СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЧАСТИЦ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ МЕТАЛЛОНОСНЫХ ПЕСКОВ И ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК B03B7/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности извлечению благородных металлов, таких как золото, серебро, платиноиды, из металлоносных песков, а также может быть использовано в процессах доводки продуктов обогащения.

Известен гравитационный способ обогащения металлоносных песков, включающий дезинтеграцию, грохочение (классификацию), обогащение на шлюзе, доизвлечение мелких фракций ценного компонента путем подачи хвостов гравитационного обогащения в виде пульпы на шлюз и съем концентрата (см. патент RU 2168366, МПК B03C 1/08, B03B 5/70, опубл. 10.02.00).

Известна поточная линия для обогащения песков (см. патент RU 2098190, МПК B03B 9/00, 7/00, опубл. 06.05.95), включающая устройство для дезинтеграции и классификации по крупности, комплекс гравитационных аппаратов, комплекс для улавливания мелких зерен ценного компонента, комплекс магнитных, электростатического, магнитогидродинамического сепараторов, комплекс плавки.

Данные способ и поточная линия позволяют эффективно вести добычу полезных компонентов из золотосодержащих песков в классах крупности +0,5 мм.

Основным недостатком данного способа извлечения благородных металлов из металлоносных песков является его низкая эффективность при выделении гравитационными аппаратами частиц ценного компонента в классах крупности -0,25 мм. Например, установлено, что на шлюзах извлечение золота крупностью -0.25+0.15 мм составляет ~50%; -0.15+0.10 мм ~25% и - 0,10+0,074 мм - всего лишь ~5%. Причем свободное золото мелких классов плоской формы извлекается еще хуже. Общепризнано, что потери драгоценного металла при использовании гравитационных способов извлечения достигают 50% и более (см. Современное оборудование и технологии высокоэффективного извлечения тонкозернистого золота из россыпных, рудных и технологических видов сырья /Богданович А.В., Зарогатский Л.П., Коровников А.Н. // Обогащение руд, 1999, №4. С.7-9).

Известен способ электродинамического выделения алюминиевой и медной стружки из транспортирующих массопотоков (Дуленков С.В., Шубов Л.Я., Хворостяной С.И. / Технология извлечения металлов из твердых бытовых отходов // Цветные металлы. 1984, №9, с.91-96), который для извлечения мелкого металла из транспортирующих массопотоков не применяется из-за недостаточности магнитодвижущей силы в рабочей зоне современных электродинамических сепараторов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ извлечения ценных электропроводящих минералов из песков, включающий их дезинтеграцию и грохочение, извлечение магнитной фракции, гравитационное обогащение, доизвлечение мелких классов ценного компонента 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 компонента путем подачи на шлюз одновременно с подачей хвостов гравитационного обогащения ранее извлеченной магнитной фракции (см. RU 2229937, МПК B03B 7/00, B03C 1/00, опубл. 06.05.04).

Способ осуществляет поточная линия для обогащения песков, включающая устройство для дезинтеграции и классификации по крупности, комплекс гравитационных аппаратов с устройством для дополнительной магнитной концентрации хвостов обогащения, комплекс для улавливания мелких зерен ценного компонента, комплекс магнитных, электростатического, магнитогидродинамического сепараторов, комплекс плавки.

Данные способ и поточная линия позволяют лишь незначительно повысить эффективность извлечения золота за счет улучшения условий извлечения ценного компонента комплексом гравитационных аппаратов (см. RU 2168366, МПК B03C 1/08, B03B 5/70, опубл. 10.02.00). Мелкие частицы приходится параллельно доизвлекать комплексами электростатических или магнитогидродинамических аппаратов (см. RU 2098190, МПК B03B 9/00, 7/00, опубл. 06.05.95), пропускная способность которых ограничена, что ограничивает производительность всей поточной линии.

