Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией Российский патент 2025 года по МПК B03B5/70 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гравитационного извлечения благородных металлов из природных и техногенных руд и высокоглинистых россыпей, содержащих мелкие и тонкие частицы ценных компонентов.

Известен способ гравитационного извлечения ценных минералов на основе виброконцентратора, включающего короб, вибровозбудитель, концентрационный элемент в виде симметрично расположенных поперечных ребер, ребристое покрытие концентрационного элемента выполнено износостойким, короб и концентрационный элемент имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибрации, концентрационный элемент выполнен в виде пластины, поперечные ребра на которой выполнены заодно с пластиной, пластина снабжена продольными, вертикально расположенными стенками, поперечные ребра имеют уклон в сторону вертикальных стенок и наклон в загрузочную сторону виброконцентратора, причем возможно изменение их количества, высоты и угла наклона, у загрузочного конца виброконцентратора на пластине размещена приемная коробка, экранированная с внешней стороны поперечной вертикальной стенкой с высотой, превышающей высоту поперечных ребер, концентрационный элемент снабжен крупноячеистой съемной решеткой, выполненной из вертикально расположенных пластин, установленной поверх поперечных ребер и закрепленной за продольные стенки, при этом возможно изменение высоты пластин съемной решетки и размера ее ячеек [1].

Данный способ, осуществляемый посредством виброконцентратора, из-за использования вибровозбудителя имеет повышенное энергопотребление, а из-за наличия упругих опор - повышенный износ. Это потребует значительных затрат на обслуживание и обусловит снижение надежности.

Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом, включающий подачу гидросмеси, разделение минеральной составляющей гидросмеси на фракции путем создания профиля скоростей потока за счет установки в наклонном желобе, с гладким дном, дефор-маторов потока с учетом разжижения гидросмеси, изменения уклона наклонного желоба и гранулометрического состава золота, слив шлама в рабочем цикле обогащения и периодический автоматизированный сполоск тяжелой фракции, из зон со съемными и автоматически управляемыми подъемом трафаретами, посредством системы орошения. В процессе рабочего цикла обогащения периодически формируют гидродинамические эффекты резонансного типа при поступлении гидросмеси в переднюю часть наклонного желоба с системой дезинтеграции глинистых включений в гидропотоке [2].

Недостатком способа является недостаточная степень дезинтегриру-емости минеральных компонентов на микроуровне при использовании для высокоглинистых природных и техногенных руд и россыпей.

Способ обогащения россыпей постоянным разрыхлением концентра та тяжелых минералов, включающий пропускание пульпы через шлюз, воздействие на пульпу и концентрат вибрацией снизу, разделение материала на тяжелую и легкую фракции, вывод полученных фракций. Для образования центростремительного ускорения потоку пульпы и концентрата придают извилистую траекторию движения, магниты ретранслируют электромагнитные волны, эмитируемые генераторами [3].

Недостатком способа является наличие большого количества подвижных шарнирных соединений, усложняющих сборку и снижающих надежность при эксплуатации, а также - энергозатратность.

Шлюз для осаждения концентратов тяжелых минералов из пульпы, имеющий проточный желоб, который в рабочем положении наклонен к горизонтали и подключен верхним концом к источнику пульпы, а нижним концом - к средству отвода хвостов обогащения в отвал, ячеистый улавливающий коврик, уложенный на дно желоба, комплект кинематически связанных между собой жестких трафаретов мелкого наполнения, каждый из которых имеет поперечные рифли и подключен к по меньшей мере одному приводу возвратно-поступательного перемещения вдоль бортов желоба и коврика, средство возбуждения вертикальных колебаний в потоке пульпы на базе импульсного генератора переменного тока и соленоидов, каждая волнообразная рифля состоит из последовательно чередующихся по направлению выпуклости полуволновых частей, соединенных плоскими вставками [4].

Данный шлюз формирует поток по криволинейной траектории с изменяющимся направлением в горизонтальной плоскости, а вертикальные импульсы дополнительно создаются магнитными вкладышами импульсного генератора переменного тока под действием соленоидов. Согласно теории надежности наличие дополнительных элементов снижает эксплуатационную надежность. Наличие повышенного числа конструктивных элементов усложнит сборку, затраты на настройку оборудования и длительную эксплуатацию.

Известен способ гравитационного извлечения ценных минералов на основе установки для извлечения мелкого золота, которая содержит прямолинейный наклонный желоб с трафаретами и жестко закрепленными дугообразными планками, установленными с сужающимся зазором для основного потока пульпы, установка снабжена съемными разделителями потока, расположенными параллельно дну, и съемными уловителями мелкого золота, установленными на днище, внутренняя часть которых образована прямолинейными и закругленными стенками, а верхняя часть выполнена в виде двух наклонных плоскостей, установленных на дугообразные планки и расположенных с противоположным углом наклона, с зазором одна относительно другой и с образованием порога [5].

