Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким и тонким 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 и тонких 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 и тонким золотом, включающем подачу минеральной гидросмеси и разделение ее на фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонном желобе, с гладким дном, деформаторов потока с учетом разжижения минеральной гидросмеси, изменения уклона наклонного желоба и гранулометрического состава золота, слив шлама в рабочем цикле обогащения и периодический автоматизированный, посредством системы орошения, сполоск тяжелой фракции минеральной составляющей минеральной гидросмеси из зон отсадки тяжелой фракции при автоматическом подъеме трафаретов, в процессе рабочего цикла обогащения периодически формируют гидродинамические эффекты резонансного типа при поступлении минеральной гидросмеси в переднюю часть наклонного желоба с системой дезинтеграции глинистых включений посредством гладких и плоских стационарных рассекателей, жестко фиксированных упорами на бортах наклонного желоба с двух сторон в передней и средней частях наклонного желоба, между зонами отсадки тяжелой фракции с трафаретами, и установленных попарно крест-накрест под наклонами по отношению к плоскостям, параллельным гладкому дну, под углами от 10° до 20°, и в определенной последовательности сверху вниз в передней части наклонного желоба в зависимости от динамики дезинтеграции высокоглинистых песков с зазорами между собой и гладким дном, превышающим максимальный размер окатышей глинистых включений в минеральной гидросмеси, и ориентированных одним углом, равным 90°, навстречу минеральной гидросмеси для формирования под гладкими и плоскими стационарными рассекателями разреженных областей, обеспечивающих формирование кавитационного эффекта, способствующего разрушению глинистых включений и выделению мелких и тонких минеральных частиц ценных компонентов.

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 и тонким золотом осуществляется с помощью автоматизированного комплекса, изображенного на чертежах.

На фиг. 1 - общий вид автоматизированного комплекса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 в увеличенном масштабе, показан один из вариантов установки на одном из бортов наклонного желоба гладких и плоских стационарных рассекателей посредством подвесок; на фиг. 3 - график полученной зависимости интенсивности дезинтеграции образцов исследованного месторождения.

Автоматизированный комплекс 1 снабжен наклонным желобом 2 с гладким дном 3 и деформаторами потока 4 с учетом разжижения минеральной гидросмеси, изменения уклона 5 наклонного желоба 2 и гранулометрического состава золота. Зоны отсадки 6 тяжелой фракции снабжены трафаретами 7, которые выполнены съемными и автоматически управляемыми посредством автоматизированной системы управления 8. Система орошения 9 также соединена с автоматизированной системой управления 8. Наклонный желоб 2 снабжен системой дезинтеграции 10 глинистых включений минеральной гидросмеси с гладкими и плоскими стационарными рассекателями 11, которые жестко фиксированы упорами 12 на бортах 13 наклонного желоба 2 с двух сторон 14, 15 в передней 16 и средней частях 17 наклонного желоба 2, между зонами отсадки 6 тяжелой фракции с трафаретами 7. Гладкие и плоские стационарные рассекатели 11 установлены попарно крест-накрест 18 под наклоном 19 по отношению к плоскостям 20, параллельным 21 гладкому дну 3, под углами 22 размером от 10° до 20°, и в последовательности сверху вниз 23 в зависимости от динамики дезинтеграции J высокоглинистых песков в воде. Если кривая интенсивности дезинтеграции J показывает (фиг. 3), что наиболее эффективно процесс дезинтеграции в воде осуществлялся в первый временной интервал, затем происходит существенное снижение интенсивности, то последовательность расположения гладких и плоских стационарных рассекателей 11 должна осуществляться в передней 16 части наклонного желоба 2 сверху вниз 23, т.е. первые пары 24 стационарных рассекателей 11 должны располагаться выше, а вторые пары 25 - ниже. Гладкие и плоские стационарные рассекатели 11 устанавливаются с зазорами 26 между собой 27 и зазорами 28 с гладким дном 3, превышающим максимальный размер окатышей 29 глинистых включений в минеральной гидросмеси, и ориентированных одним углом 30, равным 90°, навстречу минеральной гидросмеси 31. Контур 32 на фиг. 2 позиционирует положение наклонного желоба 2 в рабочем состоянии. Гладкие и плоские стационарные рассекатели 11 через шарнирные соединения 33 связаны с подвесками 34, которые вешаются на бортах 13 и имеют соединения 35, обеспечивающие регулирование по высоте 36.

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

В зависимости от динамики дезинтеграции J высокоглинистых песков, которая определяется на основе результатов эксперимента и исходя из учета массовой доли (%) фракции образца М, продезинтегрированной в единицу времени Т, по формуле:

J=М/Т,

осуществляют установку гладких и плоских стационарных рассекателей 11.

