Спосіб вилучення важких металів з пульпи, що рухається, і шлюз для збагачення розсипів

Група винаходів стосується способів та пристроїв для вилучення часток, важких металів і мінералів з пульпи, яка рухається. Вони можуть бути використані при наукових, геологорозвідувальних та гірничозбагачувальних роботах, пов'язаних з золотом, платиною та Іншими важкими металами і мінералами, питома вага яких більше 3,0 г/куб.см., а також при вирішенні питань екології, для очистки стоків від шкідливих важких металів, від важких часток радіоактивних сполук і т. п. Відомий спосіб вилучення важких металів з пульпи, що рухається, який включає переміщення пульпи по нахиленому жолобу, який обладнано уловлюючими важкі метали чарункуватими тріпами на дні і трафаретами з рифлями над ними, розпушування середнього шару пульпи при переміщенні її по жолобу шляхом надання цьому шару поперечних коливань від рифлей трафаретів. Відомий шлюз для збагачення розсипів, що включає нахилений жолоб з чарункуватими тріпами на дні і головними трафаретами над ними, які встановлені з можливістю здійснення їх поперечними рифлями зворотно-поступальних поперечних коливань, які обладнані приводом з кривошипно-шатунним механізмом для здійснення цих коливань. Недоліки цього способу та шлюзу полягають у тому, що чарунки завдяки тіксотропним зв'язкам між зернами концентрату через 1-2 години руху по них пульпи заповнюються пісково-глинистим матеріалом, ущільнюються, цементуються, тобто стають твердим субстратом, від поверхні якого важкі метали (мінерали) відскакують і сальтацією зносяться потоком пульпи у хвости збагачення. Поступово цей процес заповнення зайвим уламковим матеріалом і його ущільнення розповсюджується на весь нижній шар пульпи, який спочатку рухався між рифлями трафаретів. Вже через 12-24 години пропуску пульпи по таких шлюзах простір між рифлями трафаретів заповнюється нерухомою зцементованою уламковою масою, від поверхні якої відскакують і зносяться сальтацією у хвости збагачення вже не тільки найдрібніші, але й більш крупні важкі метали і мінерали. Шлюз розпушує тільки середній шар пульпи, в той час як нижній шар і тим більше уловлюючі килими (тріпи) лишаються зацементованими, тобто не в змозі вилучати з пульпи важкі метали і мінерали навіть крупних розмірів. Більш того, існує так зване "плавуче косове золото" (River bar gold), яке взагалі не підпорядковується законам гравітаційної диференціації завдяки своїй плоскій формі (ефект підйомної сили крила літака), що призводить до його зносу в хвости збагачення навіть тоді, коли цементація уловлюючих тріпів ще не почалася. Тобто, відомі спосіб та пристрій для гравітаційного збагачення розсипів не спроможні забезпечити вилучення з пульпи важких часток такої форми (в тому числі дорогоцінних металів). В основу винаходів поставлене завдання удосконалення способу вилучення важких металів з пульпи, що рухається, і шлюза для збагачення розсипів шляхом надання пульпі поздовжніх і вертикальних коливань, а також доцентрового прискорення, що забезпечує збільшення вилучення з пульпи дрібніших, найдрібніших і пластинкуватих часток важких металів, включаючи "плавуче золото", а також різні сполуки дорогоцінних і радіоактивних металів. