Шлюз для осадження концентратів важких мінералів з пульпи і уловлювальний килимок для нього

1. Шлюз для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, що має. (1) проточний жолоб, у якому щонайменше дно виконане з неферомагнітного матеріалу і який, у робочому положенні, нахилений до горизонталі і підключений верхнім кінцем до джерела пульпи, а нижнім кінцем - до засобу відводу хвостів збагачення у відвал, (2) комірковий уловлювальний килимок, що покладений на дно жолоба і щонайменше під деякими комірками оснащений магнітними вкладишами, (3) комплект кінематично зв'язаних між собою жорстких трафаретів мілкого наповнення, кожний з який підключений до щонайменше одного приводу зворотно-поступального переміщення уздовж бортів жолоба і зазначеного килимка і має: (За) розташовані на одному рівні над уловлювальним килимком щонайменше в два подовжніх ряди хвилясті в плані рифлі І (36) поперечні рифлі, що розташовані в проміжках між рядами хвилястих рифлів і між крайніми рядами таких рифлів і бортами жолоба, (4) засіб збудження вертикальних коливань у потоці пульпи на базі імпульсного генератора змінного струму і соленоїдів, у яких обмотки по живленню підключені до зазначеного генератора, а торці розташовані під тими комірками уловлювального килимка, що оснащені згаданими вкладишами, який відрізняється тим, що (5) півхвильові частини кожної хвилястої рифлі, що послідовно чергуються по напрямку опуклості, з'єднані плоскими вставками, висота яких практично дорівнює висоті півхвильових частин, (6) поперечні рифлі в кожному ряду виконані у вигляді окремих пластин, установлених з можливістю повороту усередині відповідних каналів, (7) через зазначені плоскі вставки на рівні не більше половини їх висоти пропущені стрижні для підвішування зазначених пластин поперечних рифлів, (8) кожний з установлених під комірками уловлювального килимка магнітних вкладишів розміщений під відповідною точкою перетинання геометричної осі одного з зазначених стрижнів з площиною симетрії однієї з зазначених плоских вставок 2. Шлюз за п.1, який відрізняється тим, що зазначені плоскі вставки хвилястих рифлів мають у нижніх частинах виїмки, а зазначені пластини поперечних рифлів також у нижніх частинах мають щонайменше односторонні бічні виступи, які розміщені в зазначених виїмках плоских вставок. 3. Шлюз за п.1 чи за п.2, який відрізняється тим, що він оснащений щонайменше одним магнітним сепаратором, у якому кількість магнітів і їх розташування в плані відповідають кількості і розташуванню магнітних вкладишів під комірками уловлювального килимка і який установлений над щонайменше одним вибраним трафаретом і підключений до приводу зворотно-поступального переміщення щодо цього трафарету. 4. Шлюз за п 3, який відрізняється тим, що магнітний сепаратор виконаний у вигляді короба з неферомагнітного матеріалу і встановленого в ньому на підвісках набору плоских магнітів, що підключені до приводу синхронного зворотнообертального руху відносно дна короба. 5 Шлюз за одним з пп.1-4, який відрізняється тим, що уловлювальний килимок для осадження концентратів важких мінералів з пульпи має: верхній комірковий шар з еластичного матеріалу, у якому кожна комірка обмежена по периметру бортиками і знизу дном, нижній шар з еластичного матеріалу, який щонайменше в робочому положенні зв'язаний з верхнім шаром, і пластинки, що виготовлені з постійних магнітів, міцно з'єднані з нижнім шаром і розташовані щонайменше під деякими комірками верхнього шару, причому у кожній комірці верхнього шару над дном розташований пелюстковий клапан, а між пелюстками клапана і бортиками розміщені приєднані до дна комірок ворсові нитки 6. Шлюз за п 5, який відрізняється тим, що пелюстки кожного клапана у вихідному положенні зімкнуті, ширина b щілини в основі пелюсткового 4710 клапана і ширина В комірки зв'язані співвідношенням b = (0,2-0,33) В, висота h ворсових ниток і висота Н бортиків комірок зв'язані співвідношен ням h = (0,5-2,5) Н, та довжина L і ширина В кожної комірки зв'язані співвідношенням L = (2,5-4,0) В. Корисна модель відноситься до конструкції шлюзів і уловлювальних килимків для осадження з пульпи концентратів таких важких мінералів, у вихідному гранулометричному складі яких переважають тонкодисперсні і/або пластинчасті частинки Ці шлюзи і килимки призначені для пошуків і розвідки природних і техногенних родовищ цінних важких мінералів і оцінки величини придатних для вилучення запасів, а переважно - для їх видобутку зі здрібнених гірських вміщуючих порід і/або ґрунтів при розробці' природних розсипів, хвостів переробки природних розсипів меншдовершеними засобами, здрібнених відвалів деяких гірничих і/або металургійних підприємств і/або золи теплових електростанцій, що працюють на твердому паливі. «концентрат» - такий (звичайно вологий, але не текучий) проміжний продукт, що висаджений з пульпи й істотно збагачений щонайменше одним цінним важким мінералом; «цільовий продукт» виділюваний з концентрату практично чистий цінний важкий мінерал; «канал» - щонайменше частково звивистий простір між двома сусідніми хвилястими рифлями чи між крайніми хвилястими рифлями рухливого трафарету і