Пример. В лабораторных условиях проведен эксперимент по дезинтеграции образцов месторождения Поспелиха. Эксперимент проводился при средних значениях температуры 22°С и влажности 65% посредством полного погружения образца в емкость с водопроводной водой. Очистка воды производилась фильтрованием посредством системы REVERSE OSMOSIS SYSTEM «ATOLL 560». Средняя масса образцов при средней исходной влажности 4% составляла от 4462 г до 6082 г. Через равные промежутки времени осуществлялось отделение жидкой части от твердой неразрушенной части образцов. После седиментации твердая фаза помещалась в сушильный шкаф. Затем, высушенная при температуре 99°С, твердая составляющая охлаждалась и взвешивалась на лабораторных электронных весах OHAUS Scout Pro SPU202 для определения массы дезинтегрированной фракции. На фиг. 3 представлена зависимость изменения динамики дезинтеграции J массовой доли образцов исследуемого месторождения в зависимости от последовательных, равных по продолжительности, интервалов времени. В эксперименте установлено, что наиболее эффективно процесс дезинтеграции в воде осуществлялся в первый временной интервал, затем происходит существенное снижение интенсивности, поэтому определенная последовательность расположения гладких и плоских стационарных рассекателей 11 должна осуществляться в передней 16 части наклонного желоба 2 сверху вниз 23, т.е. первые пары 24 стационарных рассекателей 11 должны располагаться выше, а вторые пары 25 - ниже. Гладкие и плоские стационарные рассекатели 11 системы дезинтеграции 10 глинистых включений минеральной гидросмеси устанавливаются попарно крест-накрест 18 под наклоном 19 по отношению к плоскостям 20, параллельным 21 гладкому дну 3, под углами 22 размером от 10° до 20°. Наклон 19 регулируется с помощью шарнирного соединения 33 с подвесками 34 и соединений 35, обеспечивающих регулирование по высоте 36. Гладкие и плоские стационарные рассекатели 11 устанавливаются с зазорами 26 между собой 27 и зазорами 28 с гладким дном 3, превышающим максимальный размер окатышей 29 глинистых включений в минеральной гидросмеси, и ориентированы одним углом 30, равным 90°, навстречу минеральной гидросмеси 31, вешаются на бортах 13 с двух сторон 14, 15 в передней 16 и средней частях 17 наклонного желоба 2, между зонами отсадки 6 тяжелой фракции с трафаретами 7 и жестко фиксируются упорами 12.

С помощью автоматизированной системы управления 8 автоматизированного комплекса 1 осуществляют подачу минеральной гидросмеси в переднюю часть 16 наклонного желоба 2 с гладким дном 3. Происходит разделение минеральной гидросмеси на фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонном желобе 2 деформаторов потока 4 с учетом разжижения минеральной гидросмеси, изменения уклона 5 наклонного желоба 2 и гранулометрического состава золота. Контур 32 на фиг. 2 позиционирует положение наклонного желоба 2 в рабочем состоянии.

В процессе рабочего цикла обогащения периодически формируют гидродинамические эффекты резонансного типа при поступлении минеральной гидросмеси в переднюю часть 16 наклонного желоба 2 с системой дезинтеграции 10 глинистых включений в минеральной гидросмеси посредством гладких и плоских стационарных рассекателей 11, установленных с зазорами 26 и ориентированных одним углом, равным 90°, навстречу минеральной гидросмеси. Под гладкими и плоскими стационарными рассекателями 11 формируются разреженные области, обеспечивающие формирование кавитационного эффекта, способствующего разрушению глинистых включений и выделению мелких и тонких минеральных частиц ценных компонентов. В рабочем цикле обогащения происходит слив шлама и периодический автоматизированный, посредством системы орошения 9, сполоск тяжелой фракции минеральной гидросмеси из зон отсадки 6 тяжелой фракции при автоматическом подъеме трафаретов 7.

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 и тонких фракций ценных компонентов.

Источники информации

1. Бахарев С.А. Способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы: Патент RU 2214866, МПК В03В 5/00, В03В 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 В03В 5/00, 7/00; В07В 1/00, 20.03.2003, Бюл. №8.

4. Хрунина Н.П., Рассказов И.Ю., Мамаев Ю.А. Способ акустикогидроимпульсного разупрочнения и дезинтеграции высокопластичных глинистых песков золотоносных россыпей: Патент RU 2433867, МПК В03В 5/00, Е21С 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 В03В 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 В03В 5/00, опубл. 10.02.2014, Бюл. №4.

7. Мамаев Ю.А., Хрунина Н.П. Установка для обогащения песков россыпей: Патент RU 1559503, МПК В03В 5/70, 14.06.1994.

8. Смирнов В.А. Обогатительный шлюз: Патент RU 2214869, МПК В03В 5/70, 27.10.2003.

9. Федоров В.Г. Шлюз для обогащения песков: Патент RU 2433869, МПК В03В 5/70, 20.11.201, Бюл. №32.

10. Чертов В.И., Васин А.А. Способ обогащения: Патент RU 2225259, МПК В03В 5/62, 10.03.2004.