СПОСОБ СУХОЙ ПОДГОТОВКИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД И РОССЫПЕЙ К АНАЛИЗАМ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF DRY PREPARATION OF GEOLOGICAL OR TECHNOLOGICAL SAMPLES OF GOLD ORE AND PLACERS TO ANALYSIS AND INSTALALTION FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при подготовке проб бедных вкрапленных, вкрапленно-прожилковых и особенно содержащих крупновкрапленное золото руд и россыпей к анализам.
Известен способ подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам, включающий их последовательное измельчение и сокращение с отбором двух навесок по 50 г на пробирный анализ. При этом исходят из допущения равномерного измельчения рудных и безрудных компонентов пробы. Однако это исходное положение не соблюдается из-за различия физико-механических свойств золота и остальной части пробы. Золото - весьма ковкий металл. Измельчение его по сравнению с кварцем, карбонатами и другими минералами идет с большим отставанием, а по достижении крупности 0,10-0,15 мм практически приостанавливается.
Золото в рудах находится в виде рассеянных зерен крупностью от микронов до десятых долей мм. Вместе с мелкими зернами в рудах многих месторождений встречаются и более крупные (до 1 и более мм). Число таких зерен невелико (1-3%), но в них сосредоточена значительная (40-60%) часть золота. Эксперименты показывают, что при таком распределении в пробу весом 6-8 кг попадает всего 5-15 средних и крупных золотин. Навеска будет представительной только при условии равномерного распределения столь небольшого числа золотин по всем расквартованным частям пробы. Однако, в силу фактора случайности, зерна металла распределяются по частям пробы не поровну, что обуславливает случайность результатов опробования. Более того, из-за асимметричного распределения золотин по крупности возникают предпосылки для систематического занижения оценок содержания.
Поскольку имеющиеся ныне технические средства обработки проб не позволяют измельчать золото до такой степени, которая обеспечивала бы равномерное распределение металла по навескам 50-100 г, то устранить погрешности можно только путем извлечения из пробы золота, освободившегося при измельчении, т.е. путем предварительного извлечения золота.
Работа по известной методике осуществляется следующим образом. Весь измельченный материал пробы замачивается водой, размешивается и струей воды равномерно смывается в бункер-питатель, куда через водораспределитель и оросители подается вода. Образовавшаяся пульпа на выходе дезинтегрируется напорными струями и равномерным потоком поступает в сепаратор, где происходит выделение тяжелой фракции пробы. Концентрат накапливается в нарифлениях резиновой футеровки, а хвосты разгружаются через выходное отверстие и подаются на контрольный сепаратор, после чего направляются в сократитель. При обработке материала требуется большое разжижение пульпы, т.е. большой расход воды - см. Временное методическое руководство по обработке геологических проб золоторудных месторождений с предварительным извлечением металла, см. - Москва, Министерство геологии СССР. Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов «ЦНИГРИ», 1975 г.
Недостатком данного способа является его высокая стоимость и длительность, обусловленные необходимостью сначала распульпировать пробу, а затем высушить готовые продукты, а также неполная достоверность опробования. Корректные, технологически простые, доступные по стоимости и малозатратные по времени, способы подготовки геологических и технологических проб и соответственно установки для их осуществления пока отсутствуют.
Альтернативных методов, за исключением пиро- и гидрометаллургических методов, не известно.
Заявленное изобретение является принципиально новым способом и, соответственно, новой установкой, не имеющих аналогов, поскольку оно основано на принципиально новом подходе к решению подготовки проб к анализам.
Задачей изобретения является снижение стоимости подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам.
Техническим результатом заявленного изобретения является снижение длительности подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам, а также повышение достоверности опробования.
Технический результат достигается тем, что в способе сухой подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам сухую пробу, содержащую крупное золото и золото в сростках, измельчают и направляют в среднюю часть классификатора в виде вертикальной трубы навстречу восходящему воздушному потоку, который трансформируют путем установки по его ходу вертикального ряда полых усеченных конусов, расположенных большими основаниями вверх, формирующих основную зону классификации, расположенную внутри каждого полого усеченного конуса на уровне его меньшего основания с одинаковыми во всех полых усеченных конусах скоростями восходящего воздушного потока, дополнительную зону классификации, расположенную в кольцевом зазоре, ограниченном внутренней поверхностью трубы и большим основанием каждого полого усеченного конуса, и зону перемешивания, расположенную между двумя соседними конусами, при этом в первой и последней по ходу воздушного потока, а также в непосредственно примыкающих к зоне подачи исходного материала дополнительных зонах классификации создают одинаковые скорости восходящего воздушного потока, максимальные для всего классификатора, а в остальных дополнительных зонах классификации скорость восходящего воздушного потока последовательно увеличивают сверху вниз, при этом полученную легкую фракцию сухой пробы направляют на осаждение в последовательно установленные центробежные аппараты, а полученную тяжелую фракцию - золотосодержащий концентрат - доизмельчают и направляют на обработку, аналогичную обработке исходной пробы, после чего окончательный золотосодержащий концентрат полностью, а легкую фракцию после перемешивания и сокращения направляют на анализы.
