ПРОМЫВОЧНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛОНОСНЫХ ПЕСКОВ
WASHING AND CLEANING DEVICE FOR METALLIFEROUS SAND PROCESSING

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к аппаратам для извлечения благородных металлов из россыпей с попутной отмывкой глинистых материалов от продуктов переработки, и может быть использовано для извлечения иных тяжелых ценных минералов.
Известен промывочно-обогатительный прибор для глинистых металлоносных песков [Ястребов К.Л. RU 2198032 МПК-9 В03В 5/00, 7/00, опубликовано 10.02.2003. Бюл.№4 (72)].
Признаками известного аналога, совпадающими с заявляемым устройством, являются: блок подготовки и транспортирования размытых металлоносных песков, блок улавливания крупного и среднего по крупности золота в виде шлюза глубокого наполнения и колосниковый шлюз-грохот.
К недостаткам этого прибора относится низкая эффективность работы шлюз-грохота, водяная подушка, созданная малой толщиной поддона, как показала практика, не обеспечивает требуемую вибрацию потока и выделение из потока глинистой фракции, в результате недостаточна степень сегрегации твердых частиц по плотности, эффект попутного обогащения весьма низок, хотя транспортирующая сила потока для продвижения крупной фракции твердого достаточна; отсутствие отмывки твердой фракции от глинистого материала, переводящего водную среду в ранг тяжелой жидкости, что снижает эффект попутного при транспортировке обогащения и сегрегации взвеси по плотности. При этом наблюдается нежелательная забивка отверстий решета шлюз-грохота и ощущается недостаточная живая площадь отверстий решета, а следовательно, мала ее пропускная способность. Отсюда наблюдаемый достаточно повышенный снос и смыв дисперсного ценного компонента в отвальный продукт (хвосты).
Причиной недостаточной эффективности работы промприбора также является отсутствие слоистого псевдоламинарного режима движения взвесенесущего потока при больших скоростях, что вызывает потери зерен ценного компонента, обусловленного турбулентностью потока.
За прототип принят промывочный прибор ПГНВК /Промывочный прибор ПГНВК [патент RU 2080933, МПК-9 В03В 5/00, 7/00, опубликовано 10.06.97. Бюлл. №16, авторы Раздолькин В.Н., Ястребов К.Л., Прокопьев С.А.], включающий блок подготовки и транспортирования песков, блок улавливания крупного золота и самородков, блок улавливания мелкого и тонкого золота и блок улавливания ценного компонента из надрешетного продукта. При этом блок подготовки и транспортирования песков содержит загрузочный бункер, гидровашгерд, гидроэлеватор с пульповодом; блок улавливания крупного золота включает в себя шлюз глубокого наполнения. Блок улавливания мелкого и тонкого золота включает грохот с поддонном, V-образный шлюз для обогащения россыпей, гравитационный центробежный аппарат, например, винтовой сепаратор, концентрационный стол. Блок улавливания ценного компонента выполнен в виде желоба с V-образным днищем, в конце осевой части которого выполнена расширяющаяся щель для вывода концентрата.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: последовательно установленные блок подготовки и транспортирования песков, состоящий из загрузочного бункера, гидровашгерда, гидроэлеватора с пульповодом, блока улавливания крупного золота в виде шлюза глубокого наполнения, блока улавливания мелкого золота в виде, по крайней мере, двух неподвижных последовательно установленных шлюз-грохотов с установленными под ними гладкими шлюзами с V-образными днищами и блок обогащения.
Наглядное представление о недостатках прототипа можно сделать исходя из его работы.
Промывочный прибор ПГНВК работает следующим образом. Обогащаемые пески, подаваемые бульдозером в блок подготовки и транспортирования песков к приемной решетке загрузочного бункера, разделяют струей гидромонитора на решетке на надрешетную фракцию (валунно-галечный продукт крупностью более 80-50 мм), удаляемую через гидровашгерд в отвал, и на подрешетную пульпу, содержащую золото. Пульпа поступает в зумпф загрузочного бункера и за счет разряжения, создаваемого гидроэлеватором, засасывается в приемную камеру и поднимается по пульповоду в блок улавливания крупного золота в короткий шлюз глубокого наполнения, где трафаретами с ковриками улавливаются крупнозернистая тяжелая фракция, крупное золото и самородки. Образуемый при этом концентрат периодически снимается. Хвосты короткого шлюза глубокого наполнения, содержащие мелкое и тонкодисперсное золото, самотеком поступают в блок улавливания мелкого и тонкого золота на шлюз-грохот с поддоном. Последний представляет собой аппарат, сочетающий в себе элементы мокрого грохочения материала в потоке с обогащением его по плотности, как показала практика, не обеспечивает требуемую вибрацию потока и выделение из потока.
Корпус грохота имеет форму неподвижного шлюза с параллельными бортами и двойное днище (решето с плоским поддоном). Исходный материал по направляющей пластине поступает на верхнее перфорированное дно грохота. Мелкий продукт, преимущественно из тяжелых минералов, проходит через движущуюся минеральную постель, а затем через верхнее перфорированное дно грохота и поступает в плоский поддон (на нижнее дно грохота) и далее через разгрузочные патрубки поддона на V-образные шлюзы и далее в блок обогащения.
