СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПЕСКОВ Российский патент 2004 года по МПК B03B7/00 B03C1/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности извлечению тяжелых минералов, таких как золото, серебро, касситерит, вольфрамит, платина и другие, из песков, содержащих магнитные частицы, а также может быть использовано для их извлечения из руд, концентратов и хвостов их обогащения.

Известен способ обогащения песков, вкючающий извлечение магнитных частиц, создание на дне шлюза улавливающей постели из ранее извлеченных магнитных частиц, извлечение ценного минерала путем подачи песков в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу и съем концентрата (см. патент 2168366 Россия, В 03 С 1/08, В 03 В 5/70. Заявл. 10.02.00; Опубл. 10.06.01). Ранее извлеченные магнитные частицы также добавляют в пульпу постепенно в течение периода до съема концентрата, а пески до подачи на шлюз подвергают грохочению (классификации) по классу крупности не менее 1 мм. При этом формула изобретения не указывает, до или после извлечения магнитных частиц проводят данное грохочение (классификацию).

Недостатком известного способа обогащения песков является низкая эффективность его осуществления. Так, если извлечение магнитных частиц осуществляют до грохочения (классификации) песков по классу крупности не менее 1 мм, то, поскольку максимальная крупность обогащаемых песков, как правило, велика (при обогащении песков на шлюзах глубокого наполнения она составляет от 60 до 120 мм; шлюзах мелкого наполнения и отсадочных машинах до 8-20 мм), обеспечить эффективное с низкими затратами извлечение магнитных частиц затруднительно. Извлечение магнитных частиц после грохочения (классификации) песков по классу крупности не менее 1 мм не всегда целесообразно. Так, в случае выделения классов крупности до 3 мм, а в некоторых случаях и больше, обеспечивается достаточное, для большинства обогащаемых песков, содержание магнитных частиц в данных классах крупности для эффективного создания улавливающей постели в процессе подачи песков в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ обогащения песков, включающий их дезинтеграцию и грохочение, извлечение магнитной фракции, гравитационное обогащение, доизвлечение мелких классов ценного минерала путем подачи хвостов гравитационного обогащения в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу, создание на дне шлюза улавливающей постели и съем концентрата. При этом улавливающую постель на дне шлюза создают в процессе доизвлечения мелких классов ценного минерала путем подачи на шлюз одновременно с подачей хвостов гравитационного обогащения ранее извлеченной магнитной фракции (см. Казимиров М.П., Солоденко А.Б.

Технология и оборудование для обогащения шлихов промывочного прибора ПГШОК-50-2 // III конгресс обогатителей стран СНГ 20-23 марта 2001 года. Тезисы докладов. М: МИСиС, 2001, с.222).

Недостатком данного способа обогащения песков также является низкая эффективность его осуществления, поскольку извлечение магнитной фракции осуществляется путем магнитной сепарации обогащаемых песков, что, как отмечалось ранее, затруднительно и затратно. При этом хвосты гравитационного обогащения поступают на доизвлечение мелких классов ценного минерала без промежуточного грохочения, что не позволяет обеспечить из-за значительной разности размеров частиц оптимальные технологические условия при осуществлении данного доизвлечения и ограничивает область применения способа обогащением легкопромывистых песков, руд и концентратов, когда крупность обогащаемых продуктов не превышает 5-8 мм.

Настоящее изобретение позволяет повысить эффективность обогащения песков.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе обогащения песков, включающем их дезинтеграцию и грохочение, извлечение магнитной фракции, гравитационное обогащение, доизвлечение мелких классов ценного минерала путем подачи хвостов гравитационного обогащения в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу, создание на дне шлюза улавливающей постели из ранее извлеченной магнитной фракции и съем концентрата, извлечение магнитной фракции осуществляют одновременно с дезинтеграцией и грохочением или после них путем дополнительного грохочения или классификации песков, причем хвосты гравитационного обогащения перед подачей на шлюз подвергают промежуточному грохочению, при этом обеспечивают содержание магнитных частиц в объединенном продукте, направляемом на шлюз, не менее 0,3%.

В варианте осуществления способа создание улавливающей постели осуществляют путем предварительной подачи на шлюз в виде пульпы ранее выделенной магнитной фракции при воздействии на нее переменным магнитным полем.

В варианте осуществления данного способа подачу хвостов гравитационного обогащения (хвостов ГО) на шлюз осуществляют после создания улавливающей постели при воздействии постоянным магнитным полем.

Во всех вариантах осуществления способа обогащения песков перед съемом концентрата подачу хвостов гравитационного обогащения (хвостов ГО) на шлюз прекращают и осуществляют воздействие на концентрат переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды.

