Спосіб добування магнітосприйнятливих мінералів з морського піску та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке магнитовосприимчивых минералов, содержащихся в морских песках. Широко известно, что современные промышленные способы разработки морских месторождений россыпных полезных ископаемых основаны на изъятии и перемещении к обогатительным установкам всей массы рудоносного песка, хотя содержание полезных ископаемых в нем составляет от 5 до 15% от массы. Это экономически нецелесообразно, а, кроме того, приводит к нарушению естественного природного ландшафта и наносит значительный экологический ущерб. В связи с этим, представляет значительный научно-практический интерес концепция создания добычного оборудования, осуществляющего выемку полезных ископаемых из морских песков непосредственно на месте проведения работ с передачей на обогатительную фабрику чернового концентрата для последующи х переделов. Известен способ добычи магнитовосприимчивых минералов (заявка Японии № 50-40082, кл. Ε 21 С 45/00. Способ добычи руды со дна моря), заключающийся в том, что с плавсредства на дно моря опускают петлю троса, на котором закреплены магнитные лепестки, образующие ковши при движении по дну моря. Ковши заполняются донными песками и поднимаются наверх. Недостатком такого способа является его низкая эффективность. Известен также способ (патент ПНР № 121651, кл. В 03 С 1/00. Способ очистки магнитных минералов из морского песка и устройство для его осуществления) добычи, основанный на магнитной сепарации, в соответствии с которым по морскому песку перемещают магнитный сепаратор в виде вра щающегося валка, который, обкатывая слой песка, извлекает (в зоне воздействия магнитов) магнитовосприимчивые компоненты. При видимом преимуществе перед аналогом в плане повышения производительности, он, однако, имеет тот же существенный недостаток - низкую эффективность добычи. Последнее обуславливается тем, что песчаная поверхность - не идеально ровная площадка, а состоит из гребней и впадин, являющихся следствием воздействия моря. В результате этого, при контакте барабана с .зоной гребня из последнего извлекаются магнитовосприимчивые частицы значительно эффективнее, нежели из зоны впадин. Учитывая, что магнитный барабан имеет магнитное поле постоянной интенсивности (в пределах зоны обработки песков), эффективность налипания рудного материала по гребням и впадинам будет разная. Известно устройство (заявка Японии № 50-40082, кл. Ε 21 С 45/00. Способ добычи руды со дна моря), которое реализует способ, описанный в аналоге. Устройство состоит из плавсредства, на котором установлены тяговые барабаны с размещенным на них бесконечным тросом. По всей длине троса закреплены металлические лепестки, выполненные из металла с магнитными свойствами, обеспечивая при волочении по дну моря раскрытие их в виде ковшов, налипание магнитовосприимчивых полезных ископаемых и заполнение ковшов. Для облегчения работы тяговых барабанов по выемке троса на последнем прикреплены поплавки. Явным недостатком такого устройства, как и реализуемого им способа, является низкая эффективность добычи. Известно также устройство для добычи магнитных минералов из морского песка, реализующее способ (патент ПНР № 121651, кл. В 03 С 1/00. Способ очистки магнитных минералов из морского песка и устройство для его осуществления), выполненный в виде вращающегося валка, размещенного на транспортных колесах, согласованных в движении с валком. Внутри валка установлены неподвижные магниты, спереди устройства смонтирован рыхлитель, а сзади -контейнер для сбора минералов. Недостаток этого устройства, как и способа, который оно осуществляет - низкая эффективность добычи вследствие разных условий обработки впадин и гребней, описанных выше. Таким образом, для увеличения добычи необходимо решить основную те хническую задачу - повысить эффективность выемки магнитовосприимчивых фракций из морских песков при постоянной интенсивности магнитного поля, создаваемого неподвижными магнитами. В соответствии с изобретением, эта задача решается тем, что одновременно с передвижением сепаратора производят срезание минералосодержащего слоя песков, формируют из него ковер необходимой высоты, после чего последний направляют в зону воздействия магнитного поля, а после выделения минералов ковер укладывают на обработанную поверхность вслед движению сепаратора. В конструктивном отношении эта задача решается тем, что известное устройство, содержащее вращающийся барабан с неподвижной системой магнитов, установленный на передвижной раме, снабжено режущим ножом со склизом, которые установлены в передней части рамы и шарнирно с ней связаны. Кроме того, устройство снабжено приводным конвейером, смонтированным под барабаном, а также формирователем ковра, размещенным в головной части конвейера. Формирователь ковра в изобретении выполнен в виде бункера с выходной регулируемой щелью, обращенной в сторону конвейера, а вращающийся барабан установлен на раме с возможностью изменения зазора между его наружной поверхностью