ПРОМЫВОЧНЫЙ ПРИБОР ПГНВК Российский патент 1997 года по МПК B03B5/00 B03B7/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к аппаратам для извлечения благородных металлов из россыпей, и может быть использовано для извлечения тяжелых ценных минералов.

Известны промывочные приборы гидроэлеваторного типа, такие как ПГШ и ПГБ.

Промывочный прибор ПГШ состоит из загрузочного бункера, гидроэлеватора, пульповода, гидровашгерда, шлюза глубокого наполнения, позволяющего перерабатывать горную массу с крупностью кусков до 150 мм при больших скоростях движения пульпы /1/. Шлюз глубокого наполнения для улавливания золота укомплектован металлическими трафаретами и резиновыми ковриками. Насосный агрегат посредством крестовины обеспечивает подачу воды раздельно в гидроэлеватор и гидромонитор.

Промывочный прибор ПГШ работает следующим образом.

Горная масса (пески, галька и валунный материал) бульдозером подается к приемной решетке, где разделяется струей гидромонитора на надрешетный валунно-галечный продукт, удаляемый через гидровашгерд в отвал, и на подрешетную пульпу, содержащую золото. Пульпа поступает в бункер, из которого за счет разрежения, создаваемого гидроэлеватором, засасывается в приемную камеру и по пульпопроводу транспортируется в шлюз глубокого наполнения, по которому движется самотеком. При этом движении тяжелая фракция песков и золото осаждаются на дно шлюза и удерживаются (улавливаются) комбинацией резиновых ковриков и трафаретов, а пустая легкая порода (хвосты) сбрасывается в отвал. Съем золотосодержащего концентрата со шлюза глубокого наполнения производится периодически один раз в сутки через бункер шлюзовой приставки, из которого по пульповоду концентрат складируется в автоконтейнер.

Основным недостатком работы промывочного прибора ПГШ является повышенный снос ценного компонента при практически полной потере мелкого и тонкодисперсного золота из-за высокой скорости потока пульпы, а также из-за периодического съема ценного компонента, накопленного улавливающей поверхностью.

Промывочный прибор ПГБ (прибор гидроэлеваторный барабанный) содержит загрузочный бункер, гидроэлеватор с пульповодом, короткий головной шлюз глубокого наполнителя, галечный стакер /2/.

Работа промывочного прибора ПГБ состоит в следующем.

Горная масса гидромонитором подается в загрузочный бункер, из которого поднимается гидроэлеватором по пульповоду в короткий головной шлюз глубокого наполнения и далее поступает в барабанный грохот. Подрешетная горная масса направляется в многосекционные шлюзы мелкого наполнения, а надрешетная галечным стакером подается в отвал. В комплект прибора ПГБ входит гидроэлеваторный эфельный агрегат, предназначенный для уборки хвостов от слива шлюзов мелкого наполнения.

К недостаткам прибора ПГБ относится повышенный снос мелкого и тонкодисперсного золота, повышенная энергоемкость, трудность уборки надрешетной горной массы с бункера, перекачка через всю технологическую цепь крупных фракций, которые целесообразнее отбросить на бункере, применение для уборки надрешетной горной массы гидромонитора. При этом после шлюзов мелкого наполнения у промприбора ПГБ не предусмотрена установка какого-либо гравитационного оборудования /2/.

Промывочный прибор ПГБ является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа.

У прототипа барабанный грохот с поддоном это решето, выполняющее роль жесткой границы, разделяющей всю минеральную дисперсную массу питания на два класса крупности. Разделение происходит исключительно на поверхности решета. Зерна по крупности мельче отверстий решета и вся технологическая вода (жидкая фаза) уходит под решето. Для обеспечения движения надрешетного продукта к нему следует приложить механическую силу вращения барабана. На грохоте с поддоном у прототипа не происходит разделения минеральной смеси по плотности, то есть не происходит обогащения концентрации тяжелых ценных минералов. Грохочение у прототипа не регулирует водный режим и не устраняет пульсации жидкой фазы. Здесь у прототипа задача грохочения заключается лишь в том, чтобы выделить крупную фракцию размытых песков и обязательно обезвоженной подать на галечный стакер.

