способ электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов

Формула изобретения

Способ электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов, включающий раскрытие минерального зерна волновым воздействием, отличающийся тем, что разрушение сростков выполняют генерацией электромагнитным полем ультразвуковой частоты не менее 2·10¹¹ Гц и интенсивности излучения не менее 2,83·10² Вт/см² упругой относительной деформации 10^-8 переменного напряжения в сростках микрокомпонентов золоторудных концентратов при последовательном влиянии ультразвука в продольном и поперечном направлениях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче и переработке тяжелых минералов из труднообогатимых рудных и комплексных россыпных месторождений, в частности - с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота в сростках.

Известен способ сухого обогащения рудных материалов, который включает центробежно-ударное дробление-дезинтеграцию в центробежно-ударной дробилке, гравитационное разделение в гравитационно-воздушном классификаторе с получением крупной и мелкой фракций и шлама, сухую магнитную сепарацию фракций [1].

Способ не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов.

Известен способ извлечения из руд алмазов, в котором фракционирование дробленой руды по крупности осуществляют одновременно с его первичной виброконцентрацией с получением крупнозернистого и мелкозернистого концентратов и хвостового продукта. Додрабливание крупнозернистых продуктов обогащения осуществляют в режиме объемного сжатия [2].

Способ также не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов размером частиц от 4 до 0,1 мкм.

Наиболее близким по выполняемой функции является способ извлечения золота при гидромеханизнрованной разработке песков глинистых россыпей и валунчатых окисленных руд кор выветривания, в котором разрушение глиняных катышей и кусочков валунчатой окисленной руды и раскрытие минерального зерна выполняют действием ударных волн, созданных электровзрывной обработкой и активацией [3].

Способ не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов размером частиц от 4 до 0,1 мкм, так как при электрическом разряде происходит плазмообразование, которое приводит к разложению, фазовым переходам, спайкам и выгоранию некоторых рудных компонентов.

Технический результат - повышение технологической эффективности процесса дезинтеграции и улучшение условий раскрытия мелких и тонкодисперсных агрегатов и сростков золотосодержащих минералов, а также повышение экологической безопасности переработки золотосодержащих руд.

Технический результат достигается тем, что в способе электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов, включающем раскрытие минерального зерна волновым воздействием, разрушение сростков выполняют генерацией электромагнитным полем ультразвуковой частоты не менее 2·10¹¹ Гц и интенсивности излучения не менее 2,83·10² Вт/см² упругой относительной деформации 10^-8 переменного напряжения в сростках микрокомпонентов золоторудных концентратов при последовательном влиянии ультразвука в продольном и поперечном направлениях.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - повышение технологической эффективности процесса дезинтеграции и улучшение условий раскрытия мелких и тонкодисперсных агрегатов и сростков золотосодержащих минералов размером от 4 до 0,1 мкм, а также повышение экологической безопасности переработки золотосодержащих руд.

На фиг.1 - общий вид одного из вариантов системы для выполнения способа; на фиг.2 - схема возбуждения продольного ультразвука; на фиг.3 - схема возбуждения поперечного ультразвука.

Выполнение способа осуществляется с помощью установки, включающей электромагнитно-ультразвуковую продольную систему генерации 1 и электромагнитно-ультразвуковую поперечную систему генерации 2, снабженные катушками индуктивности 3, 4 и постоянными магнитами 5 и 6 с N и S-полюсами. Зоны обработки концентрата снабжены резонаторами 7, 8 для усиления воздействия ультразвукового излучения.

Способ выполняется следующим образом.

В зоне обработки размещается концентрат. Толщина слоя концентрата не должна превышать расстояние затухания интенсивности ультразвукового излучения более 2 раз. Электромагнитно-ультразвуковая продольная система генерации 1 и электромагнитно-ультразвуковая поперечная система генерации 2, снабженные катушками индуктивности 3, 4 и постоянными магнитами 5 и 6 с N и S-полюсами, позиционируются над зоной обработки и настраиваются на необходимую частоту f и интенсивность I излучения. Для усиления воздействия ультразвукового излучения зоны обработки концентрата снабжены резонаторами 7, 8. Концентрат подвергается влиянию ультразвука последовательно в продольном и поперечном направлениях.

При минимальном размере зерна кварца 0,1 мкм длина волны должна составлять 3·10^-8 м. При скорости продольной волны V_p в кварце 5970 м/с частота f электромагнитного излучения составит около 2·10¹¹ с^-1 , согласно формуле: f=V_p/ -5970 м/с/3·10^-8 м=1,99·10¹¹ с^-1.

Интенсивность микроволнового излучения должна создавать напряжения сжатия-растяжения, превышающие предельные напряжения сил сцепления зерен минералов с частицей золота. Интенсивность волны определяется по формуле [4]:

.

где и µ - характеристики упругих свойств среды или компоненты Лямэ; |S| - относительная деформация в плоской продольной волне 10^-8; | u/ t| - колебательная скорость частиц в продольной волне, определяемая по формуле:

,

где u - амплитуда смещения частиц относительно положения равновесия; t - время.

Из формулы:

Определяем

+2µ=V_p· =5970² м/c·2,65·10³ куг/м ³=94,446·10⁹ Па.

Тогда интенсивность равна

Из сульфидных минералов в срастании с золотом встречаются пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит и др., из несульфидных - чаще всего кварц, а также оксиды железа, барит, карбонатные минералы, углистые сланцы. Возникающие продольные и поперечные волны на основе инверсионного пьезоэлектрического эффекта преобразования электромагнитной поляризации в упругую деформацию переменного напряжения в полупроводниковых кристаллах и потенциал-деформационное взаимодействие внутри кристаллов существенны на высоких частотах в полуметаллах (висмут, сурьма, мышьяк) и в неполярных полупроводниках (германий, кремний и др.).

Способ электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов, включающий раскрытие минерального зерна волновым воздействием, позволяет осуществить эффективное влияние на кристаллы и их структурные связи с частицами золота размером от 4 мкм до 0,1 мкм.

Источники информации

1. Патент № 2381079. Способ сухого обогащения рудных материалов.

2. Патент № 2388545. Способ извлечения из руд алмазов.

3. Патент № 2263152. Способ извлечения золота при гидромеханизированной разработке песков глинистых россыпей и валунчатых окисленных руд кор выветривания.

4. Бархатов А.Н., Горская Н.В., Горюнов А.А., Гурбатов С.Н., Можаев В.Г., Руденко О.В. Акустика в задачах. - М.: Наука. Физматлит, 1996. - 336 с.