УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ ПОТОКА ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ НА ЦЕНТРОБЕЖНОМ КОНЦЕНТРАТОРЕ

Полезная модель относится к средствам контроля обогатительных процессов в горно-геологической отрасли, в частности к устройствам для непрерывного отбора части хвостов центробежного обогащения технологической пульпы, содержащей благородные металлы и другие тяжелые ценные компоненты (полиметаллы), с целью дальнейшего представления отобранной пробы на анализ.
Известно, что отбор навески для анализа от исходной пробы - исключительно ответственная операция и должна осуществляться, особенно для малых содержаний определяемых компонентов, методом выделения в навеску большого числа микропорций, а сама навеска должна иметь достаточную массу [1].
Известно также, что для снижения погрешности результата в схему подготовки пробы к анализу включают операцию обогащения с раздельным анализом полученных концентрата и хвостов [1].
Эти требования являются основополагающими как при определении содержаний благородных металлов при поисково-оценочных геологоразведочных работах, так и при контроле процесса обогащения на обогатительных золотоизвлекательных фабриках.
Выполнение перечисленных требований может быть обеспечено только инструментальными механизированными способами.
Однако на практике, например при оценке содержаний золота в россыпях широко используется ручное лотковое опробование, что приводит к большой погрешности результата в сторону занижения содержаний, поскольку оценка ведется по видимому золоту, находящемуся в шлихе (концентрате), а мелкое и тонкое золото, сносимое при ручной промывке песков с хвостами, не учитывается [2].
При промышленном извлечении золота и платины на центробежных концентраторах (сепараторах) различных модификаций контроль качества обогащения производится путем определения потерь благородных металлов, сносимых с хвостами обогащения. При этом широкое распространение получил способ ручного отбора проб методом поперечных сечений потока пульпы, осуществляемый в соответствии с ГОСТ 14180-80 [3]. На практике такой отбор производится ручным перемещением пробоотбирателя в виде кружки вместимостью 1 л со щелевидным носиком шириной 5-10 мм на перепаде потока пульпы при выносе хвостов из концентратора. Заполнение кружки при этом осуществляется через щелевидный носик при равномерном пересечении потока пульпы по всей его ширине. Указанный стандарт регламентирует минимальную массу отбираемой точечной пробы и их минимальное количество.
Основной недостаток данного устройства - невозможность отобрать представительную пробу, так как ручным перемещением пробоотбирателя не обеспечивается постоянство скорости пересечения потока при большом (более 200) числе точечных проб.
В последние годы канадские фирмы «Knelson» и «Falcon» стали комплектовать свои промышленные центробежные концентраторы устройствами для отбора проб хвостов методом продольных сечений потока. Эти устройства выполнены в виде неподвижных желобков, встраиваемых в выходной патрубок, для непрерывного или дискретного вывода из общего потока хвостов его небольшой части в виде продольной полосы.
Эти устройства также не позволяют получить представительную пробу, так как скорость отдельной струи в заданной точке выходного патрубка концентратора не постоянна (у стенок патрубка она меньше, чем в его средней части) и вызывает различную по величине сегрегацию тяжелых частиц пульпы в вертикальном направлении потока [1].
Другим существенным недостатком данных устройств является большой объем отбираемой пробы, что требует в дальнейшем при формировании навески для анализа применения
сократителей (делителей) отобранной пробы. При низких содержаниях определяемых компонентов погрешность результата может быть достаточно большой.
И хотя из патентных источников известны другие технические решения, направленные на повышение представительности отбираемых проб, все