Повышенное разжижение и тем более пульсации жидкой фазы увеличивает скорость и пульсации скорости потока пульпы на шлюзах, что ухудшает улавливание мелкого золота. А из-за конструктивных особенностей шлюзов глубокого и мелкого наполнения, работающих периодически, съем концентрата (сполоск) влечет за собой дополнительные потери ценного компонента из-за остановок и пуска (то есть дерганья процесса обогащения) промывочного прибора. Сполоск периодический съем концентрата со шлюзов весьма трудоемкий процесс. Из технологических соображений он должен проводиться не реже чем через 2 3 ч, что составляет время насыщения тяжелой фракцией улавливающей поверхности шлюза. Но из-за повышенной трудоемкости на практике сполоск осуществляется через 12 или даже 24 ч. Следовательно, улавливание ценного компонента осуществляется 2 3 ч, а в остальное время ценный минерал всех крупностей теряется и сбрасывается в отвал.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение возможности повышения извлечения ценного компонента мелких классов крупности как при отработке россыпных месторождений, так и при переработке эфельных фракций и техногенных отвалов за счет создания непрерывного вывода концентрата и использования совершенных гравитационно-центробежных обогатительных аппаратов.

Указанный технический результат достигается тем, что промывочный гидроэлеваторный прибор с непрерывным выводом концентрата (ПГНВК), включающий последовательно установленные блок подготовки и транспортирования песков, содержащий загрузочный бункер, гидровашгерд, гидроэлеватор с пульповодом, блок улавливания крупного золота, содержащий короткий шлюз глубокого наполнения, блок улавливания мелкого золота, содержащий грохот с поддоном, установленные под грохотом шлюзы, согласно изобретению снабжен блоком улавливания ценного компонента из надрешетного продукта грохота, выполненным в виде желобов с V-образным днищем, в конце осевой части которых выполнена расширяющаяся щель для вывода концентрата, а в блоках обогащения подрешетного продукта гравитационные аппараты выполнены в виде шлюзов с V-образным днищем и центробежных аппаратов, а после гравитационно-центробежных аппаратов установлен концентрационный стол.

Соответствие изобретения требованию критерия "новизна" обуславливается тем, что совокупность его существенных признаков неидентична совокупности существенных признаков прототипа.

Соответствие изобретения требованию критерия "изобретательский уровень" обусловлено тем, что совокупность его отличительных признаков, то есть введение двух блоков улавливания мелкого и тонкодисперсного золота, обеспечивает повышение извлечения ценного компонента на 15 20% Техническое решение, используемое для достижения поставленной задачи, является неочевидным и явным образом не следует из известного уровня техники.

На фиг. 1 изображен общий вид промывочного прибора; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 блок доулавливания ценного компонента с желобами с V-образным днищем; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 вид сверху на фиг. 3; на фиг. 6 V-образный шлюз для обогащения россыпей.

Промывочный прибор ПГНВК включает блок 1 подготовки и транспортирования песков, блок 2 улавливания крупного золота и самородков, блок 3 улавливания мелкого и тонкодисперсного золота и блок 4 доулавливания ценного компонента из надрешетного продукта.

При этом блок 1 предназначен для разделения обогащаемого материала на фракции, частичной дезинтеграции, размыва и классификации песков. Блок 1 состоит из гидромонитора 5, загрузочного бункера 6, гидровашгерда 7, гидроэлеватора 8 с пульповодом. Блок 1 через гидроэлеватор 8 с пульповодом соединен с блоком 2.

Блок 2 предназначен для улавливания крупного золота и самородков и состоит из короткого шлюза 9 глубокого наполнения. Шлюз 9 непосредственно соединен с блоком 3.