відповідними бортами проточного жолоба, що є основною корпусною деталлю шлюзу. Загальновідомо: що вихідна концентрація цінних важких мінералів у гірських вміщуючих породах і ґрунтах рідко досягає 1%, а для дорогоцінних самородних металів у розсипах звичайно не перевищує 0,1% по масі і що нерідко Істотна частина цінних важких мінералів вкраплена в дисперговані гірські породи і/або ґрунти у вигляді тонкодисперсних і/або пластинчастих частинок Тому шлюзи і уловлювальні килимки повинні1 забезпечувати якомога більшу частку цільового продукту в концентраті, бути простими у виготовленні й обслуговування і легко замінними, бути придатними як для розвідки, так і для розробки родовищ, забезпечувати безпеку праці, якомога менше забруднення навколишнього природного середовища і якомога нижчі питомі витрати енергії. Ці вимоги важко сумісні. Тому їх удавалося виконати лише по окремості й у деяких неповних комбінаціях. Так, для вилучення дорогоцінних металів з гірських порід і ґрунтів ще з XIX століття (див. "Большой энциклопедический словарь ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ», Москва. научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1998, с.25 і с 591) застосовують, амальгамацію, тобто розчинення металів (переважно золота або платини) ртуттю, відділення амальгами від не розчиненого залишку гірської породи і/або ґрунту фільтруванням і виділення цільового продукту з фільтрату випарюванням ртуті, і ціанування, тобто селективне розчинення (переважно золота або срібла) у слабких водяних розчинах ціанідів лужних металів і наступне висадження цільового продукту. ЦІ процеси енергетичне прийнятні і, незалежно від форми і розмірів частинок, забезпечують практично повне вилучення благородних металів з порід і/або ґрунтів. Однак засоби захисту персоналу і навколишнього середовища від дії таких токсичних матеріалів, як ртуть і ціаніди, дуже складні і дороги. Крім того, зазначені методи й апаратура для їх здійснення непридатні для розвідки родовищ. Тому нині амальгамацію і ціанування звичайно застосовують тільки в заводських умовах для видобування дорогоцінних металів із брухту електронних приладів і для переробки таких концентра Вжиті вище, тут і далі терміни позначають: «шлюз» - щонайменше односекційний пристрій для осадження концентратів важких мінералів, який для регулювання швидкості і напрямку потоку пульпи оснащено щонайменше одним комплектом з во ротно-поступально рухливих трафаретів у вигляді набору подовжніх хвилястих рифлів і поперечних рифлів; «уловлювальний килимок» - така знімна донна частина кожної секції шлюзу, у якій накопичується концентрат важких мінералів; важкі мінерали» - мінерали, густина яких звичайно більш ніж удвічі перевищує густину гірських вміщуючих порід І/або ґрунтів і до яких відносяться самородні метали типу золота, срібла, платини й інші метали платинової' групи, а в деяких випадках - свинець, миш'як і ртуть або "їх природні сполуки; тонкодисперсні частинки важких мінералів» - такі частинки цих мінералів, що мають максимальний розмір в інтервалі від 0,1 до 0,005 мм; «пластинчасті частинки важких мінералів» - такі частинки цих мінералів, у яких товщина істотно менше довжини і ширини; «гірська порода» - такі природні мінерали, як, наприклад кварц, або такі штучні мінералоподібні матеріали типу шлаків, що зберігаються у відвалах, або осадів, що виникли, зокрема, при переробці поліметалевих руд і які містять домішки цінних важких мінералів; «ґрунти» - первинне розсипчасті скупчення мінеральних частинок переважно типу кварцових пісків, що містять домішки цінних важких мінералів; «чорний шліх» - дисперсні частинки гірських порід, що близькі за густиною до цінних важких мінералів, наприклад: частинки природних мінералів типу магнетиту й ільменіту і/або частинки штучних мінералів типу залишків залізного і свинцевого дробу, оплавленої сталі, залізної окалини й інших відходів, що звичайно широко представлені у відвалах металургійних заводів; «пульпа» - штучно приготовлена (звичайно на водяній основі) текуча суспензія, тверда фаза якої містить суміш частинок щонайменше однієї здрібненої гірської породи і/або одного ґрунту і частинок щонайменше одного цінного важкого мінералу; 4710 тів цих металів, які були отримані осадженням з пульпи безпосередньо на родовищах. Концентрати звичайно одержують, використовуючи прискорене - у порівнянні з частинками гірської породи І/або фунту - осадження частинок важких мінералів з пульпи 9 гравітаційному полі Землі і змивання з одержуваних осадів більшої частини інших частинок струмом води або, іноді, іншої рідини (див., наприклад: Шохін В.Н., Лопатин А.