Основным недостатком данного способа извлечения ценного компонента из песков является невозможность извлечения мелкого золота и золота плоской формы. Постоянные и медленно меняющиеся магнитные поля на частицы золота оказывают очень слабое воздействие, поэтому небольшое повышение эффективности извлечения драгоценного металла в прототипе получают в результате возникновения эффекта полиградиентной магнитной сепарации на флокулах магнитной матрицы улавливающей постели. Низкая эффективность извлечения частиц золота в процессе полиградиентной сепарации на флокулах матрицы, в свою очередь, обусловлена недостаточной величиной магнитодвижущей силы, которая для постоянных и медленно меняющихся магнитных полей выражается формулой: f=µ₀·χ·H·gradH; где µ₀ - магнитная постоянная вакуума; χ - удельная магнитная восприимчивость золота; H - напряженность магнитного поля; gradH - градиент магнитного поля на элементах матрицы.

У золота удельная магнитная восприимчивость χ очень мала, поэтому для эффективного извлечения его мелких частиц необходима большая величина H·gradH. Магнитное насыщение элементов матрицы в современных полиградиентных сепараторах делает увеличение напряженности магнитного поля более 200000 А/м неэффективным. Поэтому увеличивать H·gradH можно лишь за счет увеличения значения gradH. Этого можно добиться, уменьшая размеры элементов улавливающей матрицы. Максимальные напряженность и градиент поля в рабочем объеме, заполненном шарами или стальной ватой, в современных полиградиентных сепараторах могут достигать соответственно H~200000 А/м и gradH~800 МА/м². Значит, максимальное значение величины H·gradH, которое можно получить в рабочем объеме матрицы полиградиентного сепаратора:

H·gradH~200000·800000000~1,6·10¹⁴ А²/м³ (т.е. ~2·10¹⁴ А²/м²).

Однако для эффективного извлечения мелких классов крупности золота этой величины оказывается недостаточно. Кроме того, зависимость процесса извлечения полиградиентной матрицей от таких нелинейных факторов как размеры, форма и заполненность элементов матрицы извлекаемым металлом, их магнитное насыщение, крупность и форма частиц извлекаемого металла, делают степень извлечения полезного компонента величиной, которая весьма сложным образом меняется по мере заполнения матрицы. Это значит, что само определение степени извлечения полезного компонента такой матрицей оказывается задачей чрезвычайно сложной.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности обогащения за счет более полного извлечения мелкого и плоского золота и повышение производительности линии.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе извлечения частиц благородных металлов из металлоносных песков, включающем дезинтеграцию, грохочение, выделение магнитной фракции и гравитационное обогащение, после выделения магнитной фракции производят классифицикацию песков по крупности +0,5 мм и -0,5 мм, гравитационному обогащению подвергают пески крупностью +0,5 мм, а пески крупностью -0,5 мм и хвосты гравитационного обогащения после сушки подвергают электродинамической сепарации путем направленного воздействия на проводящие частицы импульсным бегущим магнитным полем высокой напряженности и градиента.

Поточная линия для осуществления способа, содержащая последовательно установленные устройство для дезинтеграции, комплекс магнитных сепараторов, комплекс гравитационных аппаратов, комплекс плавки, отличается тем, что линия дополнительно снабжена классификатором, установленным после комплекса магнитных сепараторов, устройством для сушки, установленным после комплекса гравитационных аппаратов, и электродинамическим сепаратором с импульсным бегущим магнитным полем, установленным после классификатора.

Низкая эффективность извлечения частиц золота в прототипе обусловлена недостаточной величиной магнитодвижущей силы f=µ₀·χ·H·gradH. Это связано не только с магнитным насыщением элементов матрицы, наступающим уже при напряженности магнитного поля ~200 кА/м, но и с тем, что генерация постоянных магнитных полей большой напряженности (более 500 кА/м) в большом объеме возможна только с помощью электромагнитов и поэтому сопряжена с большим расходом энергии, а в случае применения сверхпроводящих электромагнитов, со сложными и очень дорогостоящими технологиями и техникой получения и поддержания криогенных температур.

Обойти многие трудности, непреодолимые для систем с постоянными и медленно меняющимися магнитными полями непрерывной генерации, позволяет техника импульсных магнитных полей. Применение импульсных бегущих магнитных полей и генераторов импульсных напряжений в качестве источников питания позволяет, при весьма малом потреблении энергии, получать в рабочих объемах сепараторов магнитные поля, недостижимые для систем непрерывной генерации.