Как известно, магнитные частицы в песках сосредоточены в мелких классах крупности. Таким образом, выделение из исходных песков мелких классов крупности обеспечивает одновременно выделение продукта с более высоким содержанием магнитных частиц. При этом содержание магнитных частиц в продукте, поступающем на шлюз, равное 0,3%, достаточно для эффективного осуществления доизвлечения мелких классов ценного минерала (ДМК). На фиг.1 представлена зависимость приращения извлечения золота на шлюзах при одновременном воздействии магнитным полем снизу по сравнению со шлюзами без данного воздействия от содержания магнитных частиц в продукте, подаваемом на шлюз. Как следует из данной зависимости, максимальный прирост извлечения Δε_mах обеспечивается уже при содержании магнитных частиц, равном 0,7-0,9%. Дальнейший рост содержания магнитных частиц практически не приводит к увеличению извлечения ценного минерала (в данном случае - золота). При содержании магнитных частиц 0,3% обеспечивается около 80% максимально возможного прироста извлечения Δε_mах. Таким образом, обеспечивая содержание магнитных частиц равным 0,3% в продукте, подаваемом на шлюз, достигается около 80% максимально возможного прироста извлечения Δε_mах. Содержание магнитных частиц в данном продукте ниже 0,3% приводит к резкому снижению эффективности ДМК. Обеспечить содержание магнитных частиц 0,3% в продукте, подаваемом на шлюз, вполне возможно для большого количества песков, содержащих магнитные частицы, путем выделения из песков мелкого класса крупности, без проведения магнитной сепарации, в частности, путем их грохочения или классификации. Предварительное, до гравитационного обогащения, выделение из песков мелкого класса крупности с магнитными частицами также обеспечивает лучшие условия проведения гравитационного обогащения.

Извлечение магнитной фракции одновременно с дезинтеграцией и грохочением песков (ДГ) или после них путем дополнительного грохочения или классификации песков (Гр) позволяет, кроме того, путем использования двухситных бутар или грохотов сократить затраты на выделение данного класса крупности.

Промежуточное грохочение (ПГр) хвостов ГО перед подачей на шлюз обеспечивает выделение из них мелкого класса, содержащего не извлеченные в концентрат ГО частицы ценного минерала, направляемого на ДМК, и не содержащую частиц ценного минерала часть хвостов ГО, направляемую в отвал. Это позволяет осуществлять ГО и ДМК при различной крупности песков, оптимальной для каждого из них, и сокращает объем хвостов ГО, направляемых на ДМК, позволяя обеспечивать содержание магнитных частиц в объединенном продукте, направляемом на ДМК (прогрохоченных хвостах ГО и ранее извлеченной магнитной фракции), не менее 0,3%.

Создание улавливающей постели путем предварительной подачи на шлюз в виде пульпы ранее выделенной магнитной фракции при воздействии на нее переменным магнитным полем обеспечивает формирование улавливающей постели в основном из магнитных и тяжелых, в т.ч. ценного минерала частиц. Легкие частицы постоянно вымываются потоком пульпы из создающейся постели в момент переориентации флокул, сформированных из извлеченных в постель магнитных частиц, содержащихся в магнитной фракции, под воздействием переменного магнитного поля. Соответственно, созданная постель обладает повышенной улавливающей способностью, что обеспечивает эффективное улавливание частиц ценного минерала из подаваемой затем на нее пульпы с хвостами ГО.

Подача, после предварительного создания улавливающей постели вышеуказанным образом, хвостов ГО на шлюз при воздействии постоянным магнитным полем обеспечивает максимальное извлечение из них ценного минерала за счет исключения переориентации флокул из содержащихся в постели магнитных частиц и, соответственно, устранения потерь ценного минерала с вымываемыми, в случае переориентации флокул, частицами легких минералов.

Прекращение перед съемом концентрата подачи хвостов ГО на шлюз и осуществление затем воздействия на концентрат переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды обеспечивает проведение перечистки концентрата - вымывание потоком смывной воды из него частиц легких минералов в моменты переориентации сформированных из магнитных частиц флокул. При этом собственно извлечение мелких классов ценного минерала в концентрат и перечистка последнего проводятся при различных, оптимальных технологических режимах их осуществления.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена зависимость приращения извлечения золота на шлюзах при одновременном воздействии магнитным полем снизу по сравнению со шлюзами без данного воздействия от содержания магнитных частиц в продукте, подаваемом на шлюз. На фиг.2 и фиг.3 - примеры технологических схем осуществления заявляемого способа обогащения песков. На фиг.4 - пример определения крупности выделяемой магнитной фракции и направляемых на доизвлечение мелких классов ценного минерала хвостов гравитационного обогащения, обеспечивающих содержание магнитных частиц в их объединенном продукте не менее 0,3 %.

Осуществление заявляемого способа обогащения песков производится следующим образом.