Г. «Гравитационные методы обогащения», Москва: НЕДРА, 1993). Пульпа на основі води і виділені з неї концентрати біологічно інертні, а хвости, що надходять у відвали, є механічними сумішами хімічно незмінених частинок гірських порід і/або ґрунтів і невиділених залишків важких мінералів. Тому процеси гравітаційного збагачення практично безпечні і для персоналу копалень, І для природного середовища. Однак гравітаційне збагачення тим менш ефективно, чим менше різниця густини цільового продукту і вміщуючих гірських порід і/або ґрунтів і чим менше по розмірах і ближче за формою до пластинок частинки цінного важкого мінералу. Мало того, навіть при істотній різниці в густині, що характерно, наприклад, для золота і кварцового піску, втрати тонкодисперсних і/або пластинчастих частинок золота в хвостах після відпрацьовування розсипів з застосуванням драг дуже великі. Наприклад, тільки в Амурській області Російської Федерації після вилучення з розсипів приблизно 300 т золота було накопичено більш 109 м 3 хвостів, які, за оцінкою інституту "ИР-ГИРЕДМЕТ", містять більш 600 т невиділеного золота. Інакше кажучи, на місці природних розсипів утворилося велике (по запасах) і практично недоступне (для звичайних засобів видобування) техногенне родовище Такі втрати золота обумовлені тим, що звичайні драги і промивні прилади мають шлюзи переважно мілкого наповнення з монолітними комірковими килимками і жорсткими нерухомими трафаретами (див., наприклад: Кармазин В.И. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых. -М: НАДРА, 1974, с. 115-188). Ці шлюзи і уловлювальні килимки прості по конструкції, зручні у виготовленні і монтажі і надійні в експлуатації. Однак комірки килимків швидко (за 1,5-2 години роботи) забиваються осадом настільки щільно, що навіть дрібні зерна І, тим більше, тонкодисперсні і/або пластинчасті частинки золота в струмі пульпи вільно проскакують над виниклою «постіллю» і зносяться у відвал, а частка цільового продукту в концентраті виявляється істотно нижче можливо'!. Для боротьби з цим небажаним ефектом багато вчених донедавна рекомендували, а старателі практично застосовували найпростіший спосіб1 періодичне припинення подачі пульпи в шлюз, знімання уловлювального килимка і змивання з нього накопиченого концентрату. Природно, що продуктивність шлюзів знижується тим помітніше, чим частіше перерви в роботі, і що простої устаткування нерідко настільки збільшують собівартість цільового продукту, що роблять його видобування нерентабельним навіть 6 у тих країнах, клімат яких допускає цілорічне відпрацьовування розсипів Тому спроби знайти способи і засоби запобігання швидкого і надмірного ущільнення "постелі" у шлюзах не припиняються. Зокрема, було запропоновано розпушувати "постіль" примусовими коливаннями рифлів трафаретів (SU 831180 А1) На жаль, таким шляхом можна суспендувати лише верхній шар уламкового матеріалу, що осаджується в комірках уловлювальних килимків, а осідаючий внизу концентрат залишається практично недоторканим. Спроби суспендувати усю масу концентрату, підключаючи шлюзи в цілому до вібраторів (див. op cit книгу В.Н. Шохина й А.Г Лопатина, с.221 і 228), енергетичне невигідні і сприяють інтенсивному руйнуванню корпусних деталей. Мало того, вібрації всього шлюзу звичайно не забезпечують ефективне розпушення концентрату, що осаджується у глибині комірок уловлювального килимка (особливо тоді, коли попутно з золотом у концентрат переходить чорний шліх). Тому розпушення концентрату, що сприяє відділенню тонкодисперсних і/або пластинчастих частинок цільового продукту від частинок вміщуючих порід і/або ґрунтів, що видаляються в хвости збагачення, повинне бути якомога більш цілеспрямованим. Таке досить цілеспрямоване розпушення концентрату забезпечують шлюз І уловлюва-льний килимок згідно RU 2095147 С1, що найближчі за конструкцією до пропонованих далі шлюзу і килимку. Відомий шлюз (див. фіг.1 і відповідні частини опису) має: (1) проточний жолоб, у якого щонайменше дно виконане з неферомагнітного матеріалу і який, у робочому положенні, нахилений до горизонталі і підключений верхнім кінцем до джерела пульпи, а нижнім кінцем до засобу відводу хвостів збагачення у відвал, (2) комірковий уловлювальний килимок, покладений на дно жолоба і щонайменше під деякими комірками оснащений вкладишами у вигляді пластинок постійних магнітів, (3) комплект кінематичне зв'язаних між собою жорстких трафаретів мілкого наповнення, кожний з яких має розташовані над уловлювальним килимком на одному рівні щонайменше в два подовжніх ряди хвилясті в плані рифлі з плавно сполученими «півхвилями» і підключений до щонайменше одного привода зворотно-поступального переміщення уздовж бортів жолоба і зазначеного килимка, (4) засіб збудження вертикальних коливань у потоці пульпи на базі імпульсного генератора перемінного струму (яким служила звичайна промислова електромережа) і соленоїдів, у яких обмотки по живленню підключені до зазначеного генератора, а торці розташовані під тими комірками уловлювального килимка, що оснащені зазначеними вкладишами. За бажанням, відомий шлюз може бути оснащений: (5) комплектом кінематичне зв'язаних жорстких трафаретів глибокого наповнення у вигляді наборів також хвилястих у плані рифлів, що розташовані або на початку шлюзу над уловлювальним килимком, або над відповідними трафаретами 4710 мілкого наповнення і які підключені до власного механізму зворотно-поступального подовжнього переміщення, і/або (6) поперечними рифлями, що жорстко закріплені в рамах трафаретів і розташовані в проміжках між рядами хвилястих рифлів і між крайніми рядами таких рифлів і бортами жолоба і практично рівні по висоті хвилястим рифлям. Відомий уловлювальний