Таким образом, использование импульсного бегущего магнитного поля позволяет создать силовой режим обогащения, необходимый и достаточный для эффективного извлечения золота мелких классов крупности, и его можно применять для выделения золота в классах крупности - 0,5 мм. Вместо неуправляемости и неопределенности процесса извлечения в критикуемом способе в предлагаемом изобретении мы получаем хорошо управляемый процесс обогащения.

На фиг.1 изображена схема обогащения, на фиг.2 - схема поточной линии.

Поточная линия для переработки металлоносных песков содержит устройство для дезинтеграции - 1, комплекс магнитных сепараторов - 2, классификатор по крупности - 3, комплекс гравитационных аппаратов - 4, осушающее устройство - 5 электродинамический сепаратор с импульсным бегущим магнитным полем - 6, комплекс плавки - 7.

Способ осуществляется следующим образом: исходные пески проходят дезинтеграцию и грохочение на устройстве для дезинтеграции 1, магнитными сепараторами 2 производят извлечение магнитной фракции, последующую классификацию песков по классам крупности +0,5 мм и -0,5 мм осуществляют в классификаторе 3. Классы крупности +0,5 мм проходят гравитационное обогащение, а классы крупности -0,5 мм обогащают электродинамической сепарацией в импульсном бегущем магнитном поле. Поскольку хвостовые фракции комплекса гравитационных аппаратов могут содержать плоское золото, его доизвлечение производят путем обогащения слива хвостов гравитационного обогащения воздействием на них после осушения импульсным бегущим магнитным полем.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности извлечению благородных металлов, таких как золото, серебро, платиноиды, из металлоносных песков, а также может быть использовано в процессах доводки продуктов обогащения. Способ извлечения частиц благородных металлов из металлоносных песков включает дезинтеграцию, грохочение, выделение магнитной фракции и гравитационное обогащение. После выделения магнитной фракции производят классификацию песков по крупности +0,5 мм и -0,5 мм. Гравитационному обогащению подвергают пески крупностью +0,5 мм, а пески крупностью -0,5 мм и хвосты гравитационного обогащения после сушки подвергают электродинамической сепарации путем направленного воздействия на проводящие частицы импульсным бегущим магнитным полем высокой напряженности и градиента. Способ осуществляют на поточной линии, содержащей последовательно установленные устройство для дезинтеграции, комплекс магнитных сепараторов, комплекс гравитационных аппаратов, комплекс плавки. Линия дополнительно снабжена классификатором, установленным после комплекса магнитных сепараторов, устройством для сушки, установленным после комплекса гравитационных аппаратов, и электродинамическим сепаратором с импульсным бегущим магнитным полем, установленным после классификатора. Технический результат - повышение эффективности извлечения свободного металла за счет повышения степени извлечения мелких фракций, плохо извлекаемых и не извлекаемых существующими способами добычи. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ извлечения частиц благородных металлов из металлоносных песков, включающий дезинтеграцию, грохочение, выделение магнитной фракции и гравитационное обогащение, отличающийся тем, что после выделения магнитной фракции производят классификацию песков по крупности +0,5 мм и -0,5 мм, гравитационному обогащению подвергают пески крупностью +0,5 мм, а пески крупностью - 0,5 мм и хвосты гравитационного обогащения после сушки подвергают электродинамической сепарации путем направленного воздействия на проводящие частицы импульсным бегущим магнитным полем высокой напряженности и градиента.

2. Поточная линия для извлечения частиц благородных металлов из металлоносных песков, содержащая последовательно установленные устройство для дезинтеграции, комплекс магнитных сепараторов, комплекс гравитационных аппаратов, комплекс плавки, отличающаяся тем, что линия дополнительно снабжена классификатором, установленным после комплекса магнитных сепараторов, устройством для сушки, установленным после комплекса гравитационных аппаратов, и электродинамическим сепаратором с импульсным бегущим магнитным полем, установленным после классификатора.