К недостаткам прибора ПГНВК относится низкая эффективная работа шлюз-грохота: водяная подушка, созданная малой толщиной поддона, глинистой фракции, в результате имеет малую степень сегрегации твердых частиц по плотности; эффект попутного обогащения весьма низок, хотя транспортирующая сила потока для продвижения крупной фракции твердого достаточна. Это вызвано недоработкой конструкции шлюз-грохота, что требует последовательной установки желоба для доулавливания тяжелой фракции перерабатываемых песков. При этом наблюдается нежелательная забивка круглых отверстий решета шлюз-грохота и ощущается недостаточная живая площадь отверстий решета, и следовательно, мала пропускная ее способность. Отсюда наблюдаемый еще достаточно повышенный снос мелкого и тонкодисперсного золота за счет влияния присутствия в потоке всего глинистого материала, вызывающего эффект тяжелой жидкости, сложность регулировки потоков перерабатываемых продуктов и выдерживания в оптимальном диапазоне параметров водного режима - отношения жидкого к твердому Ж:Т, недостаточно высокое содержание ценных тяжелых минералов в получаемых промпродуктах и концентратах, необходимость транспортировки в связи с этим повышенных объемов концентрата на доводку в ШОУ (шлихообогатительную установку прииска) и излишняя загрузка ШОУ. Повышенное разжижение и тем более не регулируемые пульсации жидкой фазы увеличивают скорость и пульсации скорости потока пульпы на остальных аппаратах промприбора, что ухудшает улавливание мелкого золота и повышает дополнительные потери ценного компонента.
Промывочный прибор ПГНВК является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа.
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, не изменяя технологической схемы, а именно, обеспечение возможности повышения извлечения ценного компонента мелких классов крупности как при отработке россыпных месторождений, так и при переработке эфельных фракций и техногенных отвалов за счет совершенствования конструкции составляющих элементов промприбора, создания непрерывного вывода концентрата, возможности оптимальной регулировки водного режима и параметров гидродинамики взвесенесущих потоков при использовании существующих совершенных гравитационно-центробежных бесприводных обогатительных аппаратов.
Технический результат заключается в оптимизации гидродинамики процесса промывки и обогащения металлоносных песков, обеспечении псевдоламинарного режима движения взвесенесущего потока при больших скоростях и предотвращение потерь зерен ценного компонента, обусловленного турбулентностью потока, а также автоматическое саморегулирование водного режима процесса.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что промывочный прибор с непрерывным выводом концентрата, включающий последовательно установленный блок подготовки и транспортирования песков, состоящий из загрузочного бункера, гидровашгерда, гидроэлеватора с пульповодом, блока улавливания крупного золота в виде шлюза глубокого наполнения, блока улавливания мелкого золота в виде, по крайней мере, двух неподвижных последовательно установленных шлюз-грохотов с установленными под ними гладкими шлюзами с V-образными днищами и блок обогащения, согласно изобретению, дополнительно снабжен блоком классификации и грохочения твердой фазы взвесенесущего потока и доулавливания ценного компонента из надрешетного продукта шлюз-грохота, выполненным в виде гладкого шлюза с W-образным днищем, в конце каждой впадины днища которого выполнены расширяющиеся щели для вывода тяжелой фракции песков и направления ее в блоки обогащения подрешетного продукта, при этом в гладких V-образных и W-образных шлюзах на всю их длину жестко установлены параллельно продольной их оси, симметрично по обе ее стороны, две вертикальные успокоительные пластины с зазором по отношению к днищу.
Технический результат достигается также тем, что перфорация решета неподвижных шлюз-грохотов выполнена в виде удлиненных щелей, расположенных в шахматном порядке, с направлением щелей нормально продольной оси шлюз-грохота; расстояние между нижней кромкой успокоительных пластин и днищем гладких шлюзов с V-образным и W-образным днищем составляет, например, 10-20 мм, а закреплены успокоительные пластины на направляющих потока («пирамидках») и посредством поперечно расположенных, по меньшей мере 2-3 осей.
Для повышения извлечения мелких, тонких и пылевидных частиц тяжелых ценных компонентов гладкие шлюзы с V-образными днищами выполнены с плавным сужением бортов, при этом полуднища гладких шлюзов расположены под углом друг к другу с плавным уменьшением угла от загрузки шлюза в сторону разгрузки от 140° до 100°, а борта каждого гладкого шлюза расположены в плане под углом к центральной геометрической оси, равным до 6.
Получаемые с прибора концентраты транспортируются контейнерным способом на доводку на шлихо-обогатительную установку (ШОУ).
Соответствие изобретения требованию критерия "новизна" обуславливается тем, что совокупность его существенных признаков не идентична в развитии схемы промприбора и совокупности существенных признаков прототипа.
Соответствие изобретения требованию критерия "изобретательский уровень" обусловлено тем, что совокупность его отличительных признаков, то есть введение усовершенствованных конструкционно шлюз-грохотов двух блоков улавливания мелкого и тонкодисперсного золота, гладких шлюзов с непрерывным выходом концентрата и желоба доулавливания тяжелой фракции, обеспечивает повышение извлечения ценного компонента на 12-15%. Техническое решение, используемое для достижения поставленной задачи, является неочевидным и явным образом не следует из известного уровня техники.
