устройство и способ обогащения тонкодисперсных шлихов

Формула изобретения

1. Устройство, представляющее собой переносной струйный аппарат вертикального типа для обогащения тонкодисперсных шлихов, включающий вертикальную камеру фракционирования с форсункой, подающей воду вертикально вверх, устройство для введения шлиха, состоящее из распределительного сита и трубы, расположенной под ситом, отличающееся тем, что камера фракционирования выполнена в виде вертикальной трубы диаметром 200 мм и высотой 1000 мм, форсунка имеет четыре крестообразно расположенных отверстия для истечения воды, распределительное сито имеет число отверстий 35 - 37 диаметром 2 мм.

2. Способ обогащения тонкодисперсных шлихов, включающий загрузку материала, выгрузку обогащенного шлиха и отходов, фракционирование шлиха в подаваемой вертикально вверх струе воды, отличающийся тем, что фракционированию раздельно подвергаются узкие классы крупности 1 - 0,315 и 0,315 - 0 мм, загружаемые в камеру фракционирования на глубину 130 - 150 мм от поверхности воды для обеспечения не смешивания вводимого шлиха со сливом воды и всплывшей фракцией, при этом скорость воды в камере составляет соответственно 11,3 и 9,5 см/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается золотодобывающей промышленности, в частности обогащения тонкоизмельченных шлихов, содержащих тонкодисперсное золото, и может быть использовано на приисках, обогатительных фабриках и шлихообогатительных установках.

Широко известны струйные аппараты, обогащение в которых происходит в наклонном потоке под действием силы тяжести. К таким аппаратам относятся струйные желоба и конусные сепараторы /1, стр. 333/.

В /1, стр. 106/ описан классификатор Хукки, который имеет кольцеобразные наклонные каналы. К недостаткам этого классификатора относятся высокий расход воды и большая высота аппарата, до 15 м.

Известны также близкие по принципу действия классификационные трубки "Четырехспиготного гидравлического классификатора" /1, стр. 106/, в котором классификация протекает в 2 стадии:

1) в горизонтальном расширяющемся потоке в условиях свободного осаждения в пирамидальных камерах (спиготах);

2) в вертикальных классификационных трубках с камерами (вортексами) для тангенциальной подачи воды в трубки.

Как отмечается в /1, стр. 87/, процесс гидравлической классификации является способом разделения смеси минеральных зерен на классы по скоростям падения в воде. "Классификация применяется в основном для разделения материалов по крупности".

Аналогами предлагаемого устройства по совокупности признаков может служить переносной струйный аппарат вертикального типа для обогащения /2/, включающий вертикальную камеру фракционирования с форсункой, подающей воду вертикально вверх, устройство для введения шлиха, состоящее из распределительного сита и трубы, расположенной под ситом.

Аналогом предлагаемого способа по совокупности признаков может служить способ обогащения золотосодержащих измельченных пород /3/, включающий непрерывную загрузку материала, выгрузку обогащенного шлиха и отходов, фракционирование шлиха в подаваемой вертикально вверх струе воды.

Сущность изобретения заключается в том, что:

- камера фракционирования (обогащения) выполнена в виде вертикальной трубы диаметром 200 мм и высотой 1000 мм, форсунка имеет четыре крестообразно расположенных отверстия для истечения воды, а распределительное сито для загрузки шлиха имеет 35-37 отверстий диаметром 2 мм,

- фракционированию (обогащению) раздельно подвергаются узкие классы крупности 1-0,315 или 0,315-0 мм, загружаемые в камеру фракционирования на глубину 130-150 мм от поверхности воды для обеспечения несмешивания вводимого шлиха со сливом воды и всплывшей фракцией, при этом скорость воды в камере составляет соответственно 11,3 и 9,5 см/с.