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі вилучення важких металів з пульпи, що рухається, який включає переміщення пульпи по нахиленому жолобу, який обладнано уловлюючими важкі метали чарункуватими тріпами на дні і трафаретами з рифлями над ними, розпушування середнього шару пульпи при переміщенні її по жолобу шляхом надання цьому шару поперечних коливань від рифлей трафаретів, згідно з винаходом, додатково розпушують нижній шар пульпи шляхом надання йому поздовжніх коливань, причому всім шарам пульпи надають криволінійну звивисту траєкторію руху, близьку до синусоїди, а також розпушують концентрат в чарунках тріпів шляхом надання йому безконтактним способом вертикальних зворотнопоступальних коливань. Збагачення розсипів шляхом запобігання цементації уламкового матеріалу пульпи також і в її нижньому шарі як горизонтальними коливаннями, які розпушують цей матеріал, завдяки чому важкі частки не сальтірують, а утоплюються в чарунки тріпів, тобто вилучаються з пульпи, так і вертикальними коливаннями (вібраціями) концентрату, що осідає в чарунках тріпів, забезпечує те, що важкі метали там надійно консервуються. Надання пульпі доцентрового прискорення посилює ефект вилучення з неї саме найдрібніших і пластинкуватих часток важких металів, включаючи і "плавуче косове золото". Магнітне поле, утворене постійними магнітами, розташованими в тріпах, притягує ферромагнітні мінерали, які завжди присутні в розсипних родовищах (або при їх дефіциті можуть штучно додаватись на тріпи) і створюють рухомі ворсинки, витянуті вгору по магнітних силових лініях. ЦІ ворсинки надійно утримують в чарунках найдрібніші важкі мінерали, не перешкоджуючи процесу розпушення накопиченого там концентрату. Все це дозволить суттєво збільшити вилучення з пульпи (і відповідно з родовищ) головним чином дрібних і найдрібніших гранулометричних фракцій важких мінералів, включаючи різні сполуки дорогоцінних, радіоактивних і деяких Інших металів, які існуючими способами збагачення на прямоточних шлюзах вилучаються незадовільно, або взагалі не вилучаються. Всі ці коливання (вібрації) дозволяють вилучати з пульпи (І, відповідно, з родовищ, або стоків) найдрібніші частки розміром 0,1-0,005 мм важких металів і мінералів, а звивистий синусоїдальний рух пульпи висаджує з неї також і більш крупні, але пластинкуваті "плавучі" частки таких металів і мінералів. Створення в чарунках штучного рухомого ворса, який автоматично виникає з початком руху пульпи по шлюзу і керовано руйнується при сполосках, запобігає випадковому поверненню з чарунків вверх у потік пульпи найдрібніших і пластинкуватих часток важких металів і їх мінералів, тобто консервує їх, що збільшує вилучення цих компонентів з пульпи (родовища). Поставлене завдання вирішується також тим, що у шлюзі для збагачення розсипів, що включає нахилений жолоб з чарункуватими тріпами на дні і головними трафаретами над ними, які встановлені з можливістю здійснення їх поперечними рифлями зворотно-поступальних поперечних коливань, які обладнані приводом з кривошипно-шатунним механізмом для здійснення цих коливань, згідно з винаходом, поперечні рифлі головного трафарету обладнані поздовжніми, вигнутими по синусоїді і встановленими під змінними кутами пластинами, що утворюють пунктирні, близькі до синусоїдальних канали для переміщення по шлюзу середнього шару пульпи, причому під головними трафаретами встановлено трафарети дрібного наповнення, з'єднані з головними трафаретами шарнірними механізмами з можливістю поздовжніх коливань і обладнані поздовжніми синусоїдально зігнутими пластинами, що утворюють звивисті канали для поступового переміщення по шлюзу нижнього шару пульпи з доцентровим прискоренням і які контактують з ребрами чарунків з можливістю ритмічного їх коливання, а в тріпах вмонтовані постійні магніти і безконтактні приймачі хвильових коливань, генератори яких розташовані за межами жолоба. Цей шлюз дозволяє практично реалізувати спосіб вилучення важких металів і їх мінералів з пульпи (родовищ) за допомогою коливань трафаретів і чарунків тріпів, а також завдяки доцентровому прискоренню в пульпі, що рухається, причому найбільш ефективно шлюз вилучає найдрібніші класи і пластинкуваті "плавучі" форми дорогоцінних металів. Все це дозволяє знизити вимоги до промислового вмісту в родовищах цих металів, що відкриває можливість розпочати експлуатацію досить бідних родовищ, які для Існуючих способів і пристроїв збагачення є нерентабельні. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображена схема шлюзу для збагачення розсипів, поздовжній розріз; на фіг.2 - схема чарункуватого тріпу в аксонометрії; на фіг.3 - головний трафарет; на фіг.4 головний та додатковий трафарети з елементами їх з'єднання з кривошипно-шатунним механізмом; на фіг.5 конструкція рифлей головного трафарету; на фіг.6 - конструкція додаткового трафарету; на фіг.7 - деталі з'єднань та поздовжні пластини додаткового трафарету; на фіг.8 - розташування поздовжніх пластин додаткового трафарету. Шлюз включає жолоб 1, еластичний тріп 2, на якому розташовані додаткові трафарети 3, з'єднані шарнірними механізмами з головними трафаретами 4 і кривошипно-шатунним механізмом 5 з двигунами 6, генератори хвильових коливань 7, Що розташовані під дном шлюза 8, верхній чарункуватий шар 9, та нижній 10, в якому вмонтовані безконтактні приймачі хвильових коливань 11, та постійні магніти 12. На фіг.3 зображені поперечні рифлі 13, втулки 14, за допомогою яких вони рухомо з'єднані з рамами трафаретів 15, шарнірні механізми 16, які також рухомо з'єднують їх з додатковими трафаретами 17. На фіг.3 зображено також еластичний тріп 18, днище жолоба 19 і блок генераторів хвильових коливань 20. На фіг,4 зображено поперечний розріз головного 21 і додаткового 22 трафаретів з кривошипно-шатунним механізмом головного шлюза 23, його втулками 24 та шарнірними механізмами з'єднання з додатковими трафаретами 25, а також поздовжні пластини поперечних рифлей 26. На фіг.5 зображені рифлі головних трафаретів в плані 27 та їх поздовжні, вигнуті по синусоїді пластини 28, які утворюють пунктирні, звивисті канали руху середнього шару пульпи 29. На фіг.6 у поздовжньому розрізі додаткового трафарету показані елементи шарнірних з'єднань 30 рами трафарету 31 з головним трафаретом, а також поперечні рифлі додаткового трафарету 32. На фіг.7 в поперечному розрізі додаткового трафарету показані вісі 33 поперечних рифлей 34, поздовжні пластини 35 і елементи шарнірних з'єднань 36. На фіг, 8 в плані показані такі елементи додаткового трафарету: поздовжні синусоїдально вигнуті пластини 37, які утворюють звивисті канали руху нижнього шару пульпи 38, вісі поперечних ріфлей 39, та їх шарніри 40 з'єднання з рамою 41. Спосіб вилучення важких металів з пульпи, яка рухається, при збагаченні розсипів золота і платини реалізується за допомогою шлюза, який працює таким чином, що пульпа поступає в верхню частину жолоба і тече самопливом по ньому, перекриваючи основні трафарети 4, але не затоплюючи кривошипно-шатунний механізм 5 і умовно поділяючись на три шари: верхній, який тече над головними трафаретами, середній рухається між його пластинами і нижній - між поздовжніми вигнутими синусоїдально пластинами додаткового трафарету. Верхній шар з максимальною швидкістю потоку виконує транспортну функцію евакуації уламкового матеріалу у хвости збагачення. В середньому шарі швидкість руху пульпи суттєво зменшується і тому тут між рифлями головного трафарету починає накопичуватись уламковий матеріал, який з часом може ущільнюватися. Але коливання поперечних рифлей головного трафарету 13 забезпечують його розпушення з виштовхуванням легких уламків в верхній транспортуючий шар пульпи. Поздовжні зігнуті синусоїдально пластини рифлей головного трафарету 28, по-перше, додатково дезінтегрують уламковий матеріал, відділяючи важкі метали і їх мінерали від пустої породи, завдяки чому ці метали мають можливість просідати крізь середній шар пульпи до додаткових трафаретів, а пуста порода зноситься транспортуючим потоком з шлюза. По-друге, коливання рифлей 13 не допускають ущільнення цього середнього шару