Участок трубы классификатора, расположенный выше зоны подачи исходного материала может быть расширен кверху для снижения концентрации частиц в зонах классификации, при этом в зону подачи исходного материала дополнительно подают воздух.
В первый из центробежных аппаратов может быть дополнительно подан воздух для улучшения условий центробежного осаждения частиц легкой фракции.
Технический результат достигается также тем, что установка для сухой подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам содержит мельницу, бункер с вибропитателем, классификатор в виде вертикальной трубы, с приспособлениями для подачи воздуха в нижнюю часть трубы, приспособлениями для вывода легкой и тяжелой фракций, расположенными соответственно в верхней и нижней частях трубы, последовательно установленные центробежные аппараты, сообщенные с приспособлением для вывода легкой фракции, приспособления для перемешивания и сокращения полученной легкой фракции, при этом внутри вертикальной трубы классификатора жестко установлен вертикальный ряд полых усеченных конусов, расположенных большими основаниями вверх и имеющих одинаковую высоту, одинаковые меньшие основания, причем первый и последний по высоте полые усеченные конусы, а также полые усеченные конусы, расположенные непосредственно над и под выходным отверстием вибропитателя выполнены с одинаковой геометрией и максимальными большими основаниями, а большие основания остальных полых усеченных конусов выполнены увеличивающимися сверху вниз.
Участок трубы классификатора, расположенный выше выходного отверстия вибропитателя, может быть выполнен с расширением кверху.
Установка может быть снабжена дополнительным приспособлением для подачи воздуха, сообщенным с трубой классификатора на уровне выходного отверстия вибропитателя.
Установка может быть снабжена дополнительным приспособлением для подачи воздуха, сообщенным с приспособлением для вывода легкой фракции из трубы классификатора.
В вертикальной трубе классификатора путем установки ряда полых усеченных конусов и организации ряда последовательных зон классификации, по сути, собрана типичная схема обогащения, при этом основная операция разделения (классификации) осуществляется в зоне классификации полых усеченных конусов, расположенных над и под зоной подачи исходного материала в классификатор. В этой зоне весь исходный материал делится на две фракции - концентрат и хвосты - по требуемому граничному зерну разделения, что определяется скоростью восходящего потока воздуха в зонах классификации, которая зависит от геометрии полых усеченных конусов и общего расхода воздуха. По такому же граничному зерну разделения осуществляются и конечные операции классификации - последняя перечистка концентрата в зоне классификации первого по ходу восходящего потока воздуха полого усеченного конуса и последняя контрольная операция хвостов, в зоне классификации последнего полого усеченного конуса, поэтому скорости восходящего потока воздуха в этих зонах, а следовательно, и геометрия полых усеченных конусов должна быть одинаковой.
Зоны перемешивания материала, организованные между полыми усеченными конусами, необходимы для равномерного распределения материала, т.е. для снижения градиента концентрации частиц в объеме зон перемешивания и в горизонтальных сечениях трубы классификатора, что обеспечивает нестесненные условия разделения, а следовательно, обеспечивается минимальное взаимное влияние частиц в процессе их разделения и создаются условия для более точного разделения материала. Для улучшения условий разделения в зонах перемешивания организовываются направленные турбулентные потоки от центра трубы классификатора к его стенкам, где скорости восходящего воздушного потока снижены. Это позволяет также увеличить циркуляцию частиц между каскадами разделения. Последовательное увеличение скорости восходящего потока воздуха в кольцевых зазорах, ограниченных внутренней поверхностью трубы и большим основанием полого усеченного конуса сверху вниз, за счет установки полых усеченных конусов с увеличивающимися верхними основаниями конусов, достигающих максимального размера в последних разделительных операциях, где осуществляется конечная очистка продуктов разделения, также увеличивает точность разделения. При этом скорость восходящего воздушного потока внутри полых усеченных конусов на уровне их меньшего основания, т.е. в центральной части трубы классификатора, одна и та же.
Подобная организация восходящего воздушного потока обеспечивает точное разделение всех частиц с учетом их плотности и крупности, снижает длительность подготовки геологических и технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам, а также повышает достоверность опробования.
Заявленный способ осуществляется в установке, изображенной на представленном чертеже.