Наличие с двух сторон дугообразных планок, установленных с сужающимся зазором для основного потока пульпы без смещения в горизонтальном направлении, создает подъем пульпы по вертикали с частичным формированием процесса поскольку планки обрываются, затормаживая процесс расслоения после вертикальной турбулизации на входе в сужающийся зазор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ гравитационного извлечения мелкого и тонкого золота с использованием комплекса для извлечения золота, который включает предварительную дезинтеграцию и классификацию высокоглинистых песков, подачу подготовленного материала пульпы на прямолинейный наклонный желоб установки для обогащения в тонкослойном потоке с обтеканием жестко закрепленных дугообразных планок, установленных с сужающимся зазором с двух сторон основного потока пульпы, улавливание золота съемными уловителями мелкого золота с прямолинейными и закругленными стенками. Тонкослойный поток пульпы, переходя от ламинарного и слабо турбулентного прямолинейного движения к изгибу в сужающемся зазоре между дугообразными планками, установленными со смещением вдоль прямолинейного наклонного желоба в шахматном порядке, образует смещение слоев потока пульпы по горизонтали и вертикали, способное освободить более крупные частички ценных компонентов от глинистых частиц и направить их к верхней плоскости кассеты съемного уловителя мелкого золота одного из бортов [6].

Осуществляемое смещение слоев потока пульпы по вертикали посредством дугообразных планок, установленных со смещением вдоль прямолинейного наклонного желоба в шахматном порядке, не создает достаточный подъем потока гидросмеси для создания турбулентного режима, активизации воздействия на минеральную составляющую гидросмеси для отделения микрочастиц глинистой составляющей и осаждения тяжелой фракции.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении технологической и эксплуатационной эффективности извлечения мелких и тонких частиц ценных компонентов в тонкослойных потоках за счет активизации микродезинтеграции гидросмеси.

Технический результат достигается тем, что в способе гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией, включающим предварительную дезинтеграцию и классификацию высокоглинистых песков, подачу гидросмеси на установку для обогащения в тонкослойном потоке, улавливание полиминеральных компонентов съемными уловителями мелкого золота с закругленными стенками, накопление тяжелой фракции ценных компонентов и разгрузку полиминеральных компонентов, после предварительной дезинтеграции и классификации осуществляют микродезинтеграцию посредством подачи высокоскоростной струи гидросмеси через сопло на плоскую поверхность рассекателя, сопряженную через основание с ребрами жесткости и конусообразным разделителем в устройстве для предварительной дезинтеграции, выполненном с наклонными вертикальными стенками и прямой передней стенкой для отражения потока гидросмеси, а также - с наклонными направляющими для предварительного формирования потока гидросмеси и плавного ввода на установку для обогащения в тонкослойном потоке, выполненную в виде расположенных в два ряда наклонных желобов с секциями гидродинамической активации, установленными на опорных рамах и имеющими дугообразные стенки с двух сторон по ходу продвижения потока гидросмеси для усиления активизации расслоения посредством волнообразного продвижения потока гидросмеси, образованного сужающимися зазорами, причем дно съемных уловителей мелкого золота выполняют по конфигурации днища секций гидродинамической активации, а закругленные стенки выполняют по конфигурации дугообразных стенок указанных секций и снабжают элементами крепления для связи захватов со штангами механизма подъема автоматической системы управления, при этом осуществляют фиксирование накопления тяжелой фракции ценных компонентов на дне съемных уловителей с помощью датчиков автоматической системы управления, установленных на дугообразных стенках наклонных желобов, а с помощью датчиков, закрепленных на штангах механизма подъема автоматической системы управления, осуществляют контроль процесса завершения разгрузки полиминеральных компонентов.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией изображен на чертежах.

На фиг. 1 - общий вид установки для извлечения мелкого и тонкого золота; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, изображено устройство для предварительной дезинтеграции; на фиг. 3 - вид сверху на секцию гидродинамической активации наклонных желобов; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3, изображены съемные уловители мелкого золота с элементами крепления для связи посредством захватов со штангами механизма подъема.

Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией выполняется с помощью установки для обогащения в тонкослойном потоке 1, снабженной съемными уловителями мелкого золота 2 с закругленными стенками 3. Гидродинамическую активацию микродезинтеграции осуществляют в устройстве для предварительной дезинтеграции 4 посредством подачи высокоскоростной струи гидросмеси через сопло 5 на плоскую поверхность рассекателя 6, сопряженную через основание 7 с ребрами жесткости 8 и конусообразным разделителем 9. Устройство для предварительной дезинтеграции 4 выполнено с наклонными вертикальными стенками 10, 11, 12, прямой передней стенкой 13 для отражения потока гидросмеси и - наклонными направляющими 14, 15 для предварительного формирования потока гидросмеси и плавного ввода на установку для обогащения в тонкослойном потоке 1. Установка для обогащения в тонкослойном потоке 1 выполнена в виде расположенных в два ряда наклонных желобов 16, 17 с секциями гидродинамической активации 18, установленными на опорных рамах 19 и имеющими дугообразные стенки 20, 21 с двух сторон 22, 23 по ходу 24 продвижения потока гидросмеси для усиления активизации расслоения посредством волнообразного продвижения потока гидросмеси, образованного сужающимися зазорами 25. Дно 26 съемных уловителей мелкого золота 2 выполняют по конфигурации днища 27 секций гидродинамической активации 18, а закругленные стенки 3 выполняют по конфигурации дугообразных стенок 20,21 и снабжают элементами крепления 28 для связи захватов 29 со штангами 30 механизма подъема 31 автоматической системы управления 32. Дно 26 съемных уловителей мелкого золота 2 может быть выполнено из полиуретана, композитного материала или стеклопластика с элементами шероховатости различной конфигурации в зависимости от крупности частиц ценных компонентов и содержания твердого в гидросмеси. С помощью датчиков 33 автоматической системы управления 32, установленных на дугообразных стенках 20,21 наклонных желобов 16,17, осуществляют фиксирование накопления тяжелой фракции ценных компонентов на дне 26 съемных уловителей мелкого золота 2. Для контроля процесса завершения разгрузки полиминеральных компонентов на штангах 30 механизма подъема 31 автоматической системы управления 32 закреплены датчики 34.

Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией осуществляется следующим образом.

Начальный этап гравитационного извлечения полиминеральных компонентов на установке для обогащения в тонкослойном потоке 1 осуществляют после предварительной дезинтеграции и классификации высокоглинистых песков и интенсивной предварительной микродезинтеграции посредством устройства для предварительной дезинтеграции 4 посредством подачи высокоскоростной струи гидросмеси через сопло 5 на плоскую поверхность рассекателя 6, сопряженную через основание 7 с ребрами жесткости 8 и конусообразным разделителем 9. Происходит мощная турбулизация потока за счет соударения не только с плоской поверхностью рассекателя 6 и ребрами жесткости 8, но и за счет отражения потока гидросмеси от наклонных вертикальных стенок 10, 11, 12 и прямой передней стенки 13. Конусообразный разделитель 9 способствует разделению гидросмеси на два потока по наклонным направляющим 14, 15 секций гидродинамической активации 18, установленным на опорных рамах 19 с дугообразными стенками 20, 21 с двух сторон 22, 23 по ходу 24 продвижения потока гидросмеси. Выделенные полиминеральные мелкие частицы в устройстве для предварительной дезинтеграции 4 начинают осаждение в достаточно ламинарном потоке минеральной гидросмеси при вхождении по широкому пространству дна 26 съемных уловителей мелкого золота 2, выполненного по конфигурации днища 27 и закругленных стенок 3. По ходу 24 продвижения потока гидросмеси происходит усиление активизации расслоения, образованного сужающимся зазором 25 во всех секциях гидродинамической активации 18 наклонных желобов 16, 17. Сужающийся зазор 25 усиливает активизацию расслоения и поддержание кавитаци-онного эффекта за счет эффекта турбулизации и разрушения связей пустой породы с минеральными компонентами посредством волнообразного и стесненного продвижения потока гидросмеси. Затем происходит снова осаждение полиминеральных ценных компонентов. Накопление тяжелой фракции ценных компонентов фиксируется датчиками 33 автоматической системы управления 32. Подается команда на разгрузку и штанги 30 механизма подъема 31 позиционируются над секциями гидродинамической активации 18. Посредством срабатывания захватов 29 с элементами крепления 28 осуществляется перемещение съемных уловителей мелкого золота 2 на разгрузку. После разгрузки датчики 34 подают сигнал на автоматическую систему управления 32 для возврата съемных уловителей мелкого золота 2 посредством штанг 30 в рабочее состояние над секциями гидродинамической активации 18.

Способ обеспечивает повышение технологической и эксплуатационной эффективности извлечения мелких и тонких частиц ценных компонентов в тонкослойных потоках за счет активизации микродезинтеграции гидросмеси.

Источники информации

1. Патент №2354456 RU, МПК В03В 5/70; В03В 5/02. Виброконцентратор. - опубл. 10.05.2009. Бюл. №13.

2. Патент №2634151 RU, МПК В03В 5/70. Способ обогащения высокоглинистых песков россыпей с преимущественно мелким золотом. - опубл. 24.10.2017. Бюл. №30.

