Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,431

Основы промывки россыпного золота

Бурдин В.Н. Бурдин Н.В.

Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых в жидкой среде основываются на процессах разделения твёрдых частиц по их удельному весу, форме, размерам под действием силы тяжести, архимедовой силы, силы сопро­тивления, силы трения, центробежных сил и т.д.

В обогатительных аппаратах стеснённое падение частиц происходит в потоке движущейся в определённом направлении жидкости, ограниченной стенками аппарата. Вследствие воздейст­вия турбулентных вихрей, срывающихся со сте­нок, в аппарате происходит перемешивание час­тиц как в продольном, так и в поперечном на­правлениях, аналогичное диффузионному. Как показывают исследования, скорости стеснённого падения однородных частиц могут служить осно­вой для расчёта скоростей падения этих частиц при наличии в пульпе различных по крупности и плотности частиц. Скорость стеснённого падения однородных частиц можно рассматривать как скорость их падения в неподвижной жидкости или как скорость движения жидкости, поддержи­вающей слой частиц, которые находятся относи­тельно наблюдателя в неподвижном состоянии (взвешенный слой). Эксперименты показывают, что при одном и том же объёмном содержании частиц в сосуде, скорости стеснённого падения, определяемые обоими методами, совпадают. В качестве характеристики взвешенного слоя обычно принимают коэффициент разрыхления (пористость) - объёмное содержание жидкой части в слое.

Закономерности равномерного падения изолированного твёрдого тела в неограниченной среде только частично освещают явления, наблюдаемые в процессах обогащения. При массовом движении частиц в обогатительных аппара­тах возникают сложные гидродинамические ус­ловия движения жидкости. Вследствие наличия в аппаратах и машинах турбулентных режимов происходит перемешивание частиц в продольном и поперечном направлениях. При этом каждая частица испытывает влияние других частиц. Зна­ние закономерностей стеснённого движения мас­сы частиц в среде важно при решении многих практических задач в области гравитационного обогащения, гидротранспорта и процессов, протекающих в «кипящем» слое.

В практике обогащения различают стеснённое осаждение частиц в ограниченной среде и псевдоожижение слоя материала, когда при известной скорости восходящего потока слой материала переходит в текучее состояние, т.е. приоб­ретает подвижность.

Известно, что твёрдое тело можно рассматривать как часть жидкости с большей или меньшей вязкостью (Старовойтов, 1999). Извест­но также, что прилагаемое ускорение как бы «укрупняет» зёрна минералов, причём чем они тоньше, тем этот эффект выше (Богданович, 1997). Известно уравнение общего случая для сплошных сред. Это уравнение в любом случае имеет тот же физический смысл: сохранение мо­мента импульса для реальной жидкой среды (Фейнман и др., 1977).

Понятие «частица является частью ветви потока сплошной среды» означает для конкрет­ной частицы то, что чем больше у неё момент импульса и чем она тяжелее, тем она меньше в потоке сплошной среды, и, чем меньше момент импульса и чем она легче, тем она большей круп­ности. Непроницаемая для менее тяжёлых частиц оболочка в виде постели из достаточно тяжёлых частиц возникает из-за того, что достаточная крупность менее тяжёлых частиц в толще ветви потока сплошной среды не позволяет проникнуть через постель из достаточно мелких и достаточно тяжёлых частиц. Предполагается, что при любом повороте оси вращения ветви потока сплошной среды, по закону сохранения момента импульса, частица начинает вращаться то вокруг одной оси, то вокруг другой и, плюс, вокруг собственной оси и имеет в таком независимом закрученном потоке реальной жидкой среды траекторию в виде рас­тянутой пружины. При этом более тяжёлые час­тицы образуют внешний слой ветви потока сплошной среды в виде «вращающегося резино­вого шланга». А недостаточно тяжёлые частицы находятся в толще такой ветви потока сплошной среды по причине разной вязкости оболочек из воды у лёгких и тяжёлых частиц, имеют такую же траекторию движения и выносятся в процессе обогащения на слив по пути наименьшего сопро­тивления.