килимок (див. там же фіг.2 і відповідні частини тексту опису) має: верхній комірковий шар з еластичного матеріалу, у якому кожна комірка обмежена по периметру бортиками і дном, нижній (зокрема, що спирається в робочому положенні на дно проточного жолоба) шар, що також виготовлений з еластичного матеріалу і, щонайменше в робочому положенні, зв'язаний з верхнім шаром, і магнітні вкладиші у вигляді пластинок постійних магнітів, що міцно з'єднані з нижнім шаром (зокрема, запресовані в нього) і розташовані щонайменше під деякими комірками верхнього шару. В описаному шлюзі хвилясті рифлі і поперечні рифлі коливних трафаретів і бортики комірок уловлювального килимка гальмують потік пульпи і цілеспрямовано деформують поле швидкостей твердих частинок При цьому частинки «легких» порід і/або ґрунтів віддаляються від кожної опуклості тієї' хвилястий рифлі, яку обгинає частина потоку пульпи в будь-якому каналі, а частинки важких мінералів залишаються поблизу або наближаються до цих опуклостей. Вертикальні коливання частин килимка під імпульсною дією соленоїдів розпушують осідаючий в комірках килимка концентрат, що сприяє багаторазовому перерозподілу твердих частинок у полі швидкостей І збагаченню концентрату цільовим продуктом. На жаль, тривала експлуатація відомого шлюзу показала, що він ефективний лише при сукупності таких умов, як-от: істотна подібність гранулометричного складу вихідної дисперсної маси порід і/або фунтів і цінних важких мінералів, стабільність співвідношення ТУР (тобто «тверда фаза/рідина») у пульпі в кращому інтервалі від 1/10 до 1/7, тому що надлишок рідини в пульпі сприяє зносу «постелі» у відвал І навіть вимиванню осаду з комірок, а надлишок твердої фази утрудняє його розпушення, і практична відсутність домішок типу «чорний шліх». Однак і при такому сприятливому наборі умов в концентрат переходять тільки найбільші тонкодисперсні і/або пластинчасті частинки цінних важких мінералів. Цей небажаний ефект обумовлений тим, що: плавні сполучення між півхвилями хвилястих рифлів не дозволяють (навіть за допомогою поперечних рифлів) короткочасно фіксувати відносно комірок уловлювального килимка той перерозподіл різнорідних по густині частинок, що досягається на кожнім повороті потоку пульпи, а при вертикальних коливаннях практично всієї маси осаду тонкодисперсні І/або пластинчасті частинки цінних важких мінералів тим частіше захоплюються пульпою, що протікає в криволінійних каналах, і уносяться в хвости збагачення, чим товстішою стає «постіль» на відомому уловлювальному килимку, магнітні вкладиші під яким розташовані відносно рифлів випадковим чином. 8 Відповідно, втрати цільового продукту зменшуються лише на початковому етапі заповнення комірок уловлювального килимка концентратом. Короткий виклад суті корисної моделі В основу корисної моделі покладена задача зміною форми і взаєморозташування засобів гальмування потоку пульпи і розпушування осаду вертикальними поштовхами створити такі шлюз і уловлювальний килимок, що істотно зменшували б унесення у відвал тонкодисперсних і/або пластинчастих частинок цінних важких мінералів і тим самим підвищували б ступінь концентрування й ефективність видобування цільового продукту. Поставлена задача в основній частині вирішена тим, що в шлюзі для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, що має: (1) проточний жолоб, у якому щонайменше дно виконане з неферомагнітного матеріалу і який, у робочому положенні, нахилений до горизонталі і підключений верхнім кінцем до джерела пульпи, а нижнім кінцем - до засобу відводу хвостів збагачення у відвап, (2) комірковий уловлювальний килимок, що покладений на дно жолоба і щонайменше під деякими комірками оснащений магнітними вкладишами, (3) комплект кінематичне зв'язаних між собою жорстких трафаретів мілкого наповнення, кожний з яких підключений до щонайменше одного приводу зворотно-поступального переміщення уздовж бортів жолоба І зазначеного килимка І має' (За) розташовані на одному рівні над уловлювальним килимком щонайменше в два подовжніх ряди хвилясті в плані рифлі і (36) поперечні рифлі, що розташовані в проміжках між рядами хвилястих рифлів і між крайніми рядами таких рифлів і бортами жолоба, (4) засіб збудження вертикальних коливань у потоці пульпи на базі імпульсного генератора змінного струму і соленоїдів, у яких обмотки по живленню підключені до зазначеного генератора, а торці розташовані під тими комірками уловлювального килимка, що оснащені згаданими вкладишами, згідно з корисною моделлю (5) півхвильові частини кожної хвилястої рифлі, які послідовно чергуються по напрямку опуклості, з'єднані плоскими вставками, висота яких практично дорівнює висоті півхвильових частин, (6) поперечні рифлі в кожнім ряді виконані у вигляді окремих пластин, установлених з можливістю повороту усередині відповідних каналів, (7) через зазначені плоскі вставки на рівні не більше половини їх висоти пропущені стрижні для підвішування зазначених пластин поперечних рифлів і (8) кожний із установлених під комірками уловлювального килимка магнітних вкладишів розміщений під ВІДПОВІДНОЮ точкою перетинання геометричної осі одного з зазначених стрижнів з