и полотном конвейера, при этом, на каждом торце барабана размещен зубчатый венец, взаимодействующий с полотном конвейера. Зубчатый венец выполнен секционным с возможностью передвижения секций в радиальном направлении. Снабжение установки режущим ножом позволяет обрабатывать поверхность минералосодержащего песка на всю ширину заходки и на всю эффективную глубин у залегания минералов, а по склизу подавать к формирователю, выходная щель которого по своей длине равна высоте вращающегося барабана. Регулируемая ширина щели формирователя позволяет формировать ковер минералосодержащего песка постоянной высоты и подавать его конвейером под магнитный барабан, что создает одинаковые условия для извлечения магнитовосприимчивых минералов из песков, а следовательно, способствует повышению эффективности добычи. Регулировкой высоты щели формирователя ковра и зазора между наружной поверхностью барабана и полотном конвейера добиваются наиболее эффективного извлечения россыпных минералов, отличающи хся по своим электромагнитным свойствам. Так, при одной и той же интенсивности магнитного поля барабана сильно-магнитные материалы (ильменит магнитный, магнетит, титаномагнетит) можно извлекать из слоя большей толщины, чем слабомагнитные минералы, такие, как монацит, пироксен, турмалин и др. Выполнением зубчатых венцов на торцах барабана добиваются наиболее эффективного согласования скорости вращения барабана и движения полотна конвейера, что имеет место при любом изменении зазора, поскольку венец выполнен секционным, чем изменяется диаметр описанной вокруг з убцов окружности и поддерживается постоянной сила трения зубцов о полотно конвейера для привода вращения барабана. На фиг. 1 дана общая схема устройства; на фиг. 2 - выносной элемент I на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной элемент II на фиг. 1 . Устройство для добычи магнитовосприимчивых минералов из морского песка состоит из рамы 1 с рыхлителем 2, за которым размещен нож 3 для срезания минералосодержащего слоя песков и направления его по склизу 4 в формирователь 5, у которого в нижней части выполнена регулируемая щель 6. Формирователь 5 смонтирован над конвейером 8, причем его верхняя ветвь (полотно) 7 является подвижным днищем формирователя 5. Вращающийся магнитный валок 9 расположен над верхней 7 ветвью конвейера 8, за валком 9 смонтирован контейнер 10 для складирования чернового концентрата, а под конвейером 8, в хвостовой его части - направляющая 11 для сброса хвостов. Гидроцилиндр 12 служит приводом для изменения угла наклона склиза 4. Настройка установки на эффективную добычу осуществляется заслонкой 13 формирователя 5 и изменением положения секторов 14 зубчатого венца. Способ реализуется через работу устройства, которая осуществляется следующим образом. При перемещении рамы 1 осуществляется рыхление песка рыхлителем 2 и срезание ножом 3. За счет напорного усилия рамы 1 песок передвигается по склизу 4 к формирователю ковра 5 с регулируемой щелью 6. Из формирователя 5 песок попадает на полотно 7 конвейера 8 и далее поступает в зону воздействия магнитного поля вращающегося вала 9, где происходит извлечение магнитовосприимчивых минералов, которые поступают в контейнер 10, а песок с конвейера просыпается на направляющую 11 и укладывается вслед движению устройства. Такая работа характерна для устоявшегося режима работы. При необходимости отработки песков с минералами иной удельной магнитной восприимчивости корректируют толщину среза песка путем изменения угла наклона склиза 4 (что может быть осуществлено гидроцилиндром 12), высоту щели 6 заслонкой 13 и зазор А сдвиганием или раздвиганием секторов 14 зубчатого венца 15, кинематика перемещения которых аналогична перемещению кулачков патрона токарного станка. Склиз 4 устроен по типу параллелограм-много механизма, одним концом соединенного со стенкой формирователя 5, а на другом конце укреплен нож 3. Таким образом, технический результат, который может быть достигнут данным изобретением, состоит в следующем. 1. Повышение эффективности добычи за счет более полного извлечения магнитовосприимчивых минералов из слоя песков одинаковой толщины, контактирующего с поверхностью магнитного сепаратора. 2. Возможность использования сепаратора для добычи минералов с различной величиной удельной магнитной восприимчивости за счет изменения толщины среза минералосодержащего слоя и поддержания эффективного значения извлекающей магнитной силы путем изменения зазора между поверхностью магнитного барабана и полотном конвейера. Кроме того, использование изобретения несет и социальный результат: 1. Минимальный экологический ущерб окружающей среды, поскольку пески укладываются в выработанное пространство в месте добычи концентратов. 2. Появляется возможность очистки песков от вредных для человека, флоры и фауны радиоактивных минералов. 3. Возможность вести промышленную добычу в пределах природоохранных и рекреакционных зон, а также улучшить экологические показатели на уже освоенных месторождениях путем замены оборудования и технологии.