Изобретение поясняется чертежами, где на:
Фиг.1. Схема заявляемого промывочно-обогатительного прибора для переработки металлоносных песков (вид сбоку).
Фиг.2. Схема заявляемого промывочно-обогатительного прибора для переработки металлоносных песков (вид сверху).
Фиг.3. Шлюз-грохот (вид сбоку).
Фиг.4. Шлюз-грохот (вид сверху).
Фиг.5. Шлюз-грохот - вид со стороны загрузки.
Фиг.6. Шлюз-грохот - вид со стороны разгрузки.
Фиг.7. Шлюз-грохот - сечение по I-I.
Фиг.8. Гладкий V-образный шлюз - вид в пространстве (в аксонометрии).
Фиг.9. Гладкий V-образный шлюз - вид сбоку.
Фиг.10. Блок двух гладких V-образных шлюзов, установленных под шлюз-грохотами, - вид сверху.
Фиг.11. Гладкий V-образный суживающийся шлюз - вид сбоку.
Фиг.12. Гладкий V-образный суживающийся шлюз - вид сверху.
Фиг.13. Гладкий W-образный шлюз для доулавливания тяжелой фракции из надрешетного продукта шлюз-грохота - вид сбоку.
Фиг.14. Гладкий W-образный шлюз для доулавливания тяжелой фракции из надрешетного продукта шлюз-грохота - вид сверху.
Фиг.15. Гладкий W-образный шлюз для доулавливания тяжелой фракции из надрешетного продукта шлюз-грохота - сечение шлюза по А-А.
Заявляемый промывочно-обогатительный прибор для переработки металлоносных песков содержит следующие блоки:
- блок подготовки и транспортирования размытых металлоносных песков;
- блок улавливания крупного и среднего по крупности золота (в том числе и самородков);
- два последовательно установленных одинаковых блока улавливания мелкого и тонкого золота;
- блок доулавливания тяжелых минералов песков;
- блок обогащения уловленной тяжелой фракции песков (шлихо-обогатительная установка).
На Фиг.1 и 2 представлена схема заявляемого промывочно-обогатительного прибора для переработки металлоносных песков.
Блок подготовки и транспортирования размытых металлоносных песков содержит последовательно установленные гидромонитор 1, гидровавшгерд 2, гидроэлеватор 3 с пульповодом 4.
Блок улавливания крупного и среднего по крупности золота (в том числе и самородков) содержит шлюз глубокого наполнения 5, в головную часть которого подведен пульповод 4.
За блоком улавливания крупного и среднего по крупности золота (в том числе и самородков) смонтированы два одинаковых и последовательно установленных друг за другом блока улавливания мелкого и тонкого золота. Каждый блок улавливания мелкого и тонкого золота содержит шлюз-грохот и установленный под ним блок двух гладких V-образных шлюзов. Каждый шлюз-грохот состоит из стыковочного пояса 6, боковых бортов 7, заднего стыковочного пояса 8, соединительной плиты 9, перфорированных плит 10, плоского поддона 11 и двух разгрузочных патрубков 12. Блок двух гладких V-образных шлюзов, установленных под шлюз-грохотами, содержит направляющие поток «пирамидки» 13, полуднища 14, формирующие V-образность дна, успокоительные вертикальные пластины 15, отсекатель концентрата 16, оси крепления 17 успокоительных вертикальных пластин 15, фундаментную раму 18, борта 19. Под гладкими V-образными шлюзами установлены обогатительные аппараты, например винтовые сепараторы 20.
Блок доулавливания тяжелых минералов песков установлен последовательно после второго блока улавливания мелкого и тонкого золота (Фиг.13, 14, 15) и содержит гладкий W-образный шлюз, содержащий: стыковочную пластину 21, начальный стыковочный пояс 22, два борта 23, полуднища 24, формирующие W-образность днища шлюза, успокоительные пластины 25, оси 26 подвески и крепления успокоительных пластин 25, ребра жесткости 27, формирующие днище шлюза, отсекатели тяжелой фракции 28.
Блок обогащения уловленной тяжелой фракции песков (шлихо-обогатительная установка) располагается в отдельном помещении и содержит: концентрационный стол 29, мокрый магнитный сепаратор 30, вибрационный грохот 31, доводочные песковый и шламовый концентрационные столы 32 и 33, сушильные аппараты 34 и 35, электросепараторы 36 и 37.
На Фиг.3-7 представлены схемы шлюз-грохота.