Применение способа доизвлечения мел­ких тяжёлых минералов и металлов в процессе промывки и грохот-шлюз для его осуществления имеют следующие преимущества: повышение эффективности извлечения мелких частиц ценно­го компонента при высокой производительности процесса промывки с получением концентрата в виде чёрного и серого шлиха. Способ обогащения включает улавливание тяжёлой фракции в отвер­стия грохота для дальнейшей промывки в одина­ковых составных улавливающих частях шлюза; разгон потока пульпы на шлюзе при снижении общей скорости потока при прохождении состав­ных улавливающих частей шлюза; воздействие на разделяемый материал в каждой составной улавливающей части шлюза потоком пульпы с полу­чением взвешенной тяжёлой фракции с равномерно распределённой жидкой и твёрдой фазой по всей улавливающей части шлюза, в каждой составной улавливающей части шлюза, выделе­ние более тяжёлой фракции.

Для реализации принципа ограничения максимальной крупности обогащаемых песков использовалась конструкция плоского специаль­ного грохота, обеспечивающего грохочение ма­териала в водном потоке 6-8 мм и регулируемый вывод подрешётной фракции на обогащение. Верхнее расположение рифлей под листом грохо­та в каждой составной части трафарета улучшает промывистость тяжёлой фракции и поддержание её во взвешенном состоянии за счёт обратного отвода частичек с водой через отверстия наверх грохота на последней по длине части каждой со­ставной части трафарета за счёт перепада скоро­стей потока.

Отверстия листа грохота служат для лучшего расслоения как подрешётного, так и надрешётного потоков пульпы на лёгкую и тяжёлую фракции. Частицы ценного тяжёлого компонента улавливаются в ячейках резиновых ковриков, расположенных под каждой составной частью трафарета.

При проведении промышленных сезон­ных испытаний на полигоне ежесменно фиксиро­вались: извлечение, выход, количество золота. Проводился контроль потока пульпы по скоро­сти, производительности и разжиженности. По­лученные экспериментальные данные наглядно показали прямую зависимость извлечения золота от скорости осаждения при стеснённом падении частиц выраженной формулами:

где   Vкон - конечная скорость стеснённого падения частиц золота,   Vнач - начальная скорость частиц золота в потоке пульпы подаваемой на   шлюз, к - поправочный коэффициент,  Pкон - количество извлечённого золота, Pисх - количество золота в исходной пульпе (рис. 1).

Закономерность стеснённого падения час­тиц золота, связанная с извлечением и содержа­нием его в зависимости от угла наклона шлюза и от крупности ценного компонента, представлена графически на рисунках 1, 2.

Полномасштабное сезонное применение вышеописанной технологии доизвлечения мелко­го золота проводилось на месторождении россыпного золота р. Уургайлыг (Тува), в котором мелкая фракция золота составляла 81 %. Доизвлечено порядка 8 кг золота. Конечным продуктом являются богатые гравитационные концентраты шлюза мелкого наполнения и сокращённый кон­центрат шлюза глубокого наполнения. Съём и доводка концентрата шлюзов глубокого и мелко­го наполнения осуществлялась два раза в сутки с кратковременной остановкой работы промприбора путём сокращения концентратов пробуторкой с последующей загрузкой в специальные контей­неры и обработкой на ШОУ.

В заключении следует отметить, что разработанные способ, устройство и технология дают возможность извлекать мелкое и тонкое золо­то при переработке россыпных и техногенных месторождений золотосодержащего минерально­го сырья. Полученные экспериментальные данные наглядно показали прямую зависимость из­влечения золота от скорости осаждения при стес­нённом падении частиц. Возможность доизвлече­ния ценных тяжёлых компонентов и улучшение технологических параметров на действующих горнообогатительных комбинатах (ГОК) с включением в их схемы компоновки оборудования, реализующего вышеописанные изобретения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Бурдин В.Н., Малишевич Г.И., Бурдин Н.В. Физико-технические основы технологии промыв­ки   золотосодержащих   песков   месторожденияреки Уургайлыг (Тува). /Состояние и освоение природных ресурсов Тувы и сопредельных ре­гионов Центральной Азии. Геоэкология природной среды и общества. / (научные труды ТувИ-КОПР СО РАН), Кызыл, ТувИКОПР СО РАН, 2005. с. 136-141.


Библиографическая ссылка

Бурдин В.Н., Бурдин Н.В. Основы промывки россыпного золота // Международный журнал экспериментального образования. – 2009. – № 3. – С. 38-0;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=26 (дата обращения: 05.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074