Спосіб збагачування корисних копалин та пристрій для його реалізації

Винаходи відносяться до галузі збагачування корисних копалин і можуть бути використані на гірничозбагачувальних комбінатах чорної та кольорової металургії. Відомий спосіб магнітного збагачування слабомагнітних руд, що включає подрібнення матеріалу, магнітну сепарацію подрібненого матеріалу на високоградієнтному сепараторі з перечисткою магнітного продукту [Черная металлургия, бюллетень научно-технической информации, 1984, №8, с. 50]. Відомий також найбільш близький за технічною суттю та результатом, що досягається, спосіб збагачування корисних копалин, що включає подрібнення матеріалу, подачу низхідного потоку пульпи на розділення компонентів, що виділяються/ на концентрат та хвости І наступне розвантажування, причому розділення компонентів здійснюють шляхом магнітної сепарації, а виділені хвости знову подають на перечистку для отримання магнітного і немагнітного продуктів, причому хвости, що виділені на останньому етапі сепарації, подають в початковий період перечистки, а хвости, що виділені в попередні етапи - в наступні етапи перечистки. Відомий також найбільш близький за технічною суттю пристрій для збагачування корисних копалин, що містить завантажувальний та розвантажувальний пристрої, корпус, а також магнітний сепаратор, який має магнітну систему з полюсами, багатоярусний ротор і пристрої поділені перегородками та з'єднані з відповідними частинами завантажувального пристрою для здійснення перечисток згідно способу [Патент України № 3099, кл. В 03 С 1/00, опублік. Бюл. № 5-1, 26.12.94]. Прототип способу та пристрою один. Недоліками способу збагачування корисних копалин та пристрою згідно прототипу можна вважати слідуюче: - їх неможливо використовувати для збагачування немагнітних матеріалів, - повністю губляться драгметали, що містяться у руді, - недостатня якість збагачування тому, що частки подрібненого матеріалу не розділені між собою, - недостатня продуктивність збагачування внаслідок необхідності здійснення цілого ряду перечисток, а тому і потреба у складному конструктивному обладнанні. Перераховані недоліки є наслідком того, що пристрій має дуже складну конструкцію з багатьма ярусами І системами для перечистки, що призводить до значного збільшення терміну збагачування, одночасно у пристрої немає можливості розмити частки матеріалу для розділення їх між собою, збільшити до них доступ з урахуванням густини кожного з концентратів, які знаходяться у вихідному матеріалі. В основу винаходів, які мають єдиний винахідницький задум, поставлено задачу такого вдосконалення способу для збагачування корисних копалин та пристрою для його здійснення, при якому за рахунок введення в конструкцію корпуса елементів гравітаційного розділення з урахуванням режиму цього процесу, що заявляється, забезпечується можливість збагачування корисних копалин, що не містять феромагнітний матеріал і одночасно збільшити поверхню стикання окремих часток матеріалу з робочим середовищем, оскільки на них діє висхідний потік під тиском, який забезпечує розділення часток за їх густиною з наступним почерговим виділенням концентратів різної густини, тим більше, що цей процес можливо технологічно сполучити з магнітною сепарацією при збагаченні копалин, які включають феромагнітний матеріал, внаслідок чого розширяються технологічні можливості пристрою з одночасним його спрощенням, збільшується ефективність і покращується якість збагачування, крім того покращується технологічність процесу в цілому. Задачі винаходів вирішуються тим, що у способі збагачування корисних копалин, що включає подрібнення матеріалу, подачу низхідного потоку пульпи на розділення компонентів, що виділяються на концентрат і хвости і наступне розвантажування, згідно винаходу розділення компонентів здійснюють шляхом гравітаційної класифікації одночасно з подачею висхідного потоку, що подають підтиском, величина якого менша ніж тиск потрібний для виведення концентрату з робочої зони і відповідає тиску необхідному для виведення хвостів, при розділенні матеріалів, які містять феромагнітні компоненти, одночасно з гравітаційною класифікацією здійснюють магнітну сепарацію, для більш якісного збагачування отримані після розділення компоненти подають на додаткове аналогічне збагачування, для кращого розмивання часток матеріалу при розділенні висхідний потік утворюють з цілого ряду перетинаючих один одного потоків, крім того у пристрої для збагачування корисних копалин, що містить завантажувальний та розвантажувальний пристрої і корпус, згідно винаходу у днищі корпуса вмонтовані повітряні або рідинні системи подачі робочого середовища під регульованим тиском, а зовні корпус оснащено зливним пристроєм для хвостів, усередині корпуса може бути встановлено магнітний сепаратор, повітряні або рідинні системи можуть являти собою ежектори, з'єднані з трубопроводом для подачі робочого середовища, в нижній частині