Корпус шлюз-грохота Фиг.3-7 заявляемого промывочно-обогатительного прибора для переработки металлоносных песков имеет форму неподвижного шлюза с параллельными бортами 7 и двойное днище из перфорированных плит 10. Перфорированные металлические плиты 10 выполнены с щелевой перфорацией, направления щелей в шахматном порядке перпендикулярны оси шлюз-грохота, то есть направлению взвесенесущего потока. Щелевые отверстия в перфорированных металлических плитах 10 имеют расширение внутрь поддона для еще большего предотвращения их забивки зернами перерабатываемого материала. Исходный материал по соединительной пластине 9, как по направляющей, поступает на металлические перфорированные плиты 10 шлюз-грохота. Мелкий продукт, особенно из тяжелых минералов, проходит через движущуюся минеральную постель, а затем через металлические перфорированные плиты 10 шлюз-грохота и поступает в плоский поддон 11 и далее через разгрузочные патрубки 12 плоского поддона 11 на гладкие V-образные шлюзы с непрерывным выводом концентрата.
В целях повышения эффективности классификации с увеличением элементов обогащения зернистого материала гидросмеси с предпочтительным переходом в подрешетный продукт грохочения тяжелых ценных минералов используется усиленный «эффект свистка», когда в потоке, движущемся нормально направлениям щелевидных отверстий металлических перфорированных плит 10, генерируются многочисленные (по числу отверстий-щелей перфорации) и направленные колебания, параметры которых есть функция размеров, числа щелевых щелей металлических перфорированных плит 10 и толщины плоского поддона 11 шлюз-грохота, выполняющего функцию резонатора шлюз-грохота. При этом шлюз-грохот неподвижен, а металлические перфорированные плиты 10 (решето) должны иметь фрезерованные щелевые отверстия определенной ширины и длины, расположенные перпендикулярно направлению движения взвесенесущего потока. Комбинация плоского поддона 11 и металлических перфорированных плит 10, расположенных в непосредственной близости друг к другу, обеспечивает возникновение достаточно сильных и многочисленных плоских и синхронных колебаний, заставляющих металлоносную часть твердой фракции потока с большей вероятностью и скоростью проникать через металлические перфорированные плиты 10 и далее по плоскому поддону 11, через разгрузочные патрубки 12 направлять на дальнейшую переработку. Благодаря водяной колеблющейся подушке на металлических перфорированных плитах 10 остается достаточно жидкой фазы (воды) для транспортирования крупного надрешетного продукта. Металлические перфорированные плиты 10 шлюз-грохота опираются у бортов на опорные уголки и в центральной части на центральные опорные уголки (на чертежах не показано), которые в то же время делят подрешетный взвесенесущий поток в плоском поддоне 11 на две части и направляют их к разгрузочным патрубкам 12. Работа шлюз-грохота характеризуется:
- стабилизацией устойчивости движения твердых частиц в турбулентном взвесенесущем потоке;
- снижением вязкости гидросмеси вблизи металлических перфорированных плит и стабилизацией параметров движения гидросмеси;
- разрушением зародышей возможных структур и обеспечением большей упорядоченностью движения твердых частиц;
- направленностью пульсаций (колебаний) и многочисленностью (по числу щелей в перфорированном дне шлюза) элементарных центров генерации колебаний;
- обеспечением в некотором отношении эффекта отсадки, способствующего улавливанию ценного компонента.
Под обоими шлюз-грохотами установлены блоки двух гладких V-образных шлюзов.
Основными требованиями, обеспечивающими нормальный ход процесса обогащения на гладком V-образном шлюзе Фиг.8-10, являются:
- пульпа исходного питания подается нормально днищу шлюза в его осевой головной части для гашения скорости потока;
- пульпа подается на шлюз между двумя симметрично расположенными вертикальными успокоительными пластинами 15 с наличием зазора между нижними кромками пластин 15 и днищем шлюза 14;
- верхняя кромка (нож) отсекателя 16 имеет ту же V-образную форму с углом, несколько большим угла примыкания полуднищ 14;
- оптимальные параметры работы шлюза, обеспечивающие максимум извлечения ценного компонента в коллективный концентрат, следующие:
продольный угол наклона шлюза α=6°, угол наклона полуднищ 14 к горизонту θ=23°, отношение Ж (жидкого) к Т (твердому) пульпы взвесенесущего потока Ж:Т=10(20):1, выход концентрата в зависимости от плотности основного извлекаемого компонента не более 10-15% от исходного питания; при меньшем содержании жидкой фазы (воды) транспортировка и разделение твердой фазы (зерен песка) затруднительна, при большем содержании жидкой фазы (воды) повысится турбулентность движения потока и разделение твердой фазы при классификации по крупности и при сегрегации по плотности станет затруднительной.
В головной части гладкого V-образного шлюза (Фиг.8-10) симметрично расположены направляющие потока («пирамидки») 13. Вдоль продольной оси гладкого V-образного шлюза установлены вертикально две параллельные пластины 15 на всю длину шлюза. Расстояние между нижней кромкой успокоительной пластины 15 и днищем 14 достаточно установить 10-20 мм. При большем зазоре успокоение и формирование потока прекратится, а при меньшей величине зазора последний будет забиваться зернами твердой фазы и процесс успокоения и формирования потока прекратится. Продольные успокоительные пластины 15 крепятся на направляющих «пирамидках» 13 потока и с помощью поперечно расположенных 2-3 осей 17. Гладкие V-образные шлюзы установлены на фундаментной опорной раме 18 и обеспечены боковыми бортами 19.
Гладкий V-образный шлюз работает следующим образом.
