ВНУТРИШЛЮЗОВОЕ, СЕГМЕНТАРНОЕ СЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА, ПЛАТИНЫ ИЗ ПУЛЬПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГИДРОПРОМЫВНЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2008 года по МПК B03B5/70 

Область применения

Цветная металлургия и извлечение россыпных алмазов и других твердых тяжелых полезных ископаемых из пульпы гидропромывных приборов в шлюзах глубокого наполнения элеваторного типа.

Цель изобретения

Увеличение производительности труда в цветной металлургии путем увеличения полноты извлекаемого золота, платины из пульпы промышленных гидропромывных приборов.

Уровень техники

Шлюз глубокого наполнения элеваторного типа с резиновыми ковриками на его дне, накрытыми трафаретами. Этот шлюз имеет следующие недостатки:

1. На твердые частицы пульпы оказывает воздействие только донная поверхность шлюза, представленная резиновыми ковриками, которые накрыты трафаретами.

2. Площадь осаждения золота, платины очень мала.

3. Отсутствует воздействие на жидкую и твердую части пульпы по всей ее толщине.

4. Количество применяемых физических сил недостаточно для более полного извлечения золота, платины.

Совокупность вышеуказанных факторов ведет к значительным эксплуатационным потерям частиц золота, платины размером менее 4 мм. Чем меньше размер частиц, тем процент потерь выше. На субмиллиметровом уровне процент потерь может доходить до 90%.

Сущность изобретения.

1. Сведения, раскрывающие сущность изобретения.

Задача данного предлагаемого изобретения - это создание устройства, с помощью которого можно было бы максимально извлекать золото миллиметровых и субмиллиметровых размеров из пульпы промышленных гидропромывных приборов в шлюзах глубокого наполнения элеваторного типа.

Определено место, где должно быть установлено устройство - это осадочный шлюз промышленных гидропромывных приборов.

По условиям технологического процесса, устройство должно быть в течение короткого временного интервала, равного десяти-двадцати минутам, меняться на запасное. Вынутое устройство очищается от грунта и концентрата, готовится к работе и затем вновь устанавливается в шлюз. Такая цикличность продолжается многократно.

Определено, что вышеперечисленным условиям соответствует устройство, состоящее из отдельных сегментов.

Каждый сегмент устройства выполняет определенную задачу. Все сегменты устройства в сборе выполняют общую задачу. Сегменты отличаются друг от друга по комплектации конструктивными элементами.

Технический результат достигается путем проведения пульпы сквозь набор сеток, трафаретов, имеющих линейные отверстия различных размеров, расположенных над слоем материала, имеющим малый удельный вес, каковым является древесный уголь, пенопласт и тому подобное. Пульпа промышленных гидропромывных приборов состоит из жидкой части, т.е. воды, и твердых частиц, в том числе и золота (платины), имеющих различные линейные размеры в интервале от 0 до 20 мм. Соотношение жидкой и твердых частей пульпы желательно свыше 20:1.

Сетки, трафареты расположены над днищем шлюза, которое покрыто материалом, имеющим малый удельный вес. Высота слоя этого материала ступенчато уменьшается от начала устройства к его окончанию.

Высота слоя с малым удельным весом в начале устройства равна высоте слоя пульпы. В окончании устройства высота этого слоя может быть в четыре раза меньше. Количество сеток, трафаретов нарастает от начала к окончанию устройства. В начале устройства имеется один трафарет, одна сетка, а материал с малым удельным весом - в максимальном количестве. В последних сегментах устройства имеется пять трафаретов и четыре сетки и минимальное количество материала с малым удельным весом. Трафареты, сетки образуют единые линии, проходящие внутри слоя пульпы, параллельные днищу шлюза, этими линиями поток пульпы делится условно на несколько слоев, в которых происходят процессы:

1. Классификации твердых частиц пульпы по узким интервальным линейным значениям.

2. Осаждение золота (платины) на трафаретах, сетках под действием гравитационных сил.

3. Улавливание мельчайших частиц золота на материале с малым удельным весом.

Для протекания вышеперечисленных процессов в устройстве создаются оптимальные условия.

Составные части устройства

В осадочный шлюз элеваторного типа длиной 18 метров (АВСД) вносится устройство «У», состоящее из восьми секций: I, II, III, IV и т.д., каждая из которых имеет по два сегмента FGHIKLMN. Арабские цифры 1, 2 обозначают номер сегмента в секции. Тогда нумерация сегментов будет выглядеть I-1, I-2, II-1, II-2, III-1, III-2 и т.д. Сегменты располагаются друг за другом в соответствии с нумерацией.