Блок 3 предназначен для улавливания мелкого и тонкодисперсного золота и состоит из грохота 10 с поддоном для подачи подрешетного продукта на два V-образных шлюза 11 для обогащения россыпей, изготовленных по патентам РФ NN 1019716 и 1094183.

Шлюз 11 состоит из днища 12, выполненного из двух плоскостей, размещенных под углом друг к другу. Вдоль продольной оси шлюза 11 установлены вертикально расположенные и параллельные между собой пластины 13. В хвостовой части днища 12 установлен рассекатель 14 потока. В конце шлюза 11 расположен отсекатель 15, отсекающая кромка которого соответствует концентрации ценного компонента на V-образном днище 12. Под шлюзом 11 установлен гравитационно -центробежный аппарат, например винтовой сепаратор 16, концентрат которого самотеком поступает на концентрированный стол 17.

Блок 3 непосредственно соединен с блоком 4, выполненным из желобов 18, имеющих V-образное днище 19. В конце осевой части днищ 19 расположено устройство 20 для вывода концентрата, имеющее форму расширяющейся щели. Под устройством 20 смонтирован патрубок 21 для подачи выводимого из блока 4 концентрата на винтовые сепараторы 16. Концентрат концентрационного стола 17 направляется на шлихо -обогатительную установку (ШОУ), включающую магнитный сепаратор 22, классифицирующий по крупности аппарат, например грохот 23, концентрационный песковый 24 и шламовый 25 столы, сушильный для надрешетного продукта аппарат 26, электросепаратор 27 для обработки надрешетного продукта, сушильный для подрешетного продукта аппарат 28, электросепаратор 29 для обогащения подрешетного продукта. При этом блоки 1 4 установлены последовательно, то есть один за другим.

Промывочный прибор ПГНВК работает следующим образом.

Обогащаемые пески, подаваемые бульдозером в блок 1 к приемной решетке загрузочного бункера 6, разделяют струей гидромонитора 5 на решетке на надрешетную фракцию (валунно -галечный продукт крупностью более 80 мм), удаляемую через гидровашгерд 7 в отвал, и на подрешетную пульпу, содержащую золото. Пульпа поступает в зумпф загрузочного бункера 6 и за счет разрежения, создаваемого гидроэлеватором 8, засасывается в приемную камеру (не показана) и поднимается по пульповоду в блок 2 в короткий шлюз глубокого наполнения 9, где трафаретами с ковриками улавливаются крупнозернистая тяжелая фракция, крупное золото и самородки. Образуемый при этом концентрат периодически снимается. Хвосты короткого шлюза глубокого наполнения 9, содержащие мелкое и тонкодисперсное золото, самотеком поступают в блок 3 на грохот 10 с поддоном. Последний представляет собой аппарат, сочетающий в себе элементы мокрого грохочения материала в потоке с обогащением его по плотности. Корпус грохота имеет форму неподвижного шлюза с параллельными бортами и двойное днище (решето с плоским поддоном). Исходный материал по направляющей пластине поступает на верхнее перфорированное дно грохота. Мелкий продукт, особенно из тяжелых минералов, проходит через движущуюся минеральную постель, а затем через верхнее перфорированное дно грохота и поступает в плоский поддон (на нижнее дно грохота) и далее через разгрузочные патрубки поддона на V-образные шлюзы.

Благодаря водяной подушке, созданной малой толщиной поддона, часть воды в грохоте остается над решетом и обеспечивает транспортировку надрешетного продукта.

Существенной особенностью разделения по крупности на данном грохоте с плоским поддоном является преимущественное выделение в подрешетный продукт наиболее тяжелых минералов. Это объясняется явлением сегрегации материала в движущейся по грохоту грубозернистой постели. На решето грохота материал поступает уже в расслоившемся по плотности и крупности состоянии, при котором тяжелые мелкие зерна находятся в придонном слое. Дополнительным достоинством грохота с плоским поддоном является незначительная забивка отверстий решета, малый износ решета, поскольку движение материала происходит в потоке при относительно небольшой скорости потока.