На чертеже представлено переносное устройство для обогащения тонкодисперсных шлихов

1 - камера фракционирования;

2 - форсунка;

3 - разгрузочная течка;

4 - сборник концентрата;

5 - свеча;

6 - кронштейн;

7 - отстойник;

8 - перегородка;

9 - люк для выгрузки всплывшей фракции;

10 - насос;

11 - бункер;

12 - дозирующее устройство;

13 - загрузочная воронка;

14 - сливной лоток;

15 - труба;

16 - отверстия в форсунке для подачи воды;

17 - рассекатель-сито.

Переносное устройство для обогащения шлихов крупностью не более 1,0 мм состоит из камеры фракционирования 1, разгрузочной течки 3, сборника концентрата 4, отстойника 7, насоса 10 и дозирующего устройства 12, рассекателя-сита 17.

Камера фракционирования выполнена в виде стальной трубы диаметром 200 мм и высотой 1000 мм, устанавливаемой вертикально. Дно камеры имеет угол наклона 60^o, в центре его установлена форсунка 2. Форсунка представляет собой трубку диаметром 70 мм, имеющей четыре боковых крестообразно расположенными отверстиями 16, через которые в камеру фракционирования насосом 10 подается вода, создающая вертикальный поток.

Разгрузочная течка 3 является продолжением дна камеры фракционирования, также имеет угол наклона 60^o и служит для непрерывного отвода потонувшей фракции из камеры фракционирования 1 в сборник концентрата 4.

Накопившаяся в сборнике концентрата потонувшая фракция периодически, приблизительно 1 раз в сутки, удаляется, для чего дно сборника концентрата имеет угол наклона 60^o.

Подача шлиха в фракционную камеру 1 осуществляется из бункера 11 с помощью дозирующего устройства 12 через загрузочную воронку 13. В нижней части воронки устанавливается рассекатель-сито 17 с диаметром отверстий 2 мм и числом отверстий, равным 35-37.

Продолжением воронки 13 является труба 15 диаметром 50-60 мм. Указанная величина диаметра обусловлена необходимостью выдерживания определенного соотношения площадей горизонтальных сечений камеры фракционирования и трубы загрузочной воронки.

Нижний конец трубы 15 находится ниже уровня воды в фракционной камере на 130-150 мм от поверхности воды для обеспечения не смешивания вводимого шлиха со сливом воды и всплывшей фракцией.

В верхней части камеры фракционирования установлен сливной лоток 14, через который удаляются в отстойник 7 вода и всплывшая фракция.

Производительность установки по шлиху составляет около 60 тонн/год.

Способ обогащения узких классов крупности шлихов, цель которого состоит в получении обогащенного золотом шлиха в восходящем токе воды, на описанной выше установке заключается в следующем.

Вся система насосом 10 заполняется водой, при этом свеча 5 служит для удаления воздуха.

После этого насосом 10 в камеру фракционирования 1 непрерывно подается вода, вертикальная скорость которой в камере должна быть вполне определенной, например 9,5-11,3 см/с. Сверху дозатором 12 из бункера 11 в загрузочную воронку 13 и, соответственно, через установленный в ней рассекатель-сито 17 подается шлих. Рассекатель необходим для того, чтобы весь массив подаваемого шлиха перед попаданием в воду рассечь на ряд потоков (струек), в результате чего значительно повышается эффективность обогащения шлиха и производительность установки.

Благодаря тому, что скорость движения воды в камере 1 меньше, чем скорость падения частиц золота, последние опускаются в нижнюю часть камеры 1. Вместе с частицами золота в нижнюю часть камеры опускается также некоторое количество наиболее тяжелых частиц различных минералов. Как правило, все частицы кварца (песка) и значительное количество частиц различных минералов (всплывшая фракция) уносятся водяной струей в верхнюю часть камеры 1 и через лоток 14 удаляются в отстойник 7.

Потонувшая фракция, т.е. концентрат, из нижней части камеры 1 по наклонной разгрузочной течке 3 опускаются в сборник концентрата 4, откуда периодически (1 раз в сутки) через люк 6 выгружается.