Пульпа, поступающая на гладкий V-образный шлюз, направляющими «пирамидками» 13 подается в область между вертикальными продольными успокоительными пластинами 15. Сформированный поток частично проходит под нижние кромки продольных успокоительных пластин 15, образуя ослабленную поперечную волну. Центральный осевой поток значительно нарушает поперечное перемещение пульпы и после образования второй поперечной волны поток на гладком V-образном шлюзе приобретает прямолинейное движение. В зоне выпрямленного (сформированного) потока происходит осаждение в нижние слои тяжелой фракции и на разгрузочном торце шлюза отсекается обогащенная часть потока отсекателем 16. Концентрат, получаемый с гладких V-образных шлюзов, требует последующей доводки на винтовых сепараторах 20.
Гладкий V-образный шлюз с непрерывным выводом концентрата для обогащения россыпей позволяет с высокой степенью извлечения ценных минералов получать черновые концентраты перерабатываемых песков. Извлечение частиц тяжелых минералов крупностью до 0,5 мм составляет 100%, крупностью 0,2-0,5 мм - 100%, крупностью 0,1-0,2 мм - 96-98%, крупностью 0,050-0,1 мм - 94-96%, крупностью 0,03-0,05 мм - до 90-92%. Дополнительными преимуществами выполнения гладких V-образных шлюзов заявляемого промывочно-обогатительного прибора для переработки металлоносных песков перед другими устройствами для гравитационного обогащения являются высокая удельная производительность, низкие капитальные и эксплуатационные затраты и расходы, отсутствие движущихся частей и не потребление электроэнергии.
3
3
3
2
3
3
3
Использованные конструктивные элементы обеспечили весьма качественное выравнивание и формирование потока пульпы на гладких V-образных шлюзах без всяких дополнительных устройств. Пропускная способность шлюза по твердому составила: 1) при исходном материале крупностью -4+0 мм от 2,2 до 3 м/ч (до 9,4 м/ч на 1 м ширины или 2,3 м/ч на 1 м рабочей площади); 2) при исходном питании, представленном эфелями крупностью -16+0 мм от 3 до 4 м/ч (до 12,6 м/ч на 1 м ширины или 2,5 м/ч на 1 м рабочей площади). Скорость потока на свободной поверхности составляла 1,8-2,4 м/с. Ширина потока была равна 300-390 мм при габаритной ширине шлюза 500 мм, глубина по оси потока 40-75 мм. Величины извлечения золота по классам крупности представлены в табл.1.
Таблица 1
Извлечение золота по классам крупности.
Классы крупности, мм
Извлечение (в %) при крупности обогащаемых песков
-4+0 мм
-16+0 мм
-2+1
96,5
97,5
-1+0,5
92,0
94,0
-0,5+0,25
94,5
73,0
-0,25+0,15
57,0
54,0
-0,15+0
56,0
47,0
3
3
3
Общее извлечение золота в концентрат составило для песков крупностью -4+0 мм 92,6% и для случая переработки эфельной фракции крупностью -16+0 мм 88,7%. При содержании золота в питании шлюза 0,6 г/м в концентрате и хвостах содержание золота составило соответственно 2,985 и 0,052 г/м, а при содержании золота в исходном питании 1,2 г/м 8,492 и 0,1362 г/м.
3
Вышеописанный шлюз с гладким днищем шириной 500 мм и длиной 4000 мм обеспечивает обогащение песков россыпей при непрерывном выводе коллективного концентрата, содержащего все минералы тяжелой фракции песков, в том числе и благородные металлы. Наиболее высокие показатели обогащения наблюдаются при: продольном угле наклона 6°; наклоне полуднищ к горизонту под углом 23°; отношении жидкого к твердому Ж:Т=(10-15):1 и производительности по твердому не менее 3-4 м/ч при выходе концентрата до 15%.
Промышленные (полевые) испытания и длительные наблюдения за работой этих шлюзов показали, что при положительных результатах обогащения наблюдается недостаточно высокая сегрегация минералов по плотности в продольном и поперечном направлениях и скорость диффузии мелких и тонких частиц тяжелых ценных минералов в придонную движущуюся минеральную постель. При этом наблюдается повышенный выход концентрата при недостаточно высокой концентрации тяжелых ценных минералов и благородных металлов.
Для возможности максимального извлечения мелкого, тонкого и пылевидного золота из песков россыпей предлагается частный случай выполнения уточненной конструкции гладких V-образных шлюзов с непрерывным выводом концентрата с расположением полуднищ под углом друг к другу (Фиг.11 и 12). Гладкий V-образный суживающийся шлюз с непрерывным выводом концентрата включает загрузочное приспособление в виде цилиндрического патрубка 12 разгрузки шлюз-грохота, размещенное в верхней головной части корпуса гладкого V-образного шлюза, корпус гладкого V-образного суживающегося шлюза с наклонными полуднищами 38, установленными под углом друг к другу, направляющие потока «пирамидки» 39, размещенные в головной части гладкого V-образного суживающегося шлюза под разгрузочным патрубком 12, две продольные успокоительные по всей длине пластины 40, установленные с зазором относительно друг друга и полуднищ 38 параллельно осевой линии этого шлюза, отсекатель концентрата 41, закрепленный в хвостовом торце шлюза, снабженный механизмом регулировки перемещений вдоль взаимноперпендикулярных осей (не показан).