Введение в схему цепи аппаратов грохота с плоским поддоном как классифицирующе-обогатительного аппарата является принципиально необходимым для извлечения мелкого и тонкодисперсного золота. Именно грохот с плоским поддоном, не потребляющим электроэнергию, обеспечивает одновременно транспортировку водным потоком надрешетного песчано -галечного материала, классификацию по крупности размытых песков, обогащение песков и извлечение в подрешетный продукт зерен всех классов крупности (мельче размера отверстий перфорации решета) тяжелых ценных минералов, обеспечение оптимального разжижения пульпы перед подачей ее на V-образные шлюзы.

Но в заявляемом устройстве ввиду недостаточного живого сечения решета грохота с плоским поддоном часть металлоносного песка механически уносится надрешетным продуктом. Для более полного улавливания металлоносной части потока предусмотрена последовательная установка по крайней мере еще одного грохота с плоским поддоном, после которого надрешетный продукт поступает в желоб хвостового продукта с V-образной формой днища, в разгрузочном конце которого выполнена по оси расширяющаяся щель, через которую и с помощью отсекателя доулавливается мелкая металлоносная фракция.

Подрешетный продукт грохота с поддоном через разгрузочные патрубки поступает в верхнюю приемную часть шлюза 11 нормально днищу 12 в его осевой части. При этом интенсивно гасится скорость движения пульпы. Высота бортов шлюза 11 своей величиной предотвращает перелив даже при пиковых нагрузках. Для успокоения потока и обеспечения направленности его движения в шлюзе 11 установлены две вертикальные с возможностью регулировки взаимного расположения и днища пластины 13. При этом в зоне этих пластин 13 гасятся косые волны. Сформированный осевой поток в основном не допускает поперечных перемещений жидкой фазы и ограничивает перемещение твердых частиц. Поток при этом движется прямолинейно в продольном направлении с режимом, приближающимся к ламинарному. Вдоль выпрямленного потока при его движении происходит осаждение на дно шлюза 11 зерен тяжелой фракции. В конце шлюза 11 тяжелая фракция отсекается специально сконструированным отсекателем 15. Шлюз 11 выполняет несколько функций: выпрямляет и формирует поток, концентрирует ценные минералы и передвигает их гидравлическим способом к отсекателю 15, обезвоживает и сбрасывает излишки жидкой фазы рассекателем 14 потока и обеспечивает сброс зерен и частиц пустой породы в отвал.

Указанные функции позволяет предотвратить отрицательное влияние неритмичности подачи жидкой фазы на переработку песков.

При подаче песков бульдозером на промывку на гидровашгерд 7 и при технологии промывки (дезинтеграции) песков гидромонитором 5 неизбежна нестабильная, неритмичная подача жидкой фазы (воды). У гидромонитора 5 различают два режима работы: дезинтеграция и разрыхление песков на грохоте (низкий напор струи воды) и уборка надрешетного продукта (транспортировка) (высокий напор струи воды). Эти режимы работы, чередующиеся попеременно, создают нестабильность разжижения пульпы. В целях выравнивания потока по обводненности V-образный шлюз 11, перерабатывающий пески крупностью мельче 8 мм, снабжен рассекателем 14 с возможностью требуемого перемещения по высоте V-образного днища шлюза 11. В случае, когда гидромонитор 5 работает в режиме уборки (транспортировки) и выброса в отвал валунно -галечного надрешетного материала, происходит резкое обводнение, повышение поступления жидкой фазы (воды) на обогатительные аппараты. На V-образном шлюзе 11 излишняя вода рассекателем 14 потока сбрасывается в отвал, чем регулируется водный режим работы обогатительного аппарата. Колебания при этом разжижения отсекаемого концентрата незначительны.

