Устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов Российский патент 2004 года по МПК B03C1/06 B03C1/18 B03B5/72 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к устройствам для извлечения золота из магнетитсодержащих россыпей, руд и хвостов обогащения, а также может быть использовано для извлечения других тяжелых минералов (серебро, платиноиды, танталит-колумбит, касситерит и др.) из данных продуктов.

Известны устройства для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов, включающие шлюз, выполненный из немагнитного материала, и открытую плоскую магнитную систему из постоянных магнитов с чередующейся вдоль шлюза полярностью полюсов, размещенную под дном шлюза, установленные с возможностью взаимных перемещений. При этом взаимные перемещения шлюза и магнитной системы обеспечиваются перемещением или магнитной системы относительно неподвижного шлюза, в частности, в виде колебательных перемещений магнитной системы параллельно дну шлюза (см. Малахов В.А. Обоснование основных параметров ленточного магнитно-флокуляционного концентратора для доизвлечения мелкого золота из отвальных продуктов золотодобычи. Автореферат дис. ... канд. техн. наук. М.: МГГУ, 2001.-с. 15), или покрытия дна шлюза, выполненного подвижным в виде установленной на барабанах бесконечной ленты (см. там же - с. 16), или колебательных перемещений всей системы, включающей шлюз и магнитную систему, соединенную со шлюзом шарнирно (см. патент 2165304 Россия, МПК⁷ В 03 С 1/06, В 03 В 5/72. Заявл. 14.10.1999; Опубл. 20.04.2001).

Недостатком известных устройств для извлечения золота из магне-титсодержащих продуктов является их низкая эффективность работы.

Во-первых, поскольку осаждение частиц золота осуществляется по всей длине шлюза на постель - концентрат, в которой извлеченные в нее частицы магнетита находятся в виде постоянно переориентируемых, вследствие взаимных перемещений шлюза или покрытия его дна и магнитной системы, флокул. Это приводит к потерям золота с вымываемыми при перечистке постели - концентрата, за счет постоянного переориентирования флокул, частицами легких минералов.

Во-вторых, все перечисленные устройства, кроме устройства, в котором покрытие дна шлюза выполнено подвижным в виде бесконечной ленты (см. Малахов В.А. ... - с. 16), обеспечивают извлечение золота только с периодической разгрузкой концентрата. При этом взаимные перемещения шлюза и магнитной системы путем колебательных перемещений последней (см. Малахов В.А. ... - с. 15) требуют значительных энергетических затрат на движение магнитной системы с амплитудой и частотой, обеспечивающими оптимальную частоту переориентации флокул, при которых извлечение золота имеет максимальное значение. А при взаимных перемещениях шлюза и магнитной системы путем колебательных движений всей системы (см. патент 2165304 Россия), кроме того, невозможно поддерживать в процессе извлечения золота оптимальные амплитуду и частоту взаимных перемещений шлюза и магнитной системы из-за изменения массы шлюза при осаждении на нем концентрата.