Установка для сухой подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам содержит мельницу 1, герметичные бункер 2 с вибропитателем 3, классификатор 4 в виде вертикальной трубы (поликаскадный воздушный сепаратор Журавлева), с приспособлениями 5 для подачи воздуха в нижнюю часть трубы, с устройством для регулирования расхода воздуха (на чертеже не показано) и приспособлениями 6 и 7 для вывода тяжелой и легкой фракций, расположенными соответственно в нижней и верхней частях трубы. Последовательно установленные центробежные аппараты 8 и 9 сообщены с приспособлением 7 для вывода легкой фракции. Установка содержит приспособления 10 и 11 для, соответственно, перемешивания и сокращения полученной легкой фракции. Внутри вертикальной трубы классификатора 4 жестко установлен вертикальный ряд полых усеченных конусов 12, расположенных большими основаниями 13 вверх и имеющих одинаковую высоту и одинаковые меньшие основания. Первый и последний по высоте полые усеченные конусы, а также полые усеченные конусы, расположенные непосредственно над и под выходным отверстием вибропитателя 3, выполнены с одинаковой геометрией и максимальными большими основаниями. Большие основания остальных полых усеченных конусов 12 выполнены увеличивающимися сверху вниз, не доходя до величины основания первого по высоте полого усеченного конуса.
Участок трубы классификатора 4, расположенный выше выходного отверстия вибропитателя 3, может быть выполнен с расширением кверху (на чертеже не показан).
Установка может быть снабжена дополнительным приспособлением для подачи воздуха, сообщенным с трубой классификатора на уровне выходного отверстия вибропитателя (на чертеже не показан).
Установка может быть снабжена дополнительным приспособлением 14 для подачи воздуха, сообщенным с приспособлением 7 для вывода легкой фракции из трубы классификатора 4.
Полые усеченные конусы 12 формируют зоны классификации: основную 15 - внутри полых усеченных конусов на уровне их меньшего основания (показано на примере одного полого усеченного конуса) и дополнительную 16 - образованную в кольцевом зазоре, ограниченном внутренней поверхностью трубы и большим основанием полого усеченного конуса. Зоны перемешивания 17 расположены между двумя соседними полыми усеченными конусами 12.
Заявленный способ осуществляется следующим образом. Сухая геологическая или технологическая проба золотосодержащих руд и россыпей измельчается в мельнице 1 и поступает в бункер 2, откуда вибропитателем 3 подается в классификатор 4 навстречу восходящему воздушному потоку, поступающему из приспособлений 5 для подачи воздуха в нижнюю часть трубы классификатора 4. Расход воздуха устанавливается таким, чтобы разделить пробу по заданной крупности и плотности. В классификаторе 4 исходная проба, проходя через вертикальный ряд полых усеченных конусов 12, разделяется на тяжелую и легкую фракции, которые выводятся из классификатора приспособлениями 6 и 7. Легкая фракция отделяется от воздуха в последовательно установленных центробежных аппаратах 8 и 9 и направляется в приспособления 10 и 11 для, соответственно, перемешивания и сокращения. Тяжелую фракцию - золотосодержащий концентрат - доизмельчают и направляют на обработку, аналогичную обработке исходной пробы, после чего окончательный золотосодержащий концентрат полностью, а легкую фракцию после перемешивания и сокращения направляют на анализы.
На основе заявленного изобретения создан образец поликаскадного воздушного сепаратора ПВС-60, при использовании которого в концентрат, содержащий крупное золото, выделяются крупные сростки любой граничной крупности разделения. В отличие от известных методов обработки проб, где разделение происходит в сильно стесненных условиях, заявленные способ и установка осуществляют принципиально новый подход разделения частиц - разделение в слабостесненных условиях - в воздушной среде. В этом случае выход частиц определяется плотностью и размером частиц, в отличие от обогащения в сильностесненных условиях, где выделение в концентрат определяется плотностью частиц, и выделить в концентрат крупные сростки невозможно. Сростки попадают в хвосты и проба становится недостоверной. Использование заявленного изобретения позволяет повысить представительность и достоверность анализа, поскольку все нераскрытые сростки выделяются в концентрат, доизмельчаются и повторно классифицируются. Проба подвергается поверочной классификации по любому требуемому классу крупности.
Использование заявленного способа вместо мокрого процесса позволяет выделять в концентрат не только свободное золото, но и невскрытые сростки золота, что весьма значимо при обработке проб месторождений золота с неравномерной вкрапленностью.
Стоимость получения достоверной информации о содержании золота в руде при использовании заявленного изобретения сокращается в 5-12 раз, время подготовки проб к анализу - в 5-20 раз.