корпуса на внутрішній боковій поверхні для більш рівномірної подачі висхідного потоку є сенс встановити додаткові ежектори, ще більший ефект буде, коли ежектори встановлено під різними кутами відносно днища корпуса. Внаслідок того, що назустріч низхідному потоку пульпи подають висхідний потік під тиском, величина якого забезпечує викид хвостів за межі корпуса і одночасно не перевищує величину тиску потрібного для виведення концентрату, який довільно опускається на дно корпуса, а при потребі виведення магнітної фракції одночасно є можливість збагачування і таких копалин, забезпечується здійснення універсального процесу збагачування, значно спрощеного і більш ефективного і якісного, ніж за прототипом. Крім того у пристрої передбачено можливість зміни режимів тиску у відповідності із збагаченням конкретних корисних копалин з конкретними властивостями, при цьому найбільший ефект досягається при рівномірній подачі висхідного потоку для більш ефективної взаємодії з пульпою. На фіг. 1 схематично показаний пристрій для збагачування корисних копалин, вид спереду; на фіг. 2 - те ж, вид зверху. Пристрій для збагачування корисних копалин містить завантажувальний пристрій 1 з направляючим елементом 2, розвантажувальний пристрій 3, корпус 4, у днищі якого вмонтовані повітряні або рідинні системи 5, які являють собою ежектори або інші конструктивні засоби, що здатні передавати робоче середовище угору під регульованим тиском назустріч низхідному потоку і з’єднані з трубопроводом 6, вони можуть бути також додатково вмонтовані на нижній боковій внутрішній поверхні корпуса 4, причому для більш рівномірного розподілу висхідного потоку є сенс встановити повітряні або рідинні системи 5 під різними кутами відносно днища корпуса 4. При збагачуванні копалин, які включають феромагнітні речовини, в корпусі 4 вертикально розміщується магнітний сепаратор 7 із скребком 8 для видалення виділеного магнітного матеріалу. А для виведення з робочої зони хвостів, які висхідним потоком викидаються за межі корпуса 4, пристрій оснащено зливним пристроєм 9, наприклад у вигляді зливного патрубка, у який через проріз у бокових стінках корпуса 4 потрапляють виділені хвости. Зливний пристрій 9 можна також виконати у вигляді додаткового корпуса, що з зазором для подачі в нього хвостів встановлено відносно корпуса 4. Конкретний приклад реалізації способу збагачування корисних копалин на дату подачі цієї заявки може бути показано лише за умови використання пристрою, що заявляється, в процесі його роботи. Він здійснюється таким чином. Вихідний матеріал з масовими долями заліза 34,5 %, в тому числі зв'язаного з магнетітом - 28 %, з масовими долями золота 0,5 г/т і германія - 27-50 г/т подрібнюють одним з відомих способів, наприклад дробарками крупного, середнього та дрібного подрібнення до часток розміром, який відповідає мінімальному розміру зерна заліза в руді (що сприяє максимальному виходу концентрату і зниженню попадання заліза в хвости). Подрібнений матеріал у вигляді пульпи через завантажувальний пристрій 1 і направляючий елемент 2 подавали низхідним потоком у корпус 4 на розділення компонентів. При наявності феромагнітного матеріалу (заліза) потік подавався на високоградієнтний магнітний сепаратор 7 і при індукції 1.4 тл виділяли залізо та германій, останній має меншу ніж залізо густину, потім отримані компоненти зчищалися з магнітного сепаратора 7 за допомогою скребка 8, а подрібнений матеріал, що залишився, переміщувався донизу назустріч висхідному потоку рідини чи газу, який подавався через вмонтовані у днищі корпуса 4 рідинні системи 5 у вигляді ежекторів з регульованим тиском. Одночасно з подачею низхідного потоку пульпи під тиском 4 атм (попередньо проводилися розрахунки з урахуванням відомих закономірностей процесу збагачування корисних копалин), внаслідок чого була здійснена гравітаційна класифікація, при цьому хвости були виведені за межі корпуса 4 у зливний пристрій 9, а концентрат золота опустився на дно корпуса 4, звідки за допомогою розвантажувального пристрою 2 виводився з корпуса 4 для додаткової обробки. Було отримано продукти, що містили: залізорудний концентрат заліза - 68%, золота - 0,45 г/т, германію 25-40 г/т. Залізорудний концентрат, що містив германій, було направлено на аналогічне описаному вище додаткове збагачування, при якому германій, оскільки його густина . значно менша, ніж заліза, вилучався з пульпи у зливний пристрій 9, а руда, що містить залізо, яка залишилась, за допомогою скребка 8 магнітного сепаратора 7 подавалась на подальші технологічні операції. Крім цього слід звернути увагу на те, що повторна обробка із здійсненням магнітної сепарації може не проводитись, тоді у зливний пристрій 9 будуть направлятись хвости і германій. Після цього у другому додатковому корпусі аналогічному корпусу 4 за рахунок гравітаційної класифікації опускається германій, а хвости піднімаються угору І скидаються у зливний пристрій 9.