Концентрат каждого V-образного шлюза 11, отделенный отсекателями 15, направляется на гравитационно-центробежный аппарат, например винтовой сепаратор 16. Пульпа подается в верхнюю часть винтового желоба и под действием гравитационной силы движется вниз по желобу (требуемая высота в этом случае 1,5 2,0 м). Тяжелые минералы сосредотачиваются ближе к оси аппарата, легкие минералы под действием центробежной силы и большая часть жидкой фазы сосредотачиваются у наружного борта винтового желоба (винтового сепаратора). Отсекателем тяжелая фракция направляется как концентрат на дальнейший предел, легкая фракция сбрасывается в отвал.

Поскольку пульпе на винтовом сепараторе 16 свойственны признаки безнапорного (руслового) потока, здесь существенным для разделения частиц по плотности является наличие поперечной циркуляции потока, обусловленное различием в скоростях движения жидкости у дна желоба и у поверхности, дополнительно увеличенным воздействием центробежной силы. Экспериментально установлено, что при выходе концентрата винтового сепаратора 16 до 15% от операции нет необходимости выводить параллельно с концентратом промпродукт, то есть отпадает необходимость отдельной переработки и доводки промпродукта. При этом концентрат винтовых сепараторов 16 по кондиции и разбавлению соответствует оптимальным параметрам питания концентрационного стола 17.

Ввиду того, что живое сечение просеивающей поверхности грохота с плоским поддоном в блоке 3 недостаточно (18 20%), поэтому требуется дополнительная просеивающая поверхность, особенно если в россыпях повышенное содержание тяжелой фракции. Для полноты извлечения ценного компонента за блоком 3 устанавливается дополнительно еще блок 3. Обогащение на нем осуществляется аналогично вышеописанному процессу.

Надрешетный продукт с блока 3 направляется самотеком в блок 4 на желоба 18 с V-образным днищем 19. Крупные пески и галька рудного материала, передвигаясь под напором жидкой среды воды, создают "постель", то есть под действием сегрегации по крупности и плотности происходит обогащение. Экспериментально установлено, что под действием сегрегации частиц разной плотности в нижнем слое концентрируются мелкие тяжелые частицы, затем над ними располагается слой крупных тяжелых частиц в смеси с мелкими легкими, а в верхнем слое крупные легкие зерна пустой породы. Скорость расслаивания (сегрегации) увеличивается с повышением крупности питания и разности в плотностях разделяемых частиц.

В данном случае крупность надрешетного продукта грохота с плоским поддоном мельче 80, но крупнее 8 мм (-80 +8 мм). Зерна ценного компонента 100% мельче 2 3 мм концентрируются в подрешетном продукте, что позволяет надрешетный продукт сбрасывать в отвал.

Различие же в плотности пустой породы и ценного компонента составляет более чем в 6 раз. Зерна и частицы ценного компонента, проходя желоба 18 с V-образным днищем 19, сосредотачиваются непосредственно у днища 19 желобов и продвигаются вдоль днища к устройству 20 для вывода концентрата.

Отвальный продукт крупностью минус 80+8 мм механически увлекает некоторое количество зерен мелкой фракции. В процессе продвижения от грохота 10 до сброса в отвал под действием обдирки, отмывки и продолжающегося эффекта расслоения мелкие зерна тяжелой фракции концентрируются и двигаются вдоль V-образного днища 19 желобов 18, и в их конце за счет расширяющейся щели в осевой части V-образного днища 19, эти мелкие зерна тяжелых минералов и золота улавливаются и по направляющему патрубку 21 самотеком подаются из блока 4 на винтовые сепараторы 16. Шлихтовая фракция, снимаемая с винтовых сепараторов 16, самотеком направляется на концентрационный стол 17 для перечистки. Концентрат стола 17 поступает в шлихо-обогатительную установку (ШОУ) для последующей доводки.