3. Патент №2095147 RU, МПК В03В 5/70. Способ обогащения россыпей постоянным разрыхлением концентрата тяжелых минералов и устройство для его осуществления. - опубл. 10.11.1997.

4. Патент №2262385 RU, МПК В03В 5/70; В03С 1/04. Шлюз для осаждения концентратов тяжелых минералов из пульпы и улавливающий коврик для него. - опубл. 20.10.2005. Бюл. №29.

5. Патент №2160164 RU, МПК В03В 5/70. Установка для извлечения мелкого золота. - опубл. 10.12.2000. Бюл. №34.

6. Патент №2601345 RU, МПК В03В 5/70. Способ гравитационного извлечения мелкого и тонкого золота и комплекс для извлечения золота. - опубл. 10.11.2016. Бюл. №31.

Предложенное изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гравитационного извлечения благородных металлов из природных и техногенных руд и высокоглинистых россыпей, содержащих мелкие и тонкие частицы ценных компонентов. Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией включает предварительную дезинтеграцию и классификацию высокоглинистых песков, подачу гидросмеси на установку для обогащения в тонкослойном потоке, улавливание полиминеральных компонентов съемными уловителями мелкого золота с закругленными стенками, накопление тяжелой фракции ценных компонентов и разгрузку полиминеральных компонентов. После предварительной дезинтеграции и классификации осуществляют микродезинтеграцию посредством подачи высокоскоростной струи гидросмеси через сопло на плоскую поверхность рассекателя, сопряженную через основание с ребрами жесткости и конусообразным разделителем в устройстве для предварительной дезинтеграции, выполненном с наклонными вертикальными стенками и прямой передней стенкой для отражения потока гидросмеси, а также с наклонными направляющими для предварительного формирования потока гидросмеси и плавного ввода на установку для обогащения в тонкослойном потоке, выполненную в виде расположенных в два ряда наклонных желобов с секциями гидродинамической активации, установленными на опорных рамах и имеющими дугообразные стенки с двух сторон по ходу продвижения потока гидросмеси для усиления активизации расслоения посредством волнообразного продвижения потока гидросмеси, образованного сужающимися зазорами. Дно съемных уловителей мелкого золота выполняют по конфигурации днища секций гидродинамической активации. Закругленные стенки выполняют по конфигурации дугообразных стенок указанных секций и снабжают элементами крепления для связи захватов со штангами механизма подъема автоматической системы управления. Осуществляют фиксирование накопления тяжелой фракции ценных компонентов на дне съемных уловителей с помощью датчиков автоматической системы управления, установленных на дугообразных стенках наклонных желобов. С помощью датчиков, закрепленных на штангах механизма подъема автоматической системы управления, осуществляют контроль процесса завершения разгрузки полиминеральных компонентов. Технический результат - повышение технологической и эксплуатационной эффективности извлечения мелких и тонких частиц ценных компонентов в тонкослойных потоках за счет активизации микродезинтеграции гидросмеси. 4 ил.

Способ гравитационного извлечения полиминеральных компонентов с гидродинамической активизацией, включающий предварительную дезинтеграцию и классификацию высокоглинистых песков, подачу гидросмеси на установку для обогащения в тонкослойном потоке, улавливание полиминеральных компонентов съемными уловителями мелкого золота с закругленными стенками, накопление тяжелой фракции ценных компонентов и разгрузку полиминеральных компонентов, отличающийся тем, что после предварительной дезинтеграции и классификации осуществляют микродезинтеграцию посредством подачи высокоскоростной струи гидросмеси через сопло на плоскую поверхность рассекателя, сопряженную через основание с ребрами жесткости и конусообразным разделителем в устройстве для предварительной дезинтеграции, выполненном с наклонными вертикальными стенками и прямой передней стенкой для отражения потока гидросмеси, а также с наклонными направляющими для предварительного формирования потока гидросмеси и плавного ввода на установку для обогащения в тонкослойном потоке, выполненную в виде расположенных в два ряда наклонных желобов с секциями гидродинамической активации, установленными на опорных рамах и имеющими дугообразные стенки с двух сторон по ходу продвижения потока гидросмеси для усиления активизации расслоения посредством волнообразного продвижения потока гидросмеси, образованного сужающимися зазорами, причем дно съемных уловителей мелкого золота выполняют по конфигурации днища секций гидродинамической активации, а закругленные стенки выполняют по конфигурации дугообразных стенок указанных секций и снабжают элементами крепления для связи захватов со штангами механизма подъема автоматической системы управления, при этом осуществляют фиксирование накопления тяжелой фракции ценных компонентов на дне съемных уловителей с помощью датчиков автоматической системы управления, установленных на дугообразных стенках наклонных желобов, а с помощью датчиков, закрепленных на штангах механизма подъема автоматической системы управления, осуществляют контроль процесса завершения разгрузки полиминеральных компонентов.