способ обогащения руд цветных металлов

Формула изобретения

Способ обогащения руд цветных металлов, включающий движение пульпы по желобу с одновременным разделением твердой фазы на концентраты и хвосты, отличающийся тем, что пульпа движется в бегущем или вращающемся магнитном поле, направленном перпендикулярно движению пульпы, при этом указанное магнитное поле индуцирует в металлосодержащих частицах возникновение электромагнитных сил, под действием которых металлосодержащая фракция изменяет направление и выделяется в отдельный поток, причем в металлических частицах каждой фракции за счет изменения скорости движения магнитного поля индуцируются токи различной величины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения руд цветных металлов и может быть использовано в основном процессе или в доизвлечении при флотационном способе обогащения. Известны способ, заключающийся в разделении твердой фазы пульпы на концентрат и хвосты /Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых М. , "Недра", 1974, Авт.: В.И. Кармазин, Е.И. Серго, А.П. Жендеринский и др. стр. 193-276/. Флотация осуществляется в воде, взаимодействующей с поверхностью частицы минералов. При этом минералы частично растворяются и взаимодействуют с растворенными в пульпе реагентами, в результате чего изменяются поверхностные свойства минералов. Присоединение молекул воды к поверхности частиц минералов влияет на закрепление к этой поверхности воздушных пузырьков. Активность поверхности минерала к флотационным реагентам и воде зависит от энергетического состояния этой поверхности. Атомы поверхностного слоя обладает свободной энергией, а атомы, расположенные в объеме решетки, всю свою энергию расходуют на взаимодействие с соседними атомами. Флотационный процесс слагается из большого количества элементарных актов. Под этим термином подразумевается закрепление единичного минерала на воздушном пузырьке. Явление смачивания твердых поверхностей минеральных частиц и изменение этого смачивания /по Ребиндиру/ представляет один из основных физико-химических факторов флотационного процесса.

Наиболее близким из аналогов является способ обогащения цветных металлов, включающий движение пульпы по желобу с одновременным разделением твердой фазы на концентраты и хвосты. Известные способы являются многоцикловым по помолу и перечисткам, а также требуют существенных затрат на флотационные реагенты /Справочник технолога по обогащению руд цветных металлов, М., Недра, 1974, под ред. Клебанова О.Б./

Причиной, препятствующей получению в ближайшем из аналогов требуемого результата является невозможность в многокомпонентной пульпе с крупностью питания флотации в среднем 0,01 - 1 мм полное выделение заданных минеральных частиц. Результат прилипания минеральных частиц к пузырькам воздуха в реальных флотационных условиях определяется кинетикой прилипания, которая зависит от кинетики разрушения прослойки воды, разделяющей воздушный пузырек и частицу. Чем гидрофобнее поверхность частицы минерала, тем меньше сила столкновения и время контакта, необходимые для закрепления частиц на пузырьке воздуха в воде. Существенное влияние на прилипание в кинетических условиях оказывают также размер и форма частицы, шероховатость поверхности и др. Вероятность флотации для малых частиц зависит в основном от вероятности их столкновения с пузырьками, а для крупных - от вероятности устойчивого закрепления частицы на пузырьке.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению выхода концентратов. При прохождении пульпы /вода-минеральные частицы/ во вращающемся или бегущем магнитном поле с магнитным потоком, перпендикулярным направлению движения пульпы, за счет изменения магнитного потока в частицах, содержащих металл, индуцируются токи. В результате электромагнитного взаимодействия в движении металлосодержащей частицы появится относительная компонента движения нормальная движению потока пульпы. За счет этого твердая фаза пульпы разделяется на металлосодежащую фракцию - концентрат и хвосты.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в: 1/ повышении выхода концентрата, 2/ расширении возможностей разделения руд цветных металлов, 3/ исключении использования химических реагентов.

Требуемый технический результат, а именно, повышение выхода концентрата, достигается за счет сообщения в потоке пульпы всем металлосодержащим частицам относительной компоненты движения нормальной направлению движения пульпы, которое для твердой фазы является переносным. Выделением из твердой фазы пульпы всех металлосодержащих частиц и является задачей коллективного обогащения. Изменяя скорость и индуктивность магнитного потока, можно осуществлять селективное обогащение, так как индуцируемые в частицах токи зависят от их активного и реактивного сопротивления. Дополнительный технический результат - это исключение из процесса обогащения реагентного режима, влияния температуры и состава воды.

Технический результат достигается за счет того, что способ, включающий движение пульпы по желобу с одновременным разделением твердой фазы пульпы на концентрат и хвосты под действием кинематических свойств частиц руды, причем пульпа движется в изменяющемся бегущем или вращающемся магнитном поле, направленном перпендикулярно движению пульпы, и индуцирующим в металлосодержащих частицах электрический ток, который взаимодействует с бегущим или вращающимся магнитным полем, и за счет возникновения электромагнитных сил металлосодержащие частицы изменяют направление движения и выделяются в отдельный поток.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. По классической схеме исходный материал поступает на обогатительную фабрику из шахты или карьера в виде горной массы и подвергается подготовительным операциям - дроблению, измельчению, грохочению и классификации. Крупность твердой фазы обусловливается раскрытием минералов в результате разрушения сростков полезных минералов с минералами пустой породы. В результате подготовительных процессов руда приводится в состояние, при котором можно вести разделение минеральных компонентов и смешивается с водой. Пульпа, содержащая твердую фазу и воду, поступает в индуктор, где движется стесненно в ламинарном режиме /см. чертеж/. Разделительная плоскость индуктора имеет нулевой уклон в направлении движения пульпы и образует с горизонтальной плоскостью двугранный разделительный угол в направлении, перпендикулярном движению пульпы. Все частицы по разделительной плоскости под действием гравитационного поля опускаются в "низ" - ребро "С". В частицах, содержащих металлические включения, индуцируется ток, обуславливающий электромагнитную силу, под действием которой траектория частицы будет отличаться от траектории частиц не содержащих металл, и частица закатывается на "верх" - к ребру "Д".

Таким образом, из окна индуктора "A" будет выходить пульпа с концентратом, а из окна "B" - с хвостами. На этом процесс разделения заканчивается.

Активная длина индуктора L = v_et, где v_e - переносная скорость частицы в индукторе. Время движения частицы в индукторе t > b/v_r, где v_r - относительная скорость центра масс частицы, обусловленная электромагнитными силами, следовательно

L > bv_e/v_r.

Регулируя индуцируемые токи изменением частоты магнитного потока и скорости движения магнитного поля, за счет различного активного и реактивного омического сопротивления металлосодержащих частиц, можно осуществлять коллективное или селективное разделение полиметаллических руд цветных металлов.