пульпи, завдяки чому процес гравітаційної диференціації тут не гальмується. Доцентрове прискорення в пунктирних каналах 29 головного шлюза, створене вигнутими пластинами рифлей 28, висаджує з потока пульпи найдрібніші частки важких металів та їх крупні, але пластинкуваті форми, які також опускаються крізь розпушений середній шар пульпи до додаткового трафарету 17. Двигун через кривошипно-шатунний механізм коливає поперечні рифлі навколо втулок 15, а завдяки їх шарнірним механізмам 16 поздовжньо осі шлюзу коливає ще й додаткові трафарети 17. Ці коливання розпушують нижній шар пульпи, завдяки чому важкі мінерали, які просіли в цей шар зверху, продовжують просідати вниз в чарунки тріпів 18. Доцентрове прискорення, яке виникає в каналах звивистого руху пульпи 38 між поздовжніми синусоїдально зігнутими пластинами додаткового трафарету 37, посилює вилучення Із цього шару пульпи ще й найдрібніших і більш крупних, але пластинкуватих "плавучих" важких часток, які також просідають у чарунки тріпів. Концентрат важких мінералів і металів, який накопичується таким чином в чарунках тріпів, завдяки дрібним, малоамплітудним вертикальним вібраціям приймачів хвильових коливань 11, а також завдяки колисанням ребер чарунків, що виникають від поздовжніх рухів по них всіх елементів додаткового трафарету, який в даному випадку виконує ще й функцію активатора, розпушується, руйнуються тіксотропні зв'язки між зернами концентрату, що стимулює просідання золота, платини і Інших найважчих часток крізь концентрат до дна чарунків. ФерромагнітнІ мінерали концентрату вишукуються в чарунках у вигляді ворса субвертикально по магнітних силових лініях від дрібних магнітів, запресованих в тріпах 10 під чарункуватим шаром 12. Цей ворс гальмує рух найважчих металів, якщо випадково при порушенні технології збагачення, при перевантаженнях в чарунках виникають направлені вгору тимчасові рухи концентрату. Тобто цей ворс консервує золото, платину і Інші найважчі метали і не дозволяє їм піднятись з чарунків в пульпу, що рухається, яка може знести їх в хвости збагачення. Це стосується головним чином найдрібніших часток дорогоцінних металів, та їх мінералів. Таким чином штучний ворс додатково збільшує ступінь їх вилучення з пульпи. Завдяки тому, що зерна концентрату звичайно мають питому плотність не більше 4,5-5,0 г/куб.см., а благородні метали завжди більше, ніж 14-16 г/куб.см., останні накопичуються на дні чарунків, виштовхуючи угору в потік пульпи інші мінерали концентрату. Тому припинити рух пульпи по шлюзу, що заявляється, теоретично можна до моменту остаточного заповнення чарунків благородними металами до їх країв. В середньому (по вмісту золота) розсипному родовищі це накопичення металу може продовжуватись до декількох тижнів, а в бідних - і декілька місяців. Тому продуктивність праці на шлюзі суттєво збільшується. Сполоск на шлюзах звичайно займає в середньому близько однієї години, тобто час припинення безпосереднього процесу збагачення при щоденних сполосках складає на шлюзах-аналогах 4,16%, а на шлюзі-об'єкті винаходу (при сполосках хоча б через 5 діб) зменшується як мінімум до 0,83%. Продуктивність праці, таким чином, зростає в даному найпесимістичнішому випадку на 3,33%. Відомо, що вилучення найдрібнішого золота звичайними шлюзами не перевищує 2-5% від їх вмісту в родовищі (Кухаренко, 1961). А його вміст становить не менше 0,5% від маси всього золота, досягаючи досить часто 50-70% і навіть більше (Плаксин, 1958). Таким чином запропонований шлюз може збільшити вилучення золота від 0,5 до 70%. Економічний ефект від використання одного такого шлюза може становити в середньому 70-80 тис. доларів США на рік, а при найбільшому вмісті дрібніших класів золота він може досягти 500-600 тис. доларів США за рік. НШИІЗЇііШШйЕі^ШйїЩІ