Гладкие V-образные суживающиеся шлюзы с непрерывным выводом концентрата устанавливаются на опорной фундаментной раме 18 (Фиг.11 и 12). Гладкий V-образный суживающийся шлюз с угловым расположением полуднищ с непрерывным выводом концентрата работает следующим образом.
Пульпа через разгрузочный патрубок 12 подается в верхнюю головную часть корпуса, нормально днищу 38 в его осевой части для максимального гашения скорости движения поступающего взвесенесущего потока. Направляющими потока «пирамидки» 39 пульпа вводится на днище между вертикально установленными продольными успокоительными пластинами 40, при этом сформированный поток частично проходит под нижними кромками продольных успокоительных пластин, образуя ослабленную поперечную волну. Центральный сформированный поток значительно нарушает и гасит поперечное перемещение пульпы и после образования второй поперечной волны меньшей амплитуды в области, ограниченной пластинами, поток на днище приобретает прямолинейное слоистое, близкое к ламинарному режиму движение. В зоне выпрямленного потока происходит осаждение в нижние слои перемещающейся пульпы зерен тяжелой фракции. При движении происходит «грунтообмен» между потоком и движущейся по угловому днищу тяжелой фракцией с вымывом большей части легких зерен пустой породы. На разгрузочном торце шлюза тяжелая фракция минералов отделяется отсекателем концентрата 41 от всей массы взвесенесущего потока.
Поставленная цель возможно большого повышения извлечения мелких, тонких и пылевидных частиц ценных компонентов, т.е. увеличения глубины обогащения, достигается тем, что в указанном гладком суживающемся V-образном шлюзе плоскости полуднищ, расположенные под углом друг к другу, и этот угол плавно уменьшается от загрузки шлюза в сторону разгрузки от 140° до 100°, а борта шлюза в сторону разгрузки расположены в плане под углом к центральной геометрической оси, равным до 6° (Фиг.11-12). Обеспечение в процессе обогащения песков на гладком V-образном суживающемся шлюзе сужения потока усиливает сегрегацию минералов по плотности в вертикальном направлении. Сегрегация дополняется процессом направленного взмучивания и промывки минеральных движущихся слоев турбулентными вихрями, поднимающими крупные легкие частицы, расположенные в верхней части придонного слоя, и выносящими из природного слоя частицы малой гидравлической крупности.
В результате взаимодействия указанных явлений в разгрузочной части гладкого V-образного суживающегося шлюза в придонных слоях усиливается концентрация частиц повышенной плотности, а в верхних слоях - малой плотности. Разница в скоростях движения верхних и придонных слоев потока ускоряет вынос в хвостовой продукт минералов пустой породы. Указанное позволяет улавливать и извлекать тяжелые минералы и золото крупностью до 30 мкм и мельче. Сужение совместно с угловым расположением полуднищ с плавным изменением угла от 140° до 100° является принципиально необходимым для процесса разделения минеральных частиц в данном шлюзе.
Указанное служит основным средством, позволяющим без дополнительных энергетических и водных затрат раздвинуть веер минералов в вертикальной плоскости, сконцентрировать тяжелые минералы в обособлено движущуюся часть потока и улучшить отсечение в концентрат тяжелой фракции обрабатываемых песков. Немалым преимуществом данного случая выполнения промывочно-обогатительного прибора с суживающимися V-образными гладкими шлюзами является высокая удельная производительность, низкие капитальные затраты и отсутствие движущихся частей. Отсутствие зависимости от пульсаций жидкой фазы и автоматическое саморегулирование водного режима процесса обогащения усиливает положительные стороны усовершенствованного шлюза с непрерывным выводом концентрата.
Надрешетный продукт шлюз-грохота, (описанного выше - Фиг.3-7), при своем движении всегда механически увлекает какую-то часть металлоносной фракции песка. Для доулавливания механически увлеченных тяжелых ценных минералов взвесенесущего потока предложено использовать эффект концентрации тяжелой фракции шлюзом с угловым расположением полуднищ - гладкий шлюз с W-образным днищем 46. В результате была разработана конструкция W-образного шлюза (Фиг.13, 14 и 15) для доизвлечения зерен ценных компонентов из надрешетного продукта второго шлюз-грохота, перед тем как его сбросить в отвал.
Формирование и успокоение потока в прямолинейных шлюзах позволяет усилить процесс расслоения по плотности минеральных частиц с увеличением производительности и пропускной способности оборудования. Введение в конструкцию углового профиля днища, успокоительных ламинаризующих поток пластин и сужение желоба шлюза в плане позволило выделить в тяжелую фракцию ценные минералы всех классов крупности и тем самым увеличить глубину обогащения дисперсного минерального сырья.
Одним из наиболее приемлемых процессов перечистки концентратов шлюзов с угловым профилем днища перед доводкой на ШОУ является обогащение полезных ископаемых в винтовом потоке пульпы и на концентрационном столе.
Заявляемый промывочный прибор работает следующим образом.