площиною симетрії однієї з зазначених плоских вставок Такі форми і взаєморозташування хвилястих і поперечних рифлів і пластинок постійних магнітів під комірками уловлювального килимка дозволяють: по-перше, поблизу кожної плоскої вставки між "півхвилями" ХВИЛЯСТИХ рифлів: 4710 - короткочасно переривати перерозподіл «легких» частинок породи і/або ґрунту і частинок важких мінералів у горизонтальному полі швидкостей при русі пульпи навколо кожної чергової півхвилі хвилястої' рифлі, - сприяти, за час такого переривання перерозподілу зазначених частинок по вертикалі, тобто осіданню важких І «спливанню» легких частинок, і по-друге, вертикальними коливаннями осаду і пульпи в об'ємі, що знаходиться над відповідним магнітним вкладишем, - ефективно струшувати практично всю масу концентрату в комірках, суспендуючи переважно «легкі» частинки породи і/або ґрунту і перекидаючи помітну частину з них через верхній зріз поперечних рифлів для унесення по потоку у відвал. Одночасне протікання цих процесів над відповідними комірками уловлювального килимка полегшує відсадження в концентрат навіть найдрібніших тонкодисперсних І/або пластинчастих частинок цінного важкого мінералу. Тому до кінця кожного чергового циклу роботи шлюзу частка цільового продукту в концентраті й ефективність його видобування Істотно зростають Зазначені переваги виявляються навіть при істотних розходженнях гранулометричного складу вихідної дисперсної маси порід і/або ґрунтів і цінних важких мінералів, на тлі помітної домішки чорного шліху у твердій фазі вихідної пульпи й у більш широкому, ніж зазначене вище, діапазоні співвідношень Т/Р. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що зазначені плоскі вставки хвилястих рифлів мають у нижніх частинах виїмки, а зазначені пластини поперечних рифлів також у нижніх частинах мають щонайменше односторонні бічні виступи, що розміщені в зазначених виїмках плоских вставок. Це дозволяє обмежити повороти частин поперечних рифлів під напором потоку пульпи і сумарну швидкість зносу твердих частинок у відвал, що особливо важливо при кожному черговому запуску процесу. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що шлюз оснащений щонайменше одним магнітним сепаратором, у якому кількість магнітів і їх розташування в плані відповідають кількості і розташуванню магнітних вкладишів під комірками уловлювального килимка і який установлений над щонайменше одним обраним трафаретом і підключений до привода зворотно-поступального переміщення відносно цього трафарету Такий сепаратор дозволяє тимчасово уловлювати феромагнітні частинки чорного шліху при вертикальних коливаннях пульпи і, тим самим, перешкоджає їх осадженню разом з частинками цільового продукту в комірках уловлювального килимка. Третя додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що магнітний сепаратор виконаний у вигляді короба з не феромагнітного матеріалу і встановленого в ньому на підвісках набору плоских магнітів, що підключені до привода синхронного зворотнообертального руху відносно дна короба. Ця форма виконання магнітного сепаратора дозволяє найбільш ефективно тимчасово виділяти феромагнітні частинки чорного шліху в моменти локальних сплесків коливної пульпи і віддавати їх у потік над 10 поперечними рифлями трафаретів у моменти локального зниження рівня пульпи Фахівцям зрозуміло, що приведені нижче приклади здійснення винахідницького задуму (особливо в частині конструкції приводів, засобів синхронізації їх роботи, вибору кількості магнітних сепараторів і конкретних конструкцій уловлювальних килимків) ніяким чином не обмежують обсяг прав, заданих формулою корисної моделі. Поставлена задача вирішена також тим, що в уловлювальному килимку для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, що має: верхній комірковий шар з еластичного матеріалу, у якому кожна комірка обмежена по периметру бортиками і знизу дном, нижній шар з еластичного матеріалу, який щонайменше в робочому положенні зв'язаний з верхнім шаром, і пластинки, які виготовлені з постійних магнітів, міцно з'єднані з нижнім шаром і розташовані щонайменше під деякими комірками верхнього шару, згідно з корисною моделлю у кожній комірці верхнього шару над дном розташований пелюстковий клапан, а між пелюстками клапана і бортиками розміщені приєднані до дна комірок ворсові нитки. В комірках такого уловлювального килимка під час кожного вертикального поштовху, створюваного магнітними вкладишами при спрацьовуванні соленоїдів, пелюстки клапанів відкриваються і штовхають осад нагору, викликаючи в рідкому середовищі мікровихри. При цьому, відносно легкі частинки породи або ґрунту, що потрапили в концентрат, частіше проскакують повз ворсові нитки І викидаються в потік пульпи, ніж тонкодисперсні і, тим більше, пластинчасті частинки важких мінералів, що знову втягуються в комірки внаслідок згинання ворсових ниток униз при зворотному русі пелюстків клапанів. Це зменшує знос частинок важких мінералів з комірок у відвал і підвищує ступінь концентрування цільового продукту й ефективність його видобування Перша додаткова відмінність полягає в тому, що ширина Ь щілини в основі пелюсткового клапана і ширина В комірки зв'язані співвідношенням b = (0,2-0,33)-В. Тим самим забезпечується оптимальне перемішування концентрату, що осідає в комірках. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що висота h ворсових ниток і висота Н бортиків комірок зв'язані співвідношенням h = (0,5-2,5)-Н. Це сприяє ефективному осадженню пластинчастих частинок таких важких мінералів, як золото, платина і срібло, і тонкодисперсних крапель рідкої ртуті. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що пелюстки кожного клапана у вихідному положенні зімкнуті. Це перешкоджає проникненню осаду в підпелюстковий простір клапанів, що особливо важливо в початковий період осадження концентрату. Четверта додаткова відмінність полягає в тому, що довжина L і ширина В кожної комірки зв'язані співвідношенням L = (2,5-4,0)-В. Це додатково сприяє зносу у відвал відносно легких частинок породи або ґрунту і збільшенню частки цільового продукту в концентраті. Зрозуміло, що при виборі конкретних стввід 4710 12 11 ношень зазначених розмірів І форм виконання дрів) І плоских вставок 8 між кожною суміжною пелюсткових клапанів можливі довільні комбінації парою таких «півхвиль» 7, і, зазначених додаткових відмінностей з основним по-друге, щонайменше два набори поперечних винахідницьким задумом і що описані нижче кращі рифлів 9 у вигляді пластин, що по окремості підвіприклади його втілення ніяким чином не обмежушені на стрижнях 10 з можливістю повороту усеють обсяг корисною моделлю. редині каналів між рядами хвилястих рифлів 7,8 І між крайніми рядами таких рифлів 7,8 і бортами 2 Короткий опис креслень жолобу 1. Далі суть корисною моделлю пояснюється докладним описом конструкції' і роботи пропонованих Стрижні 10 пропущені через плоскі вставки 8 шлюзу і уловлювального килимка з посиланнями звичайно на рівні не більш половини їх висоти, а на додані креслення, де зображені на: кожний з установлених під комірками килимка 4 магнітних вкладишів 5 розміщений під ВІДПОВІДНОЮ фіг. 1 - схема взаєморозташування в плані деточкою перетинання геометричної осі одного зі талей трафаретів і магнітних вкладишів під комірстрижнів 10 з площиною симетрії однієї з плоских ками уловлювального килимка (з обривом по торвставок 8. цях і з боку одного з бортів жолоба); фіг. 2 - схема підвіски пластин поперечних Бажано, щоб пластини поперечних рифлів 9 у рифлів на стрижнях (аксонометрична проекція); нижніх частинах мали щонайменше односторонні бічні виступи 11 (див фіг.2), а плоскі вставки 8 фіг. З - схема розташування пластин поперехвилястих рифлів також у нижніх частинах мали чних рифлів щодо хвилястих рифлів (вид збоку); виїмки 12 для розміщення в них зазначених вистуфіг. 4 - секція шлюзу, оснащена магнітним сепів 11 і обмеження поворотів пластин 9 (див. паратором (вид збоку при умовно знятому борті); фіг.З). фіг. 5 - уловлювальний килимок (поперечний розріз); Кожен шлюз згідно з корисною моделлю має засіб порушення вертикальних коливань у потоці фіг. 6 - загальна схема розподілу твердих часпульпи на базі не показаного особливо придатного тинок різної' густини в поле швидкостей усередині імпульсного генератора перемінного струму і сокриволінійної частини каналу (аксонометрична леноїдів 13 (див. фіг.4) Обмотки соленоїдів 13 по проекція); живленню підключені до згаданого генератора, а фіг. 7 - схема короткочасного переривання петорці розташовані під тими комірками уловлюварерозподілу твердих частинок різної густини в польного килимка 4, що оснащені магнітними вклале швидкостей поблизу плоских вставок у хвилясті дишами 5. рифлі і пластин поперечних рифлів (вид у плані). Найкращі втілення винахідницького задуму Бажано, щоб шлюз був оснащений щонаймеОсновою найпростішого шлюзу згідно з кориснше одним магнітним сепаратором для уловлюною моделлю (див. фіг. 1) є проточний жолоб 1. Він вання з потоку пульпи феромагнітних частинок і має бічні борти 2 і виготовлене з не феромагнітнозниження імовірності їх вилучення в концентрат. го матеріалу дно З Доцільно, щоб такий сепаратор (див. фіг.4) мав: непроникний для пульпи короб 14 з не феромагніУ робочому положенні жолоб 1 нахилений до тного матеріалу, що встановлений усередині жогоризонталі (звичайно під кутом від 6° до 11") і лоба 1 над щонайменше одним обраним трафарепідключений верхнім кінцем - до джерела пульпи, том (а переважно - над усіма трафаретами) 6 а нижнім кінцем - до засобу відводу хвостів збагамілкого наповнення, не показаний особливо й чення у відвал. умовно позначений лише протилежно спрямоваНа дно 3 жолобу 1 покладений комірковий ними стрілками привод зворотно-поступального уловлювальний килимок 4 (який на фіг.1 умовно переміщення цього короба 14, що здатний працюпоказаний лише фрагментарно у вигляді сітки лівати, як правило, у протифазному режимі з привоній, що перетинаються). Щонайменше під деякими дом трафаретів 6, і набір плоских магнітів 15, що комірками килимок 4 оснащений магнітними вклавстановлені усередині короба 14 на одному рівні дишами 5 у вигляді пластинок постійних магнітів на шарнірних підвісках 16 з можливістю синхро(контури яких на фіг.1 умовно показані штриховинного зворотно-обертального руху щодо дна цього ми лініями). короба 