Сегмент, выполненный из металлических уголков, имеет форму полого параллелепипеда, у которого FGHI - верхнее основание и KLMN - нижнее основание. В вершинах параллелепипеда уголки жестко соединены между собой сварным швом. К верхнему основанию FGHI приварены пластины «О» с отверстиями, с помощью которых устройство может вноситься в шлюз и убираться подъемным краном по мере надобности. В углах нижнего основания KLMN сегмента FGHIKLMN при помощи сварного шва устанавливаются круглые металлические стержни «Р», которые проходят вертикально вверх от нижнего основания до верхнего основания FGHI и служат для «нанизывания» комплектов «Т», состоящих из каркасов для сеток, сеток и трафаретов, которыми заполняются сегменты. По углам каркасов сеток и трафаретов приварены пластины «R», имеющие круглые отверстия для нанизывания на шток-стержни «Р». Для регулирования расстояния между каркасами сеток и трафаретов, на шток-стержни «Р» надеваются металлические полые цилиндры-втулки «S». Высота втулок дает возможность менять расположение линий трафаретов и сеток по отношению к линии дна шлюза: а) параллельное расположение, б) регулировка наклона всей линии комплектов, в) регулировка наклона отдельных участков линии комплектов «Т».

На нижнем основании сегмента FGHIKLMN устанавливается материал с малым удельным весом 1. Это может быть древесный уголь или пенопласт, накрытый донным трафаретом 2, на котором осаждаются мельчайшие частицы золота, платины. Донный трафарет 2 имеет по углам пластины «R», с помощью которых трафареты нанизываются на металлический стержень «Р». Затем на стержень «Р» надеваются втулки-цилиндры «S». Затем на стержень «Р» надевается каркас 3, в который заключена сетка 4 с линейным размером отверстий 0,5 мм. Сверху на стержень «Р» надевается трафарет 5. Во всех сегментах присутствуют указанные выше элементы в различных сочетаниях.

Каркас 3, сетка 4, трафарет 5 образуют комплект «Т». Несколько таких комплектов, разделенные на промежутки не менее 40 мм втулками-цилиндрами «S», установленные на протяжении длины шлюза и параллельно днищу или под углом, делят пульпу условно на слои. Таких слоев может быть несколько. Высота материала с малым удельным весом 1 уменьшается ступенчато по направлению к окончанию шлюза. В это же время количество комплектов «Т», состоящих из каркаса, сетки, трафарета, возрастает к окончанию шлюза. Линейные отверстия сеток и трафаретов в комплекте «Т» увеличиваются от минимальной величины 0,5 мм в комплекте «Т-1», расположенного над трафаретом-2, до максимальной величины 4 мм в комплекте «Т-4».

Работа устройства

Пульпа промышленного гидропромывного прибора поступает в шлюз АВСД. В пульпе содержатся твердые частицы, имеющие линейные размеры от двадцати миллиметров до нескольких микрон.

Пульпа поступает в начало устройства «У», в первый сегмент устройства, имеющий нумерацию I-1. Высота пульпы такова, что верхние слои пульпы двигаются над верхними трафаретами сегментов устройства «У». Пульпа движется по шлюзу, спускаясь вниз по ступеням слоя с малым удельным весом в сегментах секций. При этом твердые частицы, стремясь опуститься в нижние слои пульпы под действием гравитации, встречают препятствие в виде сеток и трафаретов. Сетки и трафареты имеют отверстия определенных линейных размеров, которые уменьшаются по мере приближения к нижним слоям пульпы. Сначала пульпа проходит через трафарет 14, имеющие линейный размер отверстий, равный 4 мм. Твердые частицы, имеющие размеры меньше 4 мм, проходят через трафарет, частицы размером больше 4 мм катятся по трафарету 14, увлекаемые жидкой частью пульпы. Частицы золота с линейным размером более 4-х мм имеют массу свыше 1200 мг, а твердые частицы пульпы с линейным размером менее 20 мм имеют массу менее 1200 мг. Жидкая пульпа двигает более легкие частицы гравия, а золото оседает на трафарете.

Пульпа, прошедшая через трафарет 14, спускается «ступенчато» из сегмента I-1 в сегмент I-2 и встречает на своем пути сетку 13, заключенную в каркасе 12. Сетка 13 имеет отверстие с линейным размером, равным 3,2 мм. Твердые частицы пульпы, прошедшие через трафарет 14 и имеющие размер меньше 4 мм, но больше 3,2 мм, не пройдут через сетку и будут двигаться жидкой частью пульпы по сетке 13 к окончанию устройства. Частицы песка с линейным размером в 4 мм имеют максимальную массу в 200 мг, а частицы золота с линейным размером 3,2 мм имеют массу свыше 500 мг. Скорость движения верхних слоев пульпы значительно больше скорости движения нижних слоев пульпы, этой скорости будет достаточно, чтобы смывать более легкие частицы песка, но недостаточно, чтобы смывать частицы золота.