Обогащаемые пески, подаваемые бульдозером в блок подготовки и транспортирования размытых металлоносных песков к приемной решетке загрузочного бункера, размывают струей гидромонитора 1 на решетке гидровашгерда 2 и разделяют на надрешетную фракцию (валунно-галечный продукт крупностью более 80 мм), удаляемую через гидровашгерд 2 в отвал, и на подрешетную пульпу, содержащую золото. Пульпа поступает в зумпф загрузочного бункера гидровашгерда 2 и за счет разрежения, создаваемого гидроэлеватором 3, засасывается в приемную камеру (не показана) и поднимается по пульповоду 4 в блок улавливания крупного и среднего по крупности золота (в том числе и самородков) в короткий шлюз глубокого наполнения 5, где трафаретами с ковриками (на чертеже не показано) улавливаются крупнозернистая тяжелая фракция, крупное золото и самородки. Образуемый при этом концентрат периодически снимается. Хвосты короткого шлюза глубокого наполнения 5, содержащие мелкое и тонкодисперсное золото, самотеком поступают в блок улавливания мелкого и тонкого золота на шлюз-грохот с плоским поддоном 11. Последний представляет собой аппарат, сочетающий в себе элементы мокрого грохочения материала в потоке с обогащением его по плотности. Корпус грохота имеет форму неподвижного шлюза с параллельными бортами 7 и двойное днище: перфорированные плиты 10 и плоский поддон 11. Исходный материал поступает на металлические перфорированные плиты 10 шлюз-грохота. Мелкий продукт, преимущественно из тяжелых минералов, проходит через движущуюся минеральную постель, а затем через металлические перфорированные плиты 10 шлюз-грохота поступает в плоский поддон 11 (на нижнее дно шлюз-грохота) и далее через разгрузочные патрубки 12 поддона 11 на гладкие V-образные шлюзы.
Благодаря водяной подушке, созданной малой толщиной плоского поддона 11, часть воды в шлюз-грохоте остается над металлическими перфорированными плитами 10 и обеспечивает транспортировку надрешетного продукта.
Существенной особенностью разделения по крупности на данном шлюз-грохоте с плоским поддоном 11 является преимущественное выделение в подрешетный продукт наиболее тяжелых минералов. Это объясняется явлением сегрегации материала в движущейся по грохоту грубозернистой постели. На металлические перфорированные плиты (решето) шлюз-грохота материал поступает уже в расслоившемся по плотности и крупности состоянии, при котором тяжелые мелкие зерна находятся в придонном слое. Дополнительным достоинством шлюз-грохота с плоским поддоном 11 и щелевой перфорацией металлических перфорированных плит 10 является незначительная забивка отверстий решета, малый износ металлических перфорированных плит 10, поскольку движение материала происходит при относительно небольшой скорости потока.
Введение в схему цепи аппаратов шлюз-грохота с плоским поддоном 11 с щелевыми отверстиями металлических перфорированных плит 10, как классифицирующе-обогатительного аппарата, является принципиально необходимым для извлечения мелкого и тонкодисперсного золота. Именно шлюз-грохот с плоским поддоном 11, не потребляющим электроэнергию, обеспечивает одновременно транспортировку водным потоком надрешетного песчано-галечного материала, классификацию по крупности размытых песков, обогащение песков и извлечение в подрешетный продукт зерен всех классов крупности (мельче размера щелевых отверстий перфорации решета) тяжелых ценных минералов, обеспечение оптимального разжижения пульпы перед подачей ее на V-образные шлюзы.
Но в заявляемом промывочно-обогатительном приборе для переработки металлоносных песков механически может уноситься часть тяжелой фракции надрешетным продуктом. Для более полного улавливания металлоносной части потока произведена последовательная установка, по крайней мере, еще одного шлюз-грохота с плоским поддоном 11, после которого надрешетный продукт поступает в гладкий W-образный шлюз хвостового продукта с W-образной формой днища 24, в разгрузочном конце которого выполнена во впадинах по оси расширяющаяся щель, через которую и с помощью отсекателя 28 тяжелой фракции доулавливается мелкая металлоносная фракция.
Подрешетный продукт шлюз-грохота с поддоном 11 через разгрузочные патрубки 12 поступает в верхнюю приемную часть гладкого V-образного шлюза нормально днищу 14 в его осевой части. При этом интенсивно гасится скорость движения пульпы. Высота бортов 19 гладкого V-образного шлюза своей величиной предотвращает перелив даже при пиковых нагрузках. Для успокоения потока и обеспечения направленности его движения в гладком V-образном шлюзе установлены две вертикальные с возможностью регулировки взаимного расположения и днища успокоительные пластины 15 на всю длину шлюза. При этом в зоне этих успокоительных пластин 15 гасятся косые волны. Сформированный осевой поток в основном не допускает поперечных перемещений жидкой фазы и ограничивает перемещение твердых частиц. Поток при этом движется прямолинейно в продольном направлении в режиме, приближающемся к ламинарному. Вдоль выпрямленного потока при его движении происходит осаждение на дно шлюза 14 зерен тяжелой фракции. В конце гладкого V-образного шлюза тяжелая фракция отсекается специально сконструированным отсекателем концентрата 16. Гладкий V-образный шлюз выполняет несколько функций: выпрямляет, формирует и стабилизирует поток, концентрирует ценные минералы и передвигает их гидравлическим способом к отсекателю концентрата 16, обезвоживает и сбрасывает излишки жидкой фазы и обеспечивает сброс зерен и частиц пустой породы в отвал.