14, наприклад, від приводного штовхальНад килимком 4 розташований комплект кіненика 17. матичне зв'язаних жорстких трафаретів 6 мілкого наповнення (які сукупно позначені виносною лінією Кількість магнітів 15 і їх розташування в плані зі стрілкою). Трафарети 6 звичайно виготовлені з відповідають кількості і розташуванню магнітних не феромагнітного матеріалу і підключені до щовкладишів 5 під комірками уловлю вального найменше одного (умовно позначеного на фіг. 1 килимка 4. парою протилежно спрямованих стрілок) придатШлюз може бути використаний для видобутку ного приводу зворотно-поступального переміщенцінних важких мінералів і розвідки родовищ з коміня уздовж бортів 2 жолобу 1 і килимка 4. Кожен рковим уловлювальним килимком 4, істотними трафарет 6 має: ознаками якого служать тільки згадані вище магнітні вкладиші 5, закріплені (наприклад, у шаховому по-перше, щонайменше два ряди хвилястих у чи іншому придатному порядку) під щонайменше плані рифлів, що розташовані на одному рівні над деякими комірками. Однак і для видобутку і, особкилимком 4 уздовж бортів 2 жолоби 1 і кожна з ливо, для розвідки родовищ з високою точністю яких складається з практично однакових по висоті оцінки придатних до вилучення запасів цінних вапівхвильових частин 7, які послідовно чергуються жких мінералів бажано застосовувати килимок 4 по напрямку опуклості (й які, для простоти виготозгідно з корисною моделлю. Такий килимок 4 має влення, звичайно мають форму кругових ПІВЦИЛІН 13 4710 14 (див. фіг.5): такими рифлями і бічними бортами 2 приводить до гальмування пульпи і перерозподілу «легких» часнижній (опорний) шар 18, який виготовлено з тинок порід і/або ґрунтів і «важких» частинок ціеластичного матеріалу, верхній комірковий шар льового продукту в поле швидкостей усередині 19, який також виготовлено з еластичного матерікриволінійних ділянок каналів. алу і щонайменше в робочому положенні зв'язаний з нижнім шаром 18 і в якому кожна комірка 20 Це показано на фіг.6, де «важким» і «легким» обмежена по периметру бортиками 21 І знизу дном частинкам відповідають темні і світлі кружечки, а 22, вже згадані магнітні вкладиші 5, які виготовлені проміжні по масі частинки позначені наполовину 3 пластинок постійних магнітів, міцно з'єднані з темними кружечками. На цій фіг.6 добре видно, що нижнім шаром 18 і розташовані щонайменше під «важкі» частинки (під дією результуючої сили F як деякими комірками 20 верхнього шару 19, пелюствекторної суми сили земного тяжіння Fii доценткові клапани 23, що розташовані над дном 22 кожрової сили F2) прагнуть до осідання поблизу повеної комірки 20, і ворсові нитки 24, які приєднані до рхні з мінімальним радіусом, а «легкі» частинки дна 22 кожної комірки 20 і розміщені між пелюствідкидаються до поверхні з максимальним ками клапанів 23 і бортиками 21 комірок 20. радіусом. Бажано, щоб' ширина b щілини в основі кожноЦьому перерозподілу твердих частинок у каго пелюсткового клапана 23 і ширина В комірки 20 налах додатково сприяє зворотно-поступальне були зв'язані співвідношенням b = (0,2-0,33) В, переміщення трафаретів 6. висота h ворсових ниток 24 і висота Н бортиків 21 Істотні особливості роботи шлюзу полягають у для всіх комірок 20 були зв'язані співвідношенням наступному (див фіг.7): перерозподіл твердих h = (0,5-2,5) Н, пелюстки кожного клапана 23 у вичастинок у потоці пульпи в каналах короткочасно хідному положенні були зімкнуті, довжина L і шипереривається поблизу бічної поверхні кожної рина В кожної комірки 20 були зв'язані співвідноплоскої вставки 8 між півхвильовими частинами 7 шенням L = (2,5-4,0) В, а ширина магнітних кожної хвилястої рифлі, зіткнення потоку пульпи з вкладишів 5 була не менш ширини b щілини пелюпідвішеними на стрижнях 10 пластинами попересткового клапана 23, переважно дорівнювала цій чних рифлів 9 сприяє переміщенню твердих часширині 6, але не перевищувала ширину В тинок у позначені чорним кольором на фіг.7 зони, комірки 20. під якими розташовані комірки 20 уловлювального килимка 4 і магнітні вкладиші 5 (ці зони обмежені Конкретні лінійні розміри комірок 20 і інших чакінцевими по потоку частинами «півхвиль» 7, пристин уловлювального килимка 4 вибирають відоблизно половиною кожної плоскої вставки 8 і відмим для фахівців образом з урахуванням складу повідною поперечною рифлею 9), вертикальні попорід і/або ґрунтів, що вміщують важкі мінерали, і штовхи, що діють на комірковий шар 19 гранулометричного складу цільового продуктууловлювального килимка 4 при коливаннях магнітЗвичайно розмір комірок 20 у світлі складає від 5 них вкладишів 5 під дією соленоїдів 13, ефективно мм до 10 мм по ширині і від 10 мм до 25 мм по струшують практично всю масу осідаючого в комідовжині, товщина дна 22 може досягати 1,5-2,0 рках 20 концентрату. мм, а висота бортиків 21 не перевищує 10 мм. Зрозуміло, що ці величини служать лише для оріУ підсумку полегшуються спливання «легких» єнтування і ніяким чином не обмежують можливочастинок порід і/або ґрунтів і їх унесення у відвал сті вибору конкретних розмірів деталей килимка 4. через верхній зріз поперечних рифлів 9 і зісковзування «важких» частинок (включаючи навіть тонВарто мати на увазі, що