, а при эксплуатации - трудоемки при смене изношенных внутренних устройств, которые создают эффект кавитации.

Альтернативой могут служить более простые установки открытого типа в виде шлюзов. Примером такой установки может быть установка для обогащения песков россыпей [7], обеспечивающая высокую производительность за счет многоуровневости и автоматического подъема трафаретов.

Однако данные установки предназначены для песков с низким содержанием глинистой составляющей - до 25% и не обеспечивают в достаточной мере эффективность обогащения. Потери мелких частиц на шлюзах составляют до 58%.

Известен обогатительный шлюз, состоящий из желоба с параллельными сторонами и гладким днищем, на дно которого уложены коврики с трафаретами, которые выполнены из круглого материала с упорами, соединенными по всей длине соединительными пластинами, не соприкасающимися с ковриками, круглым материалом и расположены в средней и хвостовой частях шлюза таким образом, что образуют между собой щели, параллельные сторонам шлюза. Дополнительная дезинтеграция и сегрегация частиц происходит путем соударения твердых частиц об упоры и соединительные пластины трафаретов из круглого материала [8].

Недостатком данной установки является снижение производительности из-за усложнения процесса съема выделенного концентрата.

Известен шлюз для обогащения песков, состоящий из наклонного днища с бортами, улавливающих элементов в виде сплошных порожков, закрепленных на днище, привода колебаний и оросителя. Днище с бортами установлено с возможностью изменения угла наклона вплоть до отрицательного. Сплошные порожки установлены только в задней части днища, а остальные порожки выполнены прерывистыми, состоящими из чередующихся стенок и просветов между ними, причем стенки соседних порожков размещены в шахматном порядке, а перед нижними сплошными порожками выполнены канавки с разгрузочными отверстиями, под которыми снизу днища размещены с возможностью продольных перемещений кассеты [9]. В данной конструкции дополнительная дезинтеграция осуществляется посредством бороны, которая приводится в колебательное движение посредством привода колебаний.

Недостатками данной установки являются дополнительные энергозатраты, износ установки за счет дополнительной вибрации бороны, воздействующей на всю конструкцию, и сложность съема полученного продукта.

Наиболее близким по технической сущности является способ обогащения [10], включающий разделение материала на две фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонной камере деформаторов потока и разделения потока с помощью отсекателей потока. Разделение материала осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе пульпу подают в первую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют цилиндрические стержни, установленные в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока, за счет столкновения потока с цилиндрическими стержнями создают зону пониженной скорости движения потока над отверстием в донной части первого желоба, движущийся поток над которым разделяют с помощью шибера с регулируемым углом наклона. Материал, вытекающий из упомянутого отверстия для осуществления второго этапа разделения, передают, предварительно смешав с водой, во вторую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют, по крайней мере, один цилиндрический стержень, установленный в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока перед отверстием в донной части желоба, за счет столкновения потока с цилиндрическим стержнем создают зону пониженной скорости движения потока над упомянутым отверстием в донной части второго желоба, к которому прикреплена ловушка, предназначенная для извлечения частиц из потока пульпы, имеющая отверстие в нижней части, через которое из второго желоба выводят концентрат.

Недостатком данной установки является снижение производительности из-за усложнения процесса съема выделенного концентрата.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении производительности за счет обеспечения эффективности процесса дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси высокоглинистых россыпей благородных металлов с высоким содержанием мелких фракций ценных компонентов путем глубокой дезинтеграции твердого при модулировании резонансных акустических явлений в гидропотоке, формируемых посредством стационарных гидродинамических рассекателей.

Технический результат достигается за счет того, что в способе обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом, включающем подачу гидросмеси, разделение минеральной составляющей гидросмеси на фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонном желобе, с гладким дном, деформаторов потока с учетом разжижения гидросмеси, изменения уклона наклонного желоба и гранулометрического состава золота, слив шлама в рабочем цикле обогащения и периодический автоматизированный сполоск тяжелой фракции, из зон со съемными и автоматически управляемыми подъемом трафаретами, посредством системы орошения, в процессе рабочего цикла обогащения периодически формируют гидродинамические эффекты резонансного типа при поступлении гидросмеси в переднюю часть наклонного желоба с системой дезинтеграции глинистых включений в гидропотоке посредством понижения V-образного профиля в продольном направлении по отношению к плоскости гладкого дна наклонного желоба в зависимости от соотношения Т:Ж гидросмеси, содержания глинистой составляющей в песках, уклона наклонного желоба и гранулометрического состава золота, а также - стационарных рассекателей, выполненных на бортах наклонного желоба с двух сторон в передней и средней частях наклонного желоба, между зонами со съемными и автоматически управляемыми подъемом при автоматизированном сполоске трафаретами, при этом передние поверхности стационарных рассекателей образуют с их боковыми поверхностями углы, равные 30°, а боковые поверхности образуют с горизонтальной осью передней части наклонного желоба углы 15°, обеспечивая этим создание разреженной области для формирования кавитационного эффекта, способствующего разрушению мелких минеральных частиц, причем первые по ходу движения гидросмеси стационарные рассекатели установлены передней своей частью вверх таким образом, что расстояние вершин передних кромок стационарных рассекателей от плоскости гладкого дна наклонного желоба составляет величину, равную 0,75 высоты потока гидросмеси, а наклоны их верхних поверхностей образуют углы, равные 20°, по отношению к плоскости гладкого дна наклонного желоба, а последующие по ходу движения гидросмеси стационарные рассекатели своей передней частью повернуты вниз на глубину, образующую минимальный зазор между вершинами передних кромок стационарных рассекателей и V-образным профилем передней части, а также плоскостью гладкого дна наклонного желоба в средней его части, превышающий максимальный размер окатышей глинистых включений в гидросмеси, для дополнительного разрушения и обеспечения вихревого перемещения.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом осуществляется с помощью комплекса шлюзового типа, изображенного на чертежах.