Наконец, устройство, в котором взаимные перемещения шлюза и магнитной системы обеспечиваются путем перемещений подвижного покрытия дна шлюза, выполненного в виде бесконечной ленты (см. Малахов В.А. ... -с. 16), не позволяет оптимизировать одновременно частоту переориентирования флокул и продолжительность накопления постели - концентрата на бесконечной ленте, позволяющую создать постель из сфлокулированного магнетита, необходимого для эффективного извлечения золота объема, поскольку обе эти величины зависят от скорости перемещения ленты.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов, включающее шлюз, выполненный из немагнитного материала, и открытую плоскую магнитную систему из постоянных магнитов с чередующейся полярностью полюсов, размещенную под дном шлюза, установленные с возможностью взаимных перемещений. Шлюз выполнен с подвижным покрытием дна в виде бесконечной ленты, установленной на барабанах. Взаимные перемещения шлюза и магнитной системы обеспечиваются путем двух независимых перемещений - подвижного покрытия (бесконечной ленты) в продольном направлении и, также в продольном направлении, постоянных магнитов плоской магнитной системы, установленных на бесконечной цепи (см. патент 571597 Австралия, МКИ В 03 В 5/72. Заявл. 26.10.83; Опубл. 21.04.88). При этом длина шлюза увеличена, и в нижней его части осуществляется гравитационное извлечение золота и других тяжелых минералов, а в верхней - их извлечение с одновременным воздействием переменного магнитного поля, создаваемого магнитной системой. Благодаря тому, что в нижней части шлюза извлечение золота осуществляется без перечистки получаемого концентрата (только за счет гравитационного осаждения), снижаются потери золота с вымываемыми при перечистке в верхней части шлюза постели-концентрата частицами легких минералов. За счет независимости перемещений подвижного покрытия дна шлюза и постоянных магнитов магнитной системы обеспечивается раздельное регулирование частоты переориентации флокул (скоростью перемещения магнитной системы) и продолжительности накопления концентрата на подвижном покрытии (скоростью его перемещения) при непрерывной разгрузке концентрата.

Однако данное устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов также обладает низкой эффективностью работы.

Так, поскольку в нижней части шлюза осуществляется только гравитационное осаждение золота, это не позволяет исключить смыв золота с хвостами, особенно мелкого и “плывучего” золота. А выполнение магнитной системы в виде установленных на бесконечной цепи постоянных магнитов требует значительного (более чем в 2 раза) увеличения их количества и массы, поскольку рабочей является только верхняя ветвь данной цепи, что требует дополнительных энергетических затрат на привод данной магнитной системы.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет увеличения извлечения золота и снижения энергетических затрат на взаимные перемещения шлюза и магнитной системы.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов, включающее шлюз, выполненный из немагнитного материала, и открытую плоскую магнитную систему из постоянных магнитов с чередующейся полярностью полюсов, размещенную под дном шлюза, установленные с возможностью взаимных перемещений, снабжено дополнительной магнитной системой из постоянных магнитов, размещенной неподвижно под дном шлюза в его нижней части, а плоская магнитная система выполнена с различной шириной чередующихся полюсов постоянных магнитов вдоль шлюза и установлена с возможностью продольных колебательных перемещений относительно шлюза.

Сущность изобретения состоит также в том, что шлюз установлен с возможностью возвратно-поступательных перемещений в продольном или в поперечном направлении, при этом в последнем случае полярность полюсов плоской магнитной системы чередуется и в поперечном направлении.

Также сущность изобретения состоит в том, что шлюз может быть выполнен с покрытием дна, установленным с возможностью возвратно-поступательных, непрерывного или дискретных перемещений вдоль шлюза.

Снабжение известного устройства для извлечения золота из магнетит-содержащих продуктов дополнительной магнитной системой из постоянных магнитов, размещенной неподвижно под дном шлюза в его нижней части, обеспечивает извлечение золота в данной части шлюза при одновременном воздействии постоянного, в случае возвратно-поступательных перемещений шлюза в поперечном направлении, либо, в остальных случаях, изменяемого с малой частотой магнитного поля. Это повышает извлечение золота в формируемый в нижней части шлюза концентрат и исключает смыв частиц золота с хвостами из-за отсутствия или малой частоты переориентации флокул магнетита в данной части шлюза.

Выполнение при этом плоской магнитной системы с различной шириной чередующихся полюсов постоянных магнитов вдоль шлюза и ее установка с возможностью продольных колебательных перемещений относительно шлюза обеспечивает снижение энергетических затрат на взаимные перемещения шлюза и магнитной системы.