Исходные пески (фиг.2) подвергают дезинтеграции и грохочению (ДГ), в результате чего из них выделяют галю - не содержащие ценный минерал пески крупностью более d₁, мм, которую направляют в отвал. Пески крупностью менее d₁, мм, содержащие ценный минерал, подвергают грохочению (Гр), или классификации, по классу крупности d, мм. Пески крупностью менее d, мм, содержащие магнитные частицы - магнитную фракцию, направляют на доизвлечение мелких классов ценного минерала (ДМК), более d, мм, - на гравитационное обогащение (ГО).

В варианте осуществления заявляемого способа обогащения, представленном на фиг.3, магнитную фракцию - пески класса крупности с максимальным размером зерен d, мм, выделяют при ДГ песков, для чего используют, в частности, двухситные грохоты или бутары, что сокращает затраты на выделение данного класса крупности. Пески крупностью менее d, мм, содержащие магнитные частицы - магнитную фракцию, направляют на ДМК, галю крупностью более d₁, мм, - в отвал, промежуточный класс крупности - на ГО.

В результате проведения ГО из песков промежуточного класса крупности (более d, мм, но менее d₁, мм) выделяют концентрат ГО, содержащий ценный минерал данного класса крупности, который направляют на доводку. Поскольку исходный продукт ГО не содержит песков класса крупности менее d, мм, вследствие их выделения ранее при Гр (фиг.2) или ДГ (фиг.3), это облегчает как ГО, так и последующую доводку концентрата ГО.

Оставшиеся после выделения концентрата ГО хвосты ГО подвергают промежуточному грохочению или классификации (ПГр), в результате проведения которых из них выделяют содержащий мелкие классы ценного минерала продукт класса крупности менее d₂, мм, который направляют на ДМК. Не содержащие ценный минерал хвосты ГО крупностью более d₂, мм, направляют в отвал. Осуществление ПГр после проведения ГО позволяет, во-первых, снизить требования по полноте извлечения класса крупности менее d, мм, при выполнении Гр (фиг. 2) или ДГ (фиг.3), поскольку мелкие классы, в т.ч. ценного минерала, могут быть полностью выделены из песков при проведении ПГр. Во-вторых, это позволяет подвергать ДМК не весь объем хвостов ГО, а только их часть крупностью менее d₂, мм. В-третьих, это позволяет оптимизировать, независимо друг от друга, крупность песков, подвергаемых ГО и ДМК и, таким образом, создать оптимальные условия для выделения из них ценного минерала.

Величины d и d₂, мм, устанавливают таким образом, что в объединенном продукте, поступающем на ДМК, - магнитной фракции и прогрохоченных хвостах ГО класса крупности менее d₂, мм, содержание магнитных частиц составляет не менее 0,3%. Для этого на основе данных гранулометрического и минерального анализа исходных песков устанавливают зависимость содержания магнитной фракции α_м, %, от максимальной крупности выделяемого класса d_max, мм, (фиг.4). По данной зависимости устанавливают максимально допустимую величину крупности объединенного продукта d₃, мм, направляемого на ДМК, как крупность класса, при которой содержание магнитной фракции в нем составит не менее 0,3%. Величину d₂, мм, принимают равной ближайшему меньшему стандартному размеру отверстия сита. Крупность магнитной фракции d, мм, устанавливают равной (0,2...0,8)d₂, мм.

Благодаря тому, что на ДМК, кроме хвостов ГО крупностью менее d₂, мм, поступают также ранее выделенная магнитная фракция, в их объединенном продукте содержание магнитных частиц составляет не менее 0,3%. Данное содержание магнитных частиц в объединенном продукте, поступающем на ДМК, обеспечивает не менее 80% максимально возможного прироста извлечения ценного минерала на шлюзе при одновременном воздействии магнитным полем снизу по сравнению со шлюзом без данного воздействия (фиг.1).

При этом возможен вариант осуществления способа обогащения песков, когда, с целью предварительного создания улавливающей постели, сначала на шлюз подают в виде пульпы ранее выделенную магнитную фракцию при одновременном воздействии переменным магнитным полем. Это обеспечивает создание улавливающей постели в основном из магнитных и тяжелых, в т.ч. ценного минерала, частиц. Легкие частицы вымываются из постели в моменты переориентации флокул, сформированных из магнитных частиц, извлеченных в постель, под воздействием переменного магнитного поля. Поскольку содержание магнитных частиц в данных песках больше, чем в объединенном продукте, это позволяет сократить возможные потери ценного минерала с вымываемыми потоком пульпы частицами легких минералов по сравнению со случаем подачи на шлюз объединенного продукта. Созданная таким образом постель обладает повышенной улавливающей способностью, что обеспечивает эффективное извлечение в нее ценного минерала из подаваемой затем на нее пульпы с хвостами ГО крупностью менее d₂, мм. Соответственно, это позволяет раздельно оптимизировать технологические режимы предварительного создания улавливающей постели и доизвлечения мелких классов ценного минерала из хвостов ГО. При этом, в данном случае осуществления способа, одновременно с хвостами ГО крупностью менее d₂, мм, на шлюз может как подаваться, так и не подаваться ранее выделенная магнитная фракция пески класса крупности с максимальным размером зерен d, мм.

