Способ обогащения Российский патент 2004 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к области обогащения мелкозернистых материалов, например песков, измельченных руд, хвостов, золы и т.п., содержащих драгоценные и тяжелые металлы, и может быть использовано для их извлечения из любых текущих сред (возгоны металлургии, отходы химического, горного и других производств, тепловых электростанций и др.).

Известен способ обогащения руд, включающий разделение материала на две фракции путем подачи в наклонную камеру восходящего потока разделяющей среды и создания определенного профиля скоростей потока за счет установки в камере деформаторов потока (А.с. № 1653233, В 03 В 5/62). Однако для реализации этого способа используют концентратор сложной конструкции, что повышает стоимость способа. Более того, создание восходящего потока требует дополнительных затрат электроэнергии, что также влияет на стоимость способа.

Известен способ гравитационного обогащения полезных ископаемых, включающий разделение материала на две фракции путем подачи в наклонную камеру восходящего потока разделяющей среды и создания идентичных условий разделения по всей длине наклонного канала за счет системы распределительных ячеек (А.с. № 1176951, В 03 В 5/62). Реализация этого способа требует устройства сложной конструкции, что повышает стоимость способа. Более того, создание восходящего потока требует дополнительных затрат электроэнергии, что также повышает стоимость способа.

Наиболее близким к заявляемому является способ обогащения руд, включающий разделение материала на две фракции путем подачи в наклонную камеру восходящего потока разделяющей среды, создания определенного профиля скоростей потока за счет установки в камере деформаторов потока и разделения потока с помощью отсекателей потока, установленных в камере концентратора (патент РФ № 2113906, В 03 В 5/62). Однако при реализации этого способа используют концентратор сложной конструкции, что повышает стоимость способа. Более того, создание восходящего потока требует дополнительных затрат электроэнергии, что также повышает стоимость способа.

При обогащении руды с помощью каждого из описанных выше способов на выходе получают пульпу с большой концентрацией частиц полезных ископаемых. Однако для получения концентрата полученный известными способами материал требует дополнительной обработки, что снижает эффективность способа.

Получаемый при использовании заявляемого изобретения технический результат заключается в снижении стоимости и повышении эффективности процесса обогащения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обогащения, включающем разделение материала на две фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонной камере деформаторов потока и разделения потока с помощью отсекателей потока, разделение материала осуществляют в два этапа. При этом на первом этапе пульпу подают в первую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют цилиндрические стержни, установленные в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока. За счет столкновения потока с цилиндрическими стержнями создают зону пониженной скорости движения потока над отверстием в донной части первого желоба, движущийся поток над которым разделяют с помощью шибера с регулируемым углом наклона. Для осуществления второго этапа разделения материал, вытекающий из упомянутого отверстия, передают, предварительно смешав с водой, во вторую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют, по крайней мере, один цилиндрический стержень, установленный в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока перед отверстием в донной части желоба. За счет столкновения потока с цилиндрическим стержнем создают зону пониженной скорости движения потока над упомянутым отверстием в донной части второго желоба, к которому прикреплена ловушка, предназначенная для извлечения частиц из потока пульпы, имеющая отверстие в нижней части, через которое из второго желоба выводят концентрат.

На втором этапе разделения потока пульпы во втором наклонном желобе могут быть установлены два и более цилиндрических стержня так, что за каждым из них в зоне пониженной скорости движения потока расположено отверстие с прикрепленной к нему ловушкой. При этом могут использовать ловушку, представляющую собой открытую сверху, вибрирующую за счет подключенного к ней вибратора емкость из гибкого материала, заполненную шаровой матрицей, либо ловушку, представляющую собой открытую сверху, вибрирующую за счет подключенного к ней вибратора емкость из гибкой конструкции, заполненную шаровой матрицей.

В качестве материала для разделения используют измельченную минеральную массу, находящуюся в виде пульпы в водной среде в соотношении от 1:4 до 1:20 т/ж.