Кроме скорости движения пульпы, имеет значение сила трения золотых частиц о сетку, которая также препятствует смыванию золотых частиц за пределы устройства в течение определенного промежутка времени, который необходим золотой частице для преодоления всего пути, а это свыше 18 метров, т.е. длина шлюза и, соответственно, устройства «У».

Итак, пульпа двигается по устройству дальше, переходит из сегмента I-2 в сегмент II-1. Уже в сегменте I-2 пульпа проходит через трафарет 11, имеющий размер отверстий 2,5 мм, где протекают процессы, аналогичные описанным выше: проходит классификация твердых частиц пульпы по узким линейным интервалам и осаждение частиц золота на сетках и трафаретах.

Продвигаясь из сегмента в сегмент устройства «У», пульпа, имеющая в своем составе мельчайшие частицы золота с линейным размером менее 0,5 мм, достигает сегмента III-1. С этого сегмента и дальше во всех сегментах III-1; III-2; IV-1; IV-2 в придонном слое пульпы начинается процесс осаждения на материале с малым удельным весом 1 мельчайших частиц золота.

Пульпа выходит из сегмента IV-2 во внешнюю среду. Работа устройства «У» закончилась. Процесс извлечения золота из пульпы закончился.

Таким образом, происходит процесс разделения твердых частиц пульпы на определенные группы, ограниченные линейными интервалами. Данный процесс называется классификация. Скорость движения пульпы, а именно ее верхних слоев, больше, чем скорость движения пульпы в нижних слоях. Соответственно, пульпа верхних слоев может двигать более массивные твердые частицы пульпы, одновременно более массивные твердые частицы пульпы двигают друг друга. Когда твердые частицы с размерами заданного линейного интервала сгруппированы, то имеющиеся среди них частицы золота, как более массивные, не двигаются окружающими частицами, и возникают условия их осаждения на сетках и трафаретах.

Предлагаемый механизм не предлагался и не рассматривался на уровне миллиметровых и субмиллиметровых линейных размерах.

В работе предлагаемого устройства представлены процессы классификации твердых частиц пульпы на миллиметровых и субмиллиметровых линейных размерах и гравитационного осаждения на сетках, трафаретах и донном материале с низким удельным весом менее 0,8 г/см³. С учетом всего перечисленного степень извлечения золота из пульпы промышленных гидропромывных приборов в осадочном шлюзе элеваторного типа резко возрастает по сравнению с работой осадочных шлюзов, оборудованных резиновыми ковриками, которые накрыты трафаретами. Также резко снижаются эксплуатационные потери золота на уровне миллиметровых и субмиллиметровых размеров.

Форма выполнения элементов устройства

Так как устройство «У» устанавливается в шлюз, оно повторяет форму этого шлюза АВСД. Геометрически устройство выполнено в виде параллелепипеда, у которого высота значительно меньше основания. Каждый из сегментов FGHIKLMN также имеет форму параллелепипеда, у которого соотношение высоты к основанию уже не так велико.

2. Признаки, используемые для характеристики устройства. Наличие конструктивных элементов

Устройство «У» состоит из сегментов: I-1, I-2; II-1, II-2, III-1, III-2, IV-1, IV-2. Сегменты помещаются в осадочный шлюз - АВСД (схема).

FGHI - верхнее основание сегмента.

KLMN - нижнее основание сегмента.

- «О» - пластины с отверстиями для крючьев строп подъемного устройства.

- «Р» - стержень круглый для нанизывания сеток, трафаретов, втулок.

- «R» - пластины с отверстием у каркасов сеток и трафаретов для крепления в сегменте.

- «S» - втулка-цилиндр для установки между комплектами: трафарет, сетка, каркас.

- «Т» - комплект: трафарет, каркас, сетка.

- «V» - гайка «сжимная» для верхней части стержня «Р».

Сегменты FGHIKLMN имеют расположенные в следующей последовательности снизу вверх:

1. Донный материал с малым удельным весом менее 0,8 г/см³.

2. Трафарет донный - 4,0 мм.

3. Каркас сетки с линейным размером отверстий 0,5 мм.

4. Сетка - 0,5 мм.

5. Трафарет - 0,7 мм.

6. Каркас сетки - 1,0 мм.

7. Сетка - 1,0 мм.

8. Трафарет - 1,4 мм.

9. Каркас сетки -1,9 мм.

10. Сетка - 1,9 мм.

11. Трафарет - 2,5 мм.

12. Каркас сетки - 3,2 мм.

13. Сетка - 3,2 мм.

14. Трафарет - 4,0 мм.