На фиг. 1 и фиг. 2 показано условно изменение ориентации флокул магнетита в процессе колебательных перемещений магнитной системы относительно шлюза при одинаковой (фиг. 1) и различной (фиг. 2) ширине чередующихся полюсов. Знаком “+” выделены участки, на которых происходит изменение ориентации флокул магнетита при перемещении магнитной системы из предыдущего ее положения в представленное. Внизу цифрами обозначено общее количество изменений ориентации флокул за один период колебаний магнитной системы с амплитудой А (шаг полюсов t магнитной системы в обоих случаях одинаков). Как видно из представленных чертежей, при одинаковой ширине полюсов (фиг. 1) при малой амплитуде колебаний зоны переориентации флокул и, соответственно, перечистки концентрата чередуются с зонами, в которых не происходит переориентации флокул, при этом обе данные зоны относительно невелики. В результате, из-за незначительности зон переориентации флокул из них плохо вымываются частицы легких минералов, а из-за незначительности зон, в которых не происходит переориентации флокул, неудовлетворительно улавливаются частицы золота из потока. При различной ширине полюсов (фиг. 2) выделяются значительно более протяженные зоны переориентации флокул и зоны, в которых она не происходит, что обеспечивает интенсивную перечистку получаемого концентрата в первых зонах и более полное улавливание частиц золота во вторых зонах и, таким образом, повышается извлечение золота в концентрат.

Установка шлюза с возможностью возвратно-поступательных перемещений в продольном или в поперечном направлении, при этом в последнем случае полярность полюсов плоской магнитной системы чередуется и в поперечном направлении, обеспечивает за счет данных перемещений перечистку концентрата по всей длине шлюза. При этом колебательные перемещения плоской магнитной системы относительно шлюза осуществляют со скоростью, соответствующей оптимальной частоте переориентации флокул, и с относительно небольшой амплитудой, например, как показано на фиг. 2, равной ширине более узких полюсов плоской магнитной системы. Возвратно-поступательные перемещения шлюза осуществляют, напротив, с большой амплитудой (не менее двойного шага полюсов t), но весьма малой скоростью, значительно меньшей скорости колебательных перемещений плоской магнитной системы. Это позволяет, во-первых, производить независимо регулирование частоты переориентации флокул (скоростью перемещения магнитной системы) и, во-вторых, снизить энергетические затраты на взаимные перемещения шлюза и плоской магнитной системы, обеспечивая оптимальную частоту переориентации флокул и, соответственно, перечистку концентрата, по всей длине шлюза. При этом возвратно-поступательные перемещения шлюза приводят к переориентации флокул магнетита с малой частотой и в нижней части шлюза, в месте расположения дополнительной магнитной системы, что обеспечивает частичную перечистку получаемого здесь концентрата, позволяя вымывать из него частицы наиболее легких минералов, и, таким образом, повышается эффективность улавливания частиц золота из потока и увеличивается продолжительность цикла обогащения.

Выполнение шлюза с покрытием дна, установленным с возможностью возвратно-поступательных, непрерывного или дискретных перемещений вдоль шлюза, также позволяет производить независимое регулирование частоты переориентации флокул (скоростью колебательных перемещений плоской магнитной системы) и продолжительности накопления концентрата на подвижном покрытии дна шлюза (скоростью перемещения покрытия дна шлюза), обеспечивая оптимальную частоту переориентации флокул и, соответственно, перечистку концентрата, по всей длине шлюза. Как и в предыдущем случае, перемещение покрытия дна шлюза приводит к переориентации флокул с малой частотой и в нижней части шлюза, в месте расположения дополнительной магнитной системы, что обеспечивает частичную перечистку получаемого здесь концентрата.

При этом, в случае возвратно-поступательных перемещений покрытия, обеспечивается снижение энергетических затрат на взаимные перемещения магнитной системы и шлюза, а, в случае непрерывного или дискретных перемещений покрытия, также непрерывность процесса извлечения золота. В последних случаях подвижное покрытие выполняется в виде бесконечной ленты, в первом - может быть любым.

Таким образом, обеспечивая оптимальные условия для извлечения частиц золота и снижая энергетические затраты на взаимные перемещения шлюза, или покрытия его дна, и плоской магнитной системы, заявляемое устройство позволяет достичь цель изобретения - повышение эффективности его работы.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен условно процесс изменения ориентации флокул магнетита при колебательных перемещениях плоской магнитной системы при одинаковой ширине чередующихся полюсов; на фиг. 2 - то же, при различной ширине чередующихся полюсов; на фиг. 3, 4 и 5 - схемы устройства при различных вариантах выполнения шлюза и привода взаимных перемещений шлюза и плоской магнитной системы.

Устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов содержит (фиг. 3) установленные на раме (не показана) шлюз 1, выполненный из немагнитного материала, плоскую магнитную систему 2, дополнительную магнитную систему 3, размещенные под дном шлюза 1, соответственно, под его верхней и нижней частями, и привод взаимных перемещений шлюза 1 и магнитной системы 2.

Шлюз 1 может быть выполнен с неподвижным (фиг. 3) или подвижным покрытием дна. Последнее может быть выполнено плоским 4 (фиг. 4) или в виде бесконечной ленты 5, установленной на барабанах 6 (фиг. 5).

Плоская магнитная система 2 и дополнительная магнитная система 3 выполнены открытыми плоскими из постоянных магнитов с чередующейся вдоль шлюза 1 полярностью полюсов, при этом ширина чередующихся вдоль шлюза полюсов плоской магнитной системы 2 различна (фиг. 2), дополнительной магнитной системы 3 - может быть любой (одинаковой или различной).

Плоская магнитная система 2 установлена на раме с возможностью колебательных перемещений относительно рамы и шлюза 1 параллельно дну последнего, дополнительная магнитная система 3 - неподвижно.

Шлюз 1 установлен на раме. В случае его выполнения с неподвижным покрытием дна - с возможностью возвратно-поступательных перемещений в продольном или в поперечном направлении параллельно магнитным системам 2 и 3 (фиг. 3). В случае выполнения шлюза с подвижным покрытием дна шлюз 1 установлен неподвижно, плоское подвижное покрытие 4 - с возможностью продольных возвратно-поступательных перемещений (фиг. 4), подвижное покрытие в виде бесконечной ленты 5, установленной на барабанах 6 (фиг. 5), - с возможностью продольного, непрерывного или дискретного перемещения ленты.

Привод взаимных перемещений шлюза 1 и плоской магнитной системы 2 включает механизм 7 колебательных перемещений плоской магнитной системы 2 относительно рамы, параллельно дну шлюза 1, а также может включать, в зависимости от выполнения последнего, механизм 8 возвратно-поступательных перемещений шлюза 1 в продольном или в поперечном направлении - в случае выполнения шлюза с неподвижным покрытием (фиг. 3), а в случае выполнения шлюза с подвижным покрытием - или механизм 9 возвратно-поступательных перемещений плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4), или механизм 10 непрерывного или дискретных перемещений бесконечной ленты 5 вдоль шлюза (фиг. 5).

При этом, в случае снабжения привода взаимных перемещений шлюза 1 и плоской магнитной системы 2 механизмом 8 возвратно-поступательных перемещений шлюза 1 в поперечном направлении, полярность полюсов постоянных магнитов, по крайней мере, плоской магнитной системы 2 чередуется и в поперечном направлении.

Устройство работает следующим образом.

На шлюз 1, в его верхнюю часть, подают исходный, содержащий магнетит продукт в виде пульпы. Содержащиеся в пульпе частицы магнетита, под воздействием магнитного поля, создаваемого плоской магнитной системой 2 и дополнительной магнитной системой 3, оседают на дне шлюза 1, или на его плоском подвижном покрытии 4 (фиг. 4), или поверхности бесконечной ленты 5 (фиг. 5), образуя постель - концентрат, при этом извлеченные в нее частицы магнетита образуют флокулы, сориентированные в направлении действия силовых линий магнитного поля, что обеспечивает высокие улавливающие свойства данной постели - концентрату.

Во время подачи пульпы под действием механизмов 7 и 8, 9 или 10 осуществляется взаимное перемещение шлюза 1 (фиг. 3), или его плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4) или бесконечной ленты 5 (фиг. 5), и плоской магнитной системы 2. При этом механизм 7 колебательных перемещений плоской магнитной системы 2 осуществляет перемещение последней с малой амплитудой. Например, как показано на фиг. 2, равной ширине более узких полюсов плоской магнитной системы 2, но значительной (не менее 0,4 Гц) частотой, а механизм 8 или 9 возвратно-поступательных перемещений, соответственно, шлюза 1 (фиг. 3) или его плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4) - с большей (не менее двойного шага полюсов плоской магнитной системы 2) амплитудой, но, как и механизм 10 непрерывного или дискретных перемещений бесконечной ленты 5 (фиг. 5), с малой скоростью.

В результате колебательных движений плоской магнитной системы 2 на отдельных участках дна шлюза 1 (фиг. 3), или его плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4), или бесконечной ленты 5 (фиг. 5), происходит постоянное переориентирование сформированных под действием магнитного поля, создаваемого плоской магнитной системой 2, флокул магнетита, в то время как на других - нет (фиг. 2). При этом, благодаря выполнению чередующихся полюсов постоянных магнитов плоской магнитной системы 2 с различной шириной, данные участки имеют, при малой амплитуде колебаний плоской магнитной системы 2, большую протяженность (фиг. 2), чем при одинаковой ширине чередующихся полюсов (фиг. 1), что обеспечивает перечистку концентрата (вымывание из него потоком пульпы частиц мелких и слабо закрепившихся частиц тяжелых, в т.ч. золота и магнетита, минералов) в зонах интенсивной переориентации флокул и эффективное улавливание частиц золота из потока пульпы, в т.ч. вымытых из концентрата в вышерасположенных вдоль шлюза зонах его перечистки.

Относительно медленное перемещение шлюза 1 (фиг. 3), или плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4), или бесконечной ленты 5 (фиг. 5), относительно плоской магнитной системы 2 обеспечивает периодическую перечистку концентрата по всей длине шлюза. При этом в зоне действия магнитного поля, создаваемого дополнительной магнитной системой 3, переориентирование флокул осуществляется с малой частотой, обусловленной малой скоростью перемещения шлюза 1 (фиг. 3), или плоского подвижного покрытия 4 (фиг. 4), или бесконечной ленты 5 (фиг. 5), относительно дополнительной магнитной системы 3. Это обеспечивает частичную перечистку формируемого в данной зоне концентрата, позволяя вымывать только частицы наиболее легких минералов, и исключает смыв частиц золота с хвостами.

Незначительный снос частиц магнетита, вследствие перечистки концентрата при интенсивной переориентации флокул на участке действия магнитного поля, создаваемого плоской магнитной системой 2, обеспечивает равномерное распределение магнетита по длине шлюза и, соответственно, повышает извлечение золота.

В случае снабжения привода взаимных перемещений шлюза 1 и плоской магнитной системы 2 механизмом 8 возвратно-поступательных перемещений шлюза 1 в поперечном направлении, перечистка концентрата по всей его длине обеспечивается чередованием полярности полюсов плоской магнитной системы 2 и в поперечном направлении. При этом в нижней части шлюза, в зоне действия магнитного поля, создаваемого дополнительной магнитной системой 3, в зависимости от типа чередования в ней полюсов в продольном и поперечном направлениях может либо, при чередовании полюсов как в продольном, так и в поперечном направлении, осуществляться частичная перечистка формируемого в данной зоне концентрата, либо, при чередовании полюсов только в продольном направлении - не осуществляться.