Вода из двухсекционного отстойника 7 забирается насосом 10 и вновь подается в камеру фракционирования 1. Таким образом, водооборотный цикл является замкнутым, что выгодно экономически и оправдано экологически.

Описанный способ обогащения тонкодисперсного шлиха был осуществлен на лабораторной установке аналогичной вышеописанной, т.е. являющейся ее модельным аналогом. Фракционированию подвергались отдельные классы крупности (2-1; 1-0,315 и 0,315-0 мм), на которые предварительно был рассеян шлих.

Фракционирование осуществлялось следующим образом. Насосом 10 через форсунку 2 в камеру фракционирования 1 подавалась вода. За счет регулирования напряжения, подаваемого на насос (в разных случаях оно составляло 70, 72 и 76 В), достигалась различная производительность насоса (121, 150 и 179 л/час), а соответственно, и разная вертикальная скорость воды в камере фракционирования, а именно 7,7, 9,5 и 11,3 см/с.

Выбор указанных скоростей воды основан на предварительно проведенном опыте по определению скорости падения в неподвижной воде одинаковых по размеру частиц кварца, магнетита и золота. На практике четкое отделение частиц золота не происходит, но весьма существенное переобогащение всплывшей и потонувшей фракций имеет место, что и показано в таблице.

В таблице:

- в колонках 2, 3, 4 приведены условия работы насоса: напряжение (вольты), подававшееся на двигатель насоса, соответствующая этому напряжению производительность насоса и скорость воды в камере 1; стоящие рядом со значениями напряжений буквы "в" и "п" обозначают всплывшую и потонувшую фракции,

- в колонки 5 и 6 - выхода фракций, полученных при работе насоса с разной производительностью, а соответственно, и при различной скорости воды в камере 1. Выхода фракций приведены в граммах (колонка 5) и в процентах (колонка 6) от общего веса исходной пробы, т.е. смеси всех классов крупности,

- в колонках 7, 8, 9 приведено содержание золота, причем в колонке 8 - проценты от общего содержания золота в исходной пробе, т.е. смеси всех классов крупности (2-1, 1-0,315 и < 0,315 мм).

Как видно из таблицы, при обогащении класса крупности 2-1 мм фракции, всплывшие при скорости воды 9,5 и 11,3 см/с (пробы 1 и 2), содержат золото соответственно 935,8 и 410,1 г/т.

Фракция, потонувшая при скорости воды 11,3 см/с (проба 3), содержит золота 1613,3 г/т, в то время как весь класс 2-1 мм содержит 959,8 г/т. Т.е. произошло обогащение в 1613,3/959,8 = 1,68 раза, что можно считать недостаточно эффективным.

При обогащении класса крупности 1,0-0,315 мм в трех полученных фракциях (пробы 4, 5, 6) содержание золота закономерно возрастает: 371,2, 1211,7 и 7934,0 г/т. Фракция, потонувшая при скорости воды 11,3 см/с, содержит золота 7934,0 г/т, в то время как весь класс 1,0-0,315 мм содержит 1658,6 г/т. Т.е. произошло обогащение в 7934,0/1658,6 = 4,78 раза, что можно считать эффективным.

При обогащении класса крупности < 0,315 мм фракция, потонувшая при скорости воды 9,5 см/с (проба 9), содержит золота 22044,0 г/т, в то время как весь класс < 0,315 содержит 3051,4 г/т. Т.е. произошло обогащение потонувшей фракции в 22044/3051,4 = 7,2 раза, что можно считать весьма эффективным.

Литература

1. Шохин В.Н. Гравитационные методы обогащения. М. - "Недра" 1980. - 400 с.

2. SU 2702 A, 30.04.27, B 03 B 5/68, 3 с.

3. RU 2068301 C1, 27.10.96, B 03 B 9/00, 5 с.