виготовлення килимка кодисперсні і/або пластинчасті частинки цінного 4 як цілісного виробу бажано з погляду стабільноважкого мінералу) по поверхні поперечних рифлів сті розташування магнітних вкладишів 5 під щіли9 в комірки 20 уловлювального килимка 4 і одернами в основах пелюсткових клапанів 23. Однак жання концентрату нижній шар 18 зношується значно повільніше, ніж верхній комірковий шар 19. Тому на практиці доціОбмеження кута повороту пластин поперечних льно виготовляти шари 18 і 19 роздільно. рифлів 9 краями виїмок 12 у плоских вставках 8 Видобування І розвідку родовищ важких мінехвилястих рифлів знижує імовірність проскакуванралів з застосуванням корисною моделлю ведуть ня «важких» частинок у зазорі (див. фіг 4) між у такий спосіб. трафаретами б І бортиками 21 комірок 20 уловлюПроточний жолоб 1 встановлюють у робоче вального килимка 4. Це особливо важливо при положення під кутом 6-11° до горизонталі. На його кожному черговому запуску процесу. дно 2 укладають уловлювальний килимок 4 так, Найефективніше уловлювання тонкодисперсщоб магнітні вкладиші 5 були розташовані практиних І/або пластинчастих частинок цінних важких чно точно під комірками 20 (а у випадку застосумінералів зі збільшенням частки цільового продуквання килимка 4 згідно з корисною моделлю - під ту в концентраті досягається при використанні щілинами в основах пелюсткових клапанів 23 в уловлювального килимка 4 з пелюстковими клапакомірках 20). нами 23 (див. фіг 5) Потім включають привод зворотноДійсно, при кожному вертикальному поштовху, поступального переміщення трафаретів 6 і почистворюваному магнітними вкладишами 5 при нають подачу пульпи. Соленоїди 13 можуть бути спрацьовуванні соленоїдів 13, пелюстки клапанів підключені до імпульсного джерела живлення з 23 відкриваються і штовхають осад нагору, виклидеякою затримкою, але звичайно не пізніше появи каючи в рідкому середовищі мікровихрі. Ці мікропульпи на виході з жолоба 1. вихрі суспендують насамперед відносно легкі частинки порід і/або ґрунтів, які встигли потрапили в Протікання по звивистих каналах між поступаконцентрат, внаслідок чого вони проскакують повз льно рухаються хвилястими рифлями 7,8 і між 15 4710 16 ворсові нитки 24 і викидаються в потік пульпи, а влювального килимка 4, концентрат загальновідотонкодисперсні і, тим більше, пластинчасті частинмим способом видаляють з комірок 20 і ки важких мінералів звичайно знову втягуються в упаковують у не показаний тут контейнер для збекомірки 20 унаслідок згинання ворсових ниток 24 реження і перевезення на підприємство по вилууниз при змиканні пелюстків клапанів 23. ченню цільового продукту. Цей позитивний ефект найнаочніше виявляПотім процес повторюють, як описано вище ється при видобутку золота з техногенних розсипів Промислова придатність і при демеркуризаціі, оскільки при осіданні між Шлюзи і уловлювальні килимки згідно з корисбортиками 21 комірок 20 і похилими поверхнями ною моделлю легко виготовляти промисловим пелюстків клапанів 23 частинки золота утворюють шляхом на існуючих машинобудівних заводах і щільну масу, що защемляється в зазначеному заводах по випуску гумовотехнічних виробів Далі зазорі при розкритті пелюстків, а мікрочастинки шлюзи можуть бути, переважно використані як рідкої ртуті зливаються у великі слабко рухливі останні в технологічному ланцюжку апарати: на краплі. драгах або Інших пристроях для гідравлічного відпрацьовування як природних, так і техногенних Якщо пульпа містить значну домішку чорного розсипів благородних металів з перевагою дрібних шліху, що складає з феромагнітних частинок, гранулометричних класів (дрібніше 0,15 мм), і на шлюз експлуатують, застосовуючи магнітний севиході хвостів зі шліхозбагачувальних установок і паратор, який встановлюють над трафаретами 6 фабрик. (див. фіг,4). Звороти о-поступальне переміщення короба 14 Крім того, шлюзи з уловлювальними килимкаштовхальником 17 (як правило, протифазно такоми згідно з корисною моделлю придатні: для очиму ж переміщенню трафаретів 6) і повороти плосщення промислових відходів, що містять тонкодиких магнітів 15 між положеннями «паралельно» і сперсні частинки ртуті, свинцю, миш'яку й інших «перпендикулярно» дну короба 14 забезпечують, важких металів, для виділення непромислових «вихоплювання» феромагнітних частинок з потоку домішок золота І платини при гідравлічному видопульпи в канапах у моменти локальних сплесків бутку сипучих будівельних матеріалів типу піску, пульпи при поштовхах комірок 20 магнітними для побіжного витягу благородних металів (навіть вкладишами 5 і скидання цих частинок у потік при непромисловому вмісті) з донних осадів під пульпи в інші моменти роботи шлюзу (звичайно з час поглиблення фарватерів рік і морських шельвіднесенням у відвалповерх поперечних фів і для геологорозвідувальних робіт і наукових рифлів 9). досліджень ґрунтів, кор вивітрювання, процесів гіпергенного рудоутворення й осадонакопичення в Після заповнення комірок 20 подачу пульпи в цілому. шлюз припиняють, витягають із проточного жолоба 1 щонайменше верхній комірковий шар 19 уло 40 17 Комп'ютерна верстка М Клюкін 4710 Підписне 18 Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601