Каждый из сегментов имеет свой набор комплектов «Т».

Сегмент I-1: донный материал с малым удельным весом, каркас сетки и сетка 3,2 мм, трафарет 4,0 мм.

Сегмент I-2: донный материал с малым удельным весом, каркас сетки и сетка 1,9 мм, трафарет 2,5 мм, каркас сетки и сетка 3,2 мм, трафарет 4,0 мм.

Сегмент II-1: донный материал с малым удельным весом, каркас сетки и сетка 1,0 мм, трафарет 1,4 мм, каркас сетки и сетка 1,9 мм, трафарет 2,5 мм, каркас сетки и сетка 3,2 мм, трафарет 4,0 мм.

Сегмент II-2: донный материал с малым удельным весом, каркас сетки и сетка 0,5 мм, трафарет 0,7 мм, каркас сетки и сетка 1,0 мм, трафарет 1,4 мм, каркас сетки и сетка 1,9 мм, трафарет 2,5 мм, каркас сетки и сетка 3,2 мм, трафарет 4,0 мм.

Сегменты III-1, III-2, IV-1, IV-2: донный материал с малым удельным весом, донный трафарет, каркас сетки и сетка 0,5 мм, трафарет 0,7 мм, каркас сетки и сетка 1,0 мм, трафарет 1,4 мм, каркас сетки и сетка 1,9 мм, трафарет 2,5 мм, каркас сетки и сетка 3,2 мм, трафарет 4,0 мм.

Наличие связи между элементами

Устройство «У» состоит из сегментов, которые вплотную примыкают друг другу боковыми гранями. Задняя грань предыдущего сегмента примыкает к передней грани последующего сегмента. Боковые ребра сегментов перпендикулярны верхнему и нижнему основанию.

По верхним углам сегментов - FGHIKLMN приварены пластины «О».

По углам сегментов FGHIKLMN установлены перпендикулярно основанию KLMN круглые стержни «Р», имеющие в верхней части резьбу, на которую навертывается сжимная гайка «V».

По углам каркасов сеток и трафаретов имеются пластины «R» с отверстиями для нанизывания на металлические круглые стержни «Р». Между трафаретами, каркасами сеток надеваются на стержни «Р» цилиндрические втулки «S».

Связь в виде примыкания задних и передних боковых поверхностей. Все сегменты стоят на днище шлюза АВСД.

Боковые грани сегментов выполнены из металлических уголков и по вершинам сегментов сварены между собой.

Материал из которого выполнены сегменты - это металл: железо и износоустойчивая сталь.

Среда, выполняющая функцию элемента - это пульпа.

Чертежи прилагаются (фиг.1-19).

Предложенное изобретение относится к извлечению золота, платины из гравийно-песчаных смесей с помощью воды, а также из пульпы гидропромывных приборов в шлюзах глубокого наполнения элеваторного типа, и может найти применение в цветной металлургии. Внутришлюзовое, сегментарное съемное устройство для извлечения золота (платины) из пульпы промышленных гидропромывных приборов содержит установленные внутри шлюза глубокого наполнения каркасные конструкции, сваренные из железных уголков и выполненные в виде отдельных секций, разделенных на сегменты, с нижним основанием. На нижнем основании уложен ступенчато уменьшающийся от начала устройства к концу слой древесного угля или пенопласта, над которым установлены с возможностью изменения угла наклона делительно-классификационно-осадительные элементы в виде трафаретов и сеток. Число трафаретов и сеток возрастает от начала устройства к концу. Размеры классификационных отверстий убывают сверху вниз по направлению к днищу шлюза 4,0 мм; 3,2 мм; 2,5 мм; 1,9 мм; 1,4 мм; 0,7 мм; 0,5 мм. Расстояние между элементами составляет не менее 40 мм. Технический результат - повышение эффективности извлечения золота, платины из пульпы промышленных гидропромывных приборов. 19 ил.

Внутришлюзовое, сегментарное съемное устройство для извлечения золота (платины) из пульпы промышленных гидропромывных приборов, содержащее установленные внутри шлюза глубокого наполнения каркасные конструкции, сваренные из железных уголков и выполненные в виде отдельных секций, разделенных на сегменты, с нижним основанием, на котором уложен ступенчато уменьшающийся от начала устройства к концу слой древесного угля или пенопласта, над которым установлены с возможностью изменения угла наклона делительно-классификационно-осадительные элементы в виде трафаретов и сеток, число которых возрастает от начала устройства к концу, а размеры классификационных отверстий убывают сверху вниз по направлению к днищу шлюза 4,0 мм, 3,2 мм, 2,5 мм, 1,9 мм, 1,4 мм, 0,7 мм, 0,5 мм, при этом расстояние между элементами составляет не менее 40 мм.