На фиг. 1 - общий вид установки шлюзового типа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2, показан стационарный рассекатель.

Комплекс шлюзового типа 1 снабжен наклонным желобом 2 с гладким дном 3 и деформаторами потока 4 с учетом разжижения гидросмеси, изменения уклона 5 наклонного желоба 2 и гранулометрического состава золота. Зоны 6 снабжены съемными и автоматически управляемыми подъемом трафаретами 7 и системой орошения 8. Передняя часть 9 наклонного желоба 2 снабжена системой дезинтеграции 10 глинистых включений в гидропотоке, которая включает понижение V-образного профиля 11 в продольном направлении 12 по отношению к плоскости 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2, а также - стационарными рассекателями 14, выполненными на бортах 15 наклонного желоба 2 с двух сторон 16 в передней части 9 и средней части 17 наклонного желоба 2, между зонами 6 со съемными и автоматически управляемыми подъемом трафаретами 7. Передние поверхности 18 стационарных рассекателей 14 образуют с их боковыми поверхностями 19 угол 20, равный 30°. Боковые поверхности 19 образуют с горизонтальной осью 21 передней части 9 наклонного желоба 2 угол 22, равный 15°. Первые 23 стационарные рассекатели 14, установленные по ходу 24 движения гидросмеси, позиционируются передней своей частью 25 вверх таким образом, что расстояние 26 вершин 27 передних кромок 28 стационарных рассекателей 14 от плоскости 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2 составляет величину, равную 0,75h высоты 29 потока гидросмеси, а наклоны их верхних поверхностей 30 образуют угол 31, равный 20°, по отношению к плоскости 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2. Последующие по ходу 24 движения гидросмеси стационарные рассекатели 14 своей передней частью 25 повернуты вниз на глубину 32, образующую минимальный зазор 33 между вершинами 27 передних кромок 28 стационарных рассекателей 14 и V-образным профилем 11 передней части 9, а также плоскостью 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2 в средней его части 17, превышающий максимальный размер окатышей 34 глинистых включений в гидросмеси. Контур 35 на фиг.2 позиционирует положение наклонного желоба 2 в рабочем состоянии. Комплекс шлюзового типа 1 снабжен автоматической системой управления 36 процессом подачи гидросмеси, сполоска концентрата и автоматизированного подъема съемных и автоматически управляемых подъемом трафаретами 7 и системой орошения 8. V-образный профиль 11 имеет радиус скругления 37 для исключения забуторивания мелкими частицами гидросмеси. Допускаемая погрешность для углов 20, 22 и 31±1-2°.

Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом выполняется следующим образом.