В варианте осуществления способа обогащения песков с предварительным созданием улавливающей постели вышеуказанным образом подачу хвостов ГО крупностью менее d₂, мм, осуществляют при воздействии постоянным магнитным полем, что обеспечивает максимальное извлечение из них ценного минерала и исключает его потери с вымываемыми пульпой частицами легких минералов по сравнению со случаем воздействия переменным магнитным полем.

При этом во всех вышеописанных вариантах осуществления способа возможен вариант, когда перед съемом концентрата прекращают подачу на шлюз хвостов ГО крупностью менее d₂, мм, и осуществляют воздействие на полученный концентрат переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды. Это обеспечивает перечистку полученного концентрата за счет вымывания из него смывной водой частиц легких минералов в моменты переориентации флокул, сформированных из извлеченных в него магнитных частиц, под воздействием переменного магнитного поля и позволяет, таким образом, получать более качественный концентрат. При этом собственно доизвлечение мелких классов ценного минерала и перечистка концентрата осуществляются при различных технологических режимах, оптимальных для каждого из них.

Таким образом, использование заявляемого способа обогащения песков позволяет за счет создания оптимальных условий для извлечения частиц ценного минерала повысить эффективность обогащения песков. При этом за счет установленного требования по содержанию магнитных частиц в объединенном продукте, направляемом на ДМК, минимизируются затраты на выделение магнитной фракции, в частности, за счет ее выделения путем грохочения (или классификации) песков, в т.ч. непосредственно при ДГ. Осуществление ДМК заявляемым в вариантах осуществления способа образом, а именно с предварительным созданием улавливающей постели из ранее выделенной магнитной фракции при одновременном воздействии переменным магнитным полем, осуществление подачи хвостов ГО крупностью менее d₂, мм, после предварительного создания улавливающей постели при одновременном воздействии постоянным магнитным полем, воздействие на полученный концентрат, перед его съемом, переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды, обеспечивает повышение эффективности ДМК и, соответственно, способа в целом.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно извлечению тяжелых минералов из песков, содержащих магнитные частицы. Технический результат - создание оптимальных условий для извлечения ценного минерала. Способ обогащения песков включает их дезинтеграцию и грохочение (ДГ), извлечение магнитной фракции (ИМФ), гравитационное обогащение (ГО), доизвлечение мелких классов ценного минерала путем подачи хвостов ГО в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу (ДМК) и съем концентрата. При этом ИМФ осуществляют одновременно с ДГ или после путем дополнительного грохочения или классификации песков. Перед выполнением ДМК или непосредственно при ДМК на дне шлюза создают улавливающую постель из ранее извлеченной магнитной фракции, при этом содержание магнитных частиц в объединенном продукте, направляемом на шлюз, обеспечивают не менее 0,3 %. В варианте осуществления способа улавливающую постель создают путем предварительной подачи на шлюз в виде пульпы ранее выделенной магнитной фракции при воздействии на нее переменным магнитным полем. Последующую подачу на шлюз хвостов ГО осуществляют, в варианте осуществления способа, при воздействии постоянным магнитным полем. Во всех вариантах осуществления перед съемом концентрата подачу на шлюз хвостов ГО прекращают и осуществляют воздействие на концентрат переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ обогащения песков, включающий их дезинтеграцию и грохочение, извлечение магнитной фракции, гравитационное обогащение, доизвлечение мелких классов ценного минерала путем подачи хвостов гравитационного обогащения в виде пульпы на шлюз при одновременном воздействии на нее магнитным полем снизу, создание на дне шлюза улавливающей постели из ранее извлеченной магнитной фракции и съем концентрата, отличающийся тем, что извлечение магнитной фракции осуществляют одновременно с дезинтеграцией и грохочением или после них путем дополнительного грохочения или классификации песков, причем хвосты гравитационного обогащения перед подачей на шлюз подвергают промежуточному грохочению, при этом обеспечивают содержание магнитных частиц в объединенном продукте, направляемом на шлюз, не менее 0,3 %.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что создание улавливающей постели осуществляют путем предварительной подачи на шлюз в виде пульпы магнитной фракции при воздействии на нее переменным магнитным полем.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что подачу хвостов гравитационного обогащения на шлюз осуществляют после создания улавливающей постели при воздействии постоянным магнитным полем.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перед съемом концентрата подачу хвостов гравитационного обогащения на шлюз прекращают и осуществляют воздействие на концентрат переменным магнитным полем при одновременной подаче смывной воды.