Указанные функции позволяют предотвратить отрицательное влияние неритмичности подачи жидкой фазы на переработку песков.
Концентрат каждого гладкого V-образного шлюза, отделенный отсекателями концентрата 16, направляется на гравитационно-центробежный аппарат, например винтовой сепаратор 20. Пульпа подается в верхнюю часть винтового желоба (не показано) и под действием гравитационной силы движется вниз по желобу (требуемая высота в этом случае 1,5-2,0 м). Тяжелые минералы сосредотачиваются ближе к оси аппарата, легкие минералы под действием центробежной силы и большая часть жидкой фазы сосредотачиваются у наружного борта винтового желоба (винтового сепаратора). Отсекателем тяжелая фракция направляется как концентрат на дальнейший предел, легкая фракция сбрасывается в отвал.
Для полноты извлечения ценного компонента за блоком улавливания мелкого и тонкого золота установлен дополнительно еще такой же блок улавливания мелкого и тонкого золота. Обогащение на нем осуществляется аналогично вышеописанному процессу.
В данном случае крупность надрешетного продукта шлюз-грохота с плоским поддоном 11 мельче 80 мм, но крупнее 8 мм (-80+8 мм). Зерна ценного компонента 100% мельче 2-3 мм концентрируются в подрешетном продукте, что позволяет надрешетный продукт сбрасывать в отвал.
Различие же в плотности пустой породы и ценного компонента составляет более чем в 6 раз. Зерна и частицы ценного компонента, проходя гладкие V-образные шлюзы, сосредотачиваются непосредственно у днища 14 и продвигаются вдоль днища к отсекателю концентрата 16 для вывода концентрата.
Надрешетный продукт шлюз-грохота крупностью минус 80+8 мм механически может увлекать некоторое количество зерен мелкой фракции. В процессе продвижения от шлюз-грохота до сброса в отвал под действием обдирки, отмывки и продолжающегося эффекта расслоения мелкие зерна тяжелой фракции концентрируются и двигаются вдоль W-образного днища 24, и в их конце за счет расширяющейся щели в осевой части W-образного днища 24, эти мелкие зерна тяжелых минералов и золота улавливаются отсекателем тяжелой фракции 28 и по направляющему патрубку (не показано) самотеком подаются из блока доулавливания тяжелых минералов песков на винтовые сепараторы 20.
Шлиховая фракция, снимаемая с винтовых сепараторов 20, самотеком направляется на концентрационный стол 29 для перечистки. Концентрат стола 29 поступает в шлихо-обогатительную установку (ШОУ) для последующей доводки и извлечения ценных компонентов.
В практике разработки россыпного месторождения на отрабатываемом полигоне может быть смонтирован один промприбор, или пески промываются несколькими промприборами. В первом случае целесообразно концентрационный стол 29 монтировать непосредственно на промприборе и получать "золотую головку" - наибольшую концентрацию ценного компонента и концентрат, которые аккумулируются в перевозных емкостях и далее транспортируются на шлихо-обогатительную установку для дальнейшей доводки концентрата. Во втором случае экономически выгодно черновые концентраты (концентраты гравитационно-центробежных аппаратов) аккумулировать в емкости и транспортировать концентраты всех промприборов на центральную ШОУ, обслуживающую несколько промприборов. Для перечистки и доводки этих концентратов в голове центральной ШОУ предусмотрен более крупный и производительный типоразмер концентрационного стола 29. При этом черновые концентраты промприборов по крупности полностью подходят для переработки на концентрационном столе 29. По этой причине последовательно установленные гравитационные и гравитационно-центробежные аппараты оканчиваются концентрационным столом 29, установленным на промывочном приборе или на ШОУ.
Концентрат концентрационного стола 29 подвергается мокрой магнитной сепарации на сепараторе 30 для выделения магнитных минералов в отдельную магнитную фракцию. Немагнитный продукт концентрата на вибрационном грохоте 31 классифицируется по крупности. Надрешетный продукт вибрационного грохота 31 подвергается доводке на песковом концентрационном столе 32. Концентрат этого стола после сушки в сушильном аппарате 34 подвергается электросепарации на электросепараторе 36 с получением кондиционного золотого концентрата. Хвосты электросепаратора 36 и пескового концентрационного стола 32 складируются в спецотвал.
Подрешетный продукт вибрационного грохота 31 подвергается доводке на шламовом концентрационном столе 33, концентрат которого сушится в сушильном аппарате 34 и подвергается электросепарации на электросепараторе 37 с получением золотого концентрата. Хвостовые продукты электросепаратора 37 и шламового концентрационного стола 33 складируются в спецотвал.
Золотые концентраты сдаются в золото-приемную кассу.
Заявляемый промывочный прибор разработан, изготовлен и испытан на текущих золотосодержащих песках.