СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ СРОСТКОВ МИКРОКОМПОНЕНТОВ ЗОЛОТОРУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
METHOD OF ELECTROMAGNETIC-ULTRASONIC DISINTEGRATION OF GOLD ORE CONCENTRATE MICRO COMPONENT INTERGROWTHS

Изобретение относится к добыче и переработке тяжелых минералов из труднообогатимых рудных и комплексных россыпных месторождений, в частности - с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота в сростках.
Известен способ сухого обогащения рудных материалов, который включает центробежно-ударное дробление-дезинтеграцию в центробежно-ударной дробилке, гравитационное разделение в гравитационно-воздушном классификаторе с получением крупной и мелкой фракций и шлама, сухую магнитную сепарацию фракций [1].
Способ не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов.
Известен способ извлечения из руд алмазов, в котором фракционирование дробленой руды по крупности осуществляют одновременно с его первичной виброконцентрацией с получением крупнозернистого и мелкозернистого концентратов и хвостового продукта. Додрабливание крупнозернистых продуктов обогащения осуществляют в режиме объемного сжатия [2].
Способ также не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов размером частиц от 4 до 0,1 мкм.
Наиболее близким по выполняемой функции является способ извлечения золота при гидромеханизнрованной разработке песков глинистых россыпей и валунчатых окисленных руд кор выветривания, в котором разрушение глиняных катышей и кусочков валунчатой окисленной руды и раскрытие минерального зерна выполняют действием ударных волн, созданных электровзрывной обработкой и активацией [3].
Способ не обеспечивает эффективного разрушения жестких структурных межзерновых и межагрегатных связей в сростках и агрегатах рудных концентратов размером частиц от 4 до 0,1 мкм, так как при электрическом разряде происходит плазмообразование, которое приводит к разложению, фазовым переходам, спайкам и выгоранию некоторых рудных компонентов.
Технический результат - повышение технологической эффективности процесса дезинтеграции и улучшение условий раскрытия мелких и тонкодисперсных агрегатов и сростков золотосодержащих минералов, а также повышение экологической безопасности переработки золотосодержащих руд.
11
2
2
-8
Технический результат достигается тем, что в способе электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов, включающем раскрытие минерального зерна волновым воздействием, разрушение сростков выполняют генерацией электромагнитным полем ультразвуковой частоты не менее 2·10 Гц и интенсивности излучения не менее 2,83·10 Вт/см упругой относительной деформации 10 переменного напряжения в сростках микрокомпонентов золоторудных концентратов при последовательном влиянии ультразвука в продольном и поперечном направлениях.
Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - повышение технологической эффективности процесса дезинтеграции и улучшение условий раскрытия мелких и тонкодисперсных агрегатов и сростков золотосодержащих минералов размером от 4 до 0,1 мкм, а также повышение экологической безопасности переработки золотосодержащих руд.
На фиг.1 - общий вид одного из вариантов системы для выполнения способа; на фиг.2 - схема возбуждения продольного ультразвука; на фиг.3 - схема возбуждения поперечного ультразвука.
Выполнение способа осуществляется с помощью установки, включающей электромагнитно-ультразвуковую продольную систему генерации 1 и электромагнитно-ультразвуковую поперечную систему генерации 2, снабженные катушками индуктивности 3, 4 и постоянными магнитами 5 и 6 с N и S-полюсами. Зоны обработки концентрата снабжены резонаторами 7, 8 для усиления воздействия ультразвукового излучения.
Способ выполняется следующим образом.
В зоне обработки размещается концентрат. Толщина слоя концентрата не должна превышать расстояние затухания интенсивности ультразвукового излучения более 2 раз. Электромагнитно-ультразвуковая продольная система генерации 1 и электромагнитно-ультразвуковая поперечная система генерации 2, снабженные катушками индуктивности 3, 4 и постоянными магнитами 5 и 6 с N и S-полюсами, позиционируются над зоной обработки и настраиваются на необходимую частоту f и интенсивность I излучения. Для усиления воздействия ультразвукового излучения зоны обработки концентрата снабжены резонаторами 7, 8. Концентрат подвергается влиянию ультразвука последовательно в продольном и поперечном направлениях.
-8
11
-1
-8
11
-1
p
p
При минимальном размере зерна кварца 0,1 мкм длина волны Λ должна составлять 3·10 м. При скорости продольной волны V в кварце 5970 м/с частота f электромагнитного излучения составит около 2·10 с, согласно формуле: f=V/Λ-5970 м/с/3·10 м=1,99·10 с.
Интенсивность микроволнового излучения должна создавать напряжения сжатия-растяжения, превышающие предельные напряжения сил сцепления зерен минералов с частицей золота. Интенсивность волны определяется по формуле [4]:
.
-8
где λ и µ - характеристики упругих свойств среды или компоненты Лямэ; |S| - относительная деформация в плоской продольной волне 10; |∂u/∂t| - колебательная скорость частиц в продольной волне, определяемая по формуле:
,
где u - амплитуда смещения частиц относительно положения равновесия; t - время.
Из формулы:
Определяем
p
2
3
3
9
λ+2µ=V·ρ=5970 м/c·2,65·10 куг/м=94,446·10 Па.
Тогда интенсивность равна
Из сульфидных минералов в срастании с золотом встречаются пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит и др., из несульфидных - чаще всего кварц, а также оксиды железа, барит, карбонатные минералы, углистые сланцы. Возникающие продольные и поперечные волны на основе инверсионного пьезоэлектрического эффекта преобразования электромагнитной поляризации в упругую деформацию переменного напряжения в полупроводниковых кристаллах и потенциал-деформационное взаимодействие внутри кристаллов существенны на высоких частотах в полуметаллах (висмут, сурьма, мышьяк) и в неполярных полупроводниках (германий, кремний и др.).
Способ электромагнитно-ультразвуковой дезинтеграции сростков микрокомпонентов золоторудных концентратов, включающий раскрытие минерального зерна волновым воздействием, позволяет осуществить эффективное влияние на кристаллы и их структурные связи с частицами золота размером от 4 мкм до 0,1 мкм.
Источники информации
1. Патент №2381079. Способ сухого обогащения рудных материалов.
2. Патент №2388545. Способ извлечения из руд алмазов.
3. Патент №2263152. Способ извлечения золота при гидромеханизированной разработке песков глинистых россыпей и валунчатых окисленных руд кор выветривания.
4. Бархатов А.Н., Горская Н.В., Горюнов А.А., Гурбатов С.Н., Можаев В.Г., Руденко О.В. Акустика в задачах. - М.: Наука. Физматлит, 1996. - 336 с.