Простота и низкая стоимость устройства, с помощью которого может быть реализован заявленный способ, позволяет удешевить процесс извлечения тяжелых и драгоценных металлов. Заявляемый способ позволяет за счет использования ловушек с матрицами из шариков получить на выходе готовый концентрат, что повышает эффективность способа обогащения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена общая схема установки, с помощью которой может быть осуществлен заявляемый способ; на фиг. 2 - схема первого наклонного желоба; на фиг. 3 - схема второго наклонного желоба.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.

Извлечение металлов проводят в два этапа. Перед началом первого этапа процесса извлечения материал, содержащий частицы металла, подвергают измельчению до размера частиц не более 2-3 мм, после чего смешивают с водой в соотношении от 1:4 до 1:20 т/ж. Подготовленную пульпу из питателя 1 подают в первый желоб 2, установленный под углом 15-18 градусов к горизонту (фиг.1). Желоб 2 имеет в сечении прямоугольную форму и выполнен из металла либо из досок, обитых металлом (жестью). Желоб 2 сужается по ходу движения потока. Размер желоба 2 обусловлен производительностью установки. Например, при длине желоба 2, равной 4 м, ширине в верхней части 1,6 м, ширине в нижней части 0,4 м производительность равна 160 м³ пульпы в час при соотношении 1:4 т/ж. По ходу прохождения потока пульпы по первому желобу 2 установлены перпендикулярно направлению потока препятствия, например три цилиндрических стержня 3, предназначенных для турбулизации потока (фиг. 2). Цилиндрические стержни 3 прикреплены к дну первого желоба 2 перед шибером 4 на расстоянии, равном диаметру стержня, от донного щелевого отверстия 5 шириной, равной величине поднятия шибера, и на расстоянии, равном диаметру стержня, друг от друга. Размеры стержней 3 зависят от размеров желоба 2. Угол наклона шибера 4 может быть изменен в зависимости от плотности и размера извлекаемых частиц. К отверстию 5 снизу прикреплен приемный короб 6. При прохождении потока через ряд стержней 3 движение потока за счет столкновения с препятствием приобретает турбулентный характер. При этом за препятствиями 3 над отверстием 5 образуется зона с низкой скоростью движения потока, что приводит к усилению осаждения частиц на дно желоба 2. Шибер 4 обеспечивает отсечку тяжелой фракции, движущейся около дна первого желоба 2, и частиц, оседающих на дно за счет образования зоны с пониженной скоростью потока. Придонный слой потока, толщина которого определяется углом наклона шибера 4, через короб 6 вытекает из первого желоба 2 и поступает через пульпопровод 7 во второй желоб 8, также установленный под углом 15 -18 градусов к горизонту. Легкая фракция вытекает из желоба 2 через нижнее отверстие.

На втором этапе процесса извлечения тяжелую фракцию, вытекшую из первого желоба 2, сначала смешивают с водой, для того чтобы создать устойчивый, условно ламинарный поток, скорость которого может регулироваться. Воду для этого подают через патрубок 9 в пульпопровод 7. После этого поток подают во второй желоб 8 (фиг. 3). Второй желоб 8 имеет форму полуцилиндра и выполнен из металла. В донной части второго желоба 8 на расстоянии 0,4 м от входа имеется отверстие 10 круглой формы и диаметром до 100 мм. Таких отверстий, расположенных вдоль продольной оси желоба 8, может быть несколько, например два, в зависимости от требований, предъявляемых к концентрату и глубине очистки. К каждому отверстию 10 прикреплены ловушки 11, предназначенные для улавливания из потока пульпы наиболее тяжелых металлических частиц. Перед каждой ловушкой 11 перпендикулярно направлению движения потока пульпы к дну желоба 8 прикреплены штыри 12 цилиндрического сечения, обеспечивающие турбулеризацию потока и образование зон низкоскоростного движения потока над ловушками 11.