С помощью автоматической системы управления 36 комплекса шлюзового типа 1 осуществляют подачу гидросмеси в переднюю часть 9 наклонного желоба 2. Разделение минеральной составляющей гидросмеси на фракции происходит путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонном желобе 2 деформаторов потока 4 с учетом разжижения гидросмеси, изменения уклона 5 наклонного желоба 2, контур 35 которого, изображенный на фиг. 2, позиционирует положение наклонного желоба 2 в рабочем состоянии, и гранулометрического состава золота. В процессе рабочего цикла обогащения периодически формируют гидродинамические эффекты резонансного типа при поступлении гидросмеси в переднюю часть 9 наклонного желоба 2 с системой дезинтеграции 10 глинистых включений в гидропотоке посредством понижения V-образного профиля 11 в продольном направлении 12 по отношению к плоскости 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2 в зависимости от соотношения Т:Ж гидросмеси, содержания глинистой составляющей в песках, уклона 5 наклонного желоба 2 и гранулометрического состава золота. Усиление гидродинамического эффекта обеспечивается стационарными рассекателями 14, выполненными на бортах 15 наклонного желоба 2 с двух сторон 16 в передней части 9 и средней части 17 наклонного желоба 2. Передние поверхности 18 стационарных рассекателей 14 образуют с их боковыми поверхностями 19 угол 20, равный 30°, что позволяет усиливать эффект резонанса в гидропотоке. Для дополнительного усиления гидродинамического эффекта первые 23 по ходу 24 движения гидросмеси стационарные рассекатели 14 установлены передней своей частью 25 вверх таким образом, что расстояние 26 вершин 27 передних кромок 28 стационарных рассекателей 14 от гладкого дна 3 наклонного желоба 2 составляет величину, равную 0,75 высоты 29 потока гидросмеси, а наклоны их верхних поверхностей 30 образуют угол 31, равный 20°, по отношению к плоскости 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2. Боковые поверхности 19 стационарных рассекателей 14, образующие с горизонтальной осью 21 передней части 9 наклонного желоба 2 угол 22, равный 15°, обеспечивают создание разреженной области для формирования кавитационного эффекта, способствующего разрушению мелких минеральных частиц. Закрученный с боков поток гидросмеси попадает в область понижения V-образного профиля 11 в продольном направлении 12 и с помощью последующих по ходу 24 движения гидросмеси стационарных рассекателей 14, которые своей передней частью 25 повернуты вниз на глубину 32, образующую минимальный зазор 33 между вершинами 27 передних кромок 28 стационарных рассекателей 14 и V-образным профилем 11 передней части 9, создают вихревые эффекты в нижней части V-образного профиля 11, радиус скругления 37 которого исключает забуторивание мелкими глинистыми частицами гидросмеси.

При поступлении гидросмеси в зону 6 со съемными и автоматически управляемыми подъемом трафаретами 7 происходит отсадка тяжелой фракции, а после поступления гидросмеси в среднюю часть 17 осуществляется дополнительная дезинтеграция посредством вихревых эффектов, создаваемых стационарными рассекателями 14, установленными с минимальным зазором 33 с плоскостью 13 гладкого дна 3 наклонного желоба 2. Часть неразрушенных глинистых включений гидросмеси, попавших в зону стационарных рассекателей 14 средней части 17, в процессе перемещения дополнительно разрушается, а зазор 33, превышающий максимальный размер окатышей 34 глинистых включений, в гидросмеси обеспечивает их вихревое перемещение.

В процессе рабочего цикла обогащения осуществляется слив шлама. С помощью автоматической системы управления 36 осуществляется периодический подъем съемных и автоматически управляемых подъемом трафаретов 7 и сполоск тяжелой фракции минеральной составляющей гидросмеси из зон 6 посредством системы орошения 8.

Способ повышает производительность за счет автоматизации процессов управления всеми системами и обеспечения эффективности процесса дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси высокоглинистых россыпей благородных металлов с высоким содержанием мелких фракций ценных компонентов.

Источники информации

1. Бахарев С.А. Способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы: Патент RU 2214866, МПК B03B 5/00, B03B 5/70, 27.10.2003.

2. Хрунина Н.П., Мамаев Ю.А. Способ управления процессом трансформации золотосодержащей породы: Патент RU 2276727, МПК Е21С 45/00, 20.05.2006, Бюл.№14.

3. Хрунина Н.П. Грохот-дезинтегратор с интенсификацией кавитации комбинированным воздействием ультразвука: Патент RU 2200629, МПК B03B 5/00, 7/00; B07B 1/00, 20.03.2003, Бюл. №8.

4. Хрунина Н.П., Рассказов И.Ю., Мамаев Ю.А. Способ акустикогидроим-пульсного разупрочнения и дезинтеграции высокопластичных глинистых песков золотоносных россыпей: Патент RU 2433867, МПК B03B 5/00, E21C 41/30, 20.11.2011, Бюл. №32.

5. Хрунина Н.П. Способ струйно-акустической дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси и гидродинамический генератор акустических колебаний: Патент RU 2506127, МПК B03B 5/00,10.02.2014, Бюл. №4.

6. Хрунина Н.П. Способ дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси в условиях резонансных акустических явлений в гидропотоке и геотехнологический комплекс для его осуществления: Патент RU 2506128, МПК B03B 5/00, опубл. 10.02.2014, Бюл. №4.

7. Мамаев Ю.А., Хрунина Н.П. Установка для обогащения песков россыпей: Патент RU 1559503, МПК B03B 5/70, 14.06.1994.

8. Смирнов В.А. Обогатительный шлюз: Патент RU 2214869, МПК B03B 5/70, 27.10.2003.

9. Федоров В.Г. Шлюз для обогащения песков: Патент RU 2433869, МПК B03B 5/70, 20.11.201, Бюл. №32.

10. Чертов В.И., Васин А.А. Способ обогащения: Патент RU 2225259, МПК B03B 5/62, 10.03.2004.