В практике разработки россыпного месторождения на отрабатываемом полигоне может быть смонтирован один промприбор или пески промываются несколькими промприборами. В первом случае целесообразно концентрационный стол 17 монтировать непосредственно на промприборе и получать "золотую головку" - наибольшую концентрацию ценного компонента и концентрат, которые аккумулируются в перевозных емкостях и далее транспортируются на шлихо-обогатительную установку для дальнейшей доводки концентрата. Во втором случае экономически выгодно черновые концентраты (концентраты гравитационно-центробежных аппаратов) аккумулировать в емкости и транспортировать концентраты всех промприборов на центральную ШОУ, обслуживающую несколько промприборов. Для перечистки и доводки этих концентратов в голове центральной ШОУ предусмотрен более крупный и производительный типоразмер концентрационного стола. При этом черновые концентраты промприборов по крупности полностью подходят для переработки на концентрационном столе. По этой причине последовательно установленные гравитационные и гравитационно-центробежные аппараты оканчиваются концентрационным столом, установленным на промывочном приборе или на ШОУ.

Концентрат концентрационного стола подвергается магнитной сепарации на сепараторе 22 для выделения магнитных минералов в отдельную магнитную фракцию. Немагнитный продукт концентрата на грохоте 23 классифицируется по крупности. Надрешетный продукт грохота 23 подвергается доводке на песковом концентрационном столе 24. Концентрат этого стола после сушки в сушильном аппарате 26 подвергается электросепарации на электросепараторе 27 с получением кондиционного золотого концентрата. Хвосты электросепаратора 27 и пескового концентрационного стола 24 складируются в спецотвал.

Подрешетный продукт грохота 23 подвергается доводке на шламовом концентрационном столе 25, концентрат которого сушится в сушильном аппарате 28 и подвергается электросепарации на электросепараторе 29 с получением золотого концентрата. Хвостовые продукты электросепаратора 29 и шламового концентрационного стола складируются в спецотвал.

Золотые концентраты сдаются в золотоприемную кассу.

Заявляемый промывочный прибор разработан, изготовлен и испытан на текущих золотосодержащих песках участка "Ходакан" в старательской артели "Тайга" в 1994 году. Это свидетельствует о соответствии технического решения критерию "промышленная применимость".

Использование: обогащение полезных ископаемых, в частности аппараты для извлечения благородных металлов из россыпей. Сущность изобретения: промприбор включает блок подготовки и транспортирования песков, блок улавливания крупного золота и самородков, блок улавливания мелкого и тонкого золота и блок улавливания ценного компонента из надрешетного продукта. При этом блок подготовки и транспортирования песков содержит загрузочный бункер, гидровашгерд, гидроэлеватор с пульповодом; блок улавливания крупного золота включает в себя шлюз глубокого наполнения. Блок улавливания мелкого и тонкого золота включает грохот с поддоном, V-образный шлюз для обогащения россыпей, гравитационный центробежный аппарат, например, винтовой сепаратор, концентрационный стол. Блок улавливания ценного компонента выполнен в виде желоба с V-образным днищем, в конце осевой части которого выполнена расширяющаяся щель для вывода концентрата. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Промывочный прибор с непрерывным выводом концентрата, включающий последовательно установленные блок подготовки и транспортирования песков, содержащий загрузочный бункер, гидровашгерд, гидроэлеватор с пульповодом, блок управления крупного золота, содержащий короткий шлюз глубокого наполнения, блок улавливания мелкого золота, содержащий грохот с поддоном, установленные под грохотом шлюзы, отличающийся тем, что он снабжен блоком улавливания ценного компонента из надрешетного продукта грохота, выполненным в виде желобов с V-образным днищем, в конце осевой части которых выполнена расширяющаяся щель для вывода концентрата, а в блоках обогащения подрешетного продукта гравитационные аппараты выполнены в виде шлюзов с V-образным днищем и центробежных аппаратов. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что после гравитационно-центробежных аппаратов установлен концентрированный стол.