В случае выполнения шлюза 1 с неподвижным покрытием дна (фиг. 3), или плоским подвижным покрытием 4, совершающим возвратно-поступательные перемещения (фиг. 4), после определенной продолжительности процесса прекращают подачу пульпы, выключают механизмы 7 и 8 (фиг.3) или 9 (фиг.4), отводят плоскую магнитную систему 2 и дополнительную магнитную систему 3 от дна шлюза (не показано) и осуществляют разгрузку накопленного на дне шлюза концентрата в средство для его приема (не показано).

В случае выполнения шлюза 1 с покрытием дна в виде бесконечной ленты 5 (фиг. 5) разгрузка концентрата производится автоматически, путем его смыва с поверхности ленты в средство для приема концентрата (не показано) после огибания лентой верхнего барабана 6. При этом, в зависимости от выполнения механизма 10, разгрузка концентрата осуществляется либо непрерывно, в случае непрерывного перемещения бесконечной ленты 5, либо периодически, в случае ее дискретных перемещений.

Полученный концентрат направляется на дальнейшую доводку, хвосты - в отвал.

Таким образом, предлагаемое устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов, за счет сокращения массы совершающей колебательные перемещения магнитной системы путем ее разделения на две части - неподвижную и подвижную, выполнение при этом чередующихся полюсов ее части, совершающей колебательные перемещения, с различной шириной, а также разделения величины взаимного перемещения шлюза и магнитной системы также на две части - совершаемые подвижной частью магнитной системы и совершаемые шлюзом (или покрытием его дна), при этом только подвижная часть магнитной системы совершает колебательные перемещения со значительной скоростью, причем с малой амплитудой, позволяет уменьшить энергетические затраты на взаимные перемещения шлюза и магнитной системы, а также обеспечивает оптимальные условия для извлечения золота в концентрат и перечистки последнего. Кроме того, заявляемое устройство позволяет осуществлять как непрерывный, так и периодический съем концентрата.

Использование – обогащение полезных ископаемых, в частности извлечение золота из магнетитсодержащих продуктов. Технический результат – увеличение извлечения золота и снижение энергетических затрат на привод устройства. Устройство содержит установленные на раме шлюз, выполненный из немагнитного материала, две магнитные системы – верхнюю (ВМС) и нижнюю (НМС), размещенные под дном шлюза, соответственно, под его верхней и нижней частями. Магнитные системы выполнены плоскими открытыми с чередующейся вдоль шлюза полярностью полюсов. Ширина чередующихся полюсов ВМС различна. НМС установлена на раме неподвижно, шлюз и ВМС – с возможностью взаимных перемещений: ВМС – с возможностью продольных колебательных перемещений относительно шлюза, а шлюз – в случае выполнения с неподвижным покрытием с возможностью возвратно-поступательных перемещений в продольном или в поперечном направлении, с подвижным покрытием – возвратно-поступательных, непрерывного или дискретных перемещений покрытия дна шлюза вдоль него. В случае возвратно-поступательных перемещений шлюза в поперечном направлении, полярность полюсов ВМС чередуется и в данном направлении. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для извлечения золота из магнетитсодержащих продуктов, включающее шлюз, выполненный из немагнитного материала, и открытую плоскую магнитную систему из постоянных магнитов с чередующейся полярностью полюсов, размещенную под дном шлюза, установленные с возможностью взаимных перемещений, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной магнитной системой из постоянных магнитов, размещенной неподвижно под дном шлюза в его нижней части, а плоская магнитная система выполнена с различной шириной чередующихся полюсов постоянных магнитов вдоль шлюза и установлена с возможностью продольных колебательных перемещений относительно шлюза.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шлюз установлен с возможностью возвратно-поступательных перемещений в продольном или в поперечном направлении, при этом в последнем случае полярность полюсов плоской магнитной системы чередуется и в поперечном направлении.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шлюз выполнен с покрытием дна, установленным с возможностью возвратно-поступательных, непрерывного или дискретных перемещений вдоль шлюза.