Используемые ловушки 11 представляют собой открытую сверху, вибрирующую за счет подключенного к ней вибратора емкость из гибкого материала или гибкой конструкции, заполненную шаровой матрицей, состоящей, например, из стальных шариков диаметром 2-3 мм.

При прохождении потока по второму желобу 8 после столкновения со штырями 12 происходит усиление процесса осаждения. Тяжелые частицы оседают над ловушками 11 и всасываются в матрицу за счет эффекта “зыбучего песка”, создаваемого в ловушке вибратором. Более легкие частицы при этом смываются потоком. Пройдя через матрицу, частица попадает в матерчатый вкладыш сборника 13, периодически, по мере накопления, сменяемый. Собранный концентрат сдается как готовая продукция либо отправляется на дальнейшую переработку.

Применение изобретения обеспечивает дешевую сепарацию тяжелых металлов из минеральной фракции практически любых видов отходов с извлечением тяжелых металлов более 50% при размере частиц 50 мкм.

Способ обогащения может использоваться в горной, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Способ осуществляют путем сепарации тяжелых и драгоценных металлов из измельченной минеральной массы, находящейся в виде пульпы в водной среде в соотношении от 1:4 до 1:20 т/ж, в два этапа. На первом этапе пульпу подают в первую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют цилиндрические стержни, установленные в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока, для создания зоны пониженной скорости движения потока над отверстием в донной части. Движущийся поток над отверстием разделяют с помощью шибера с регулируемым углом наклона. На втором этапе ранее полученную тяжелую фракцию подают с добавлением воды во второй наклонный желоб, в дне которого имеется отверстие, к которому прикреплена ловушка, предназначенная для улавливания из потока пульпы наиболее тяжелых металлических частиц и перед которой перпендикулярно направлению движения потока пульпы установлен, по крайней мере, один цилиндрический стержень. Из ловушки второго желоба выводят концентрат. Изобретение повышает эффективность обогащения при снижении стоимости. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ обогащения, включающий разделение материала на две фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонной камере деформаторов потока и разделения потока с помощью отсекателей потока, отличающийся тем, что разделение материала осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе пульпу подают в первую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют цилиндрические стержни, установленные в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока, за счет столкновения потока с цилиндрическими стержнями создают зону пониженной скорости движения потока над отверстием в донной части первого желоба, движущийся поток над которым разделяют с помощью шибера с регулируемым углом наклона, материал, вытекающий из упомянутого отверстия для осуществления второго этапа разделения, передают, предварительно смешав с водой, во вторую камеру, выполненную в виде наклонного желоба, в котором в качестве деформаторов потока используют по крайней мере один цилиндрический стержень, установленный в донной части желоба перпендикулярно направлению движения потока перед отверстием в донной части желоба, за счет столкновения потока с цилиндрическим стержнем создают зону пониженной скорости движения потока над упомянутым отверстием в донной части второго желоба, к которому прикреплена ловушка, предназначенная для извлечения частиц из потока пульпы, имеющая отверстие в нижней части, через которое из второго желоба выводят концентрат.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе разделения потока пульпы во втором наклонном желобе используют два и более цилиндрических стержня, установленных вдоль продольной оси на дне желоба, так, что за каждым из них в зоне пониженной скорости движения потока расположено отверстие с прикрепленной к нему ловушкой.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для извлечения частиц металлов используют ловушку, представляющую собой открытую сверху, вибрирующую за счет подключенного к ней вибратора емкость из гибкого материала, заполненную шаровой матрицей.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для извлечения частиц металлов используют ловушку, представляющую собой открытую сверху, вибрирующую за счет подключенного к ней вибратора емкость из гибкой конструкции, заполненную шаровой матрицей.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для разделения используют измельченную минеральную массу, находящуюся в виде пульпы в водной среде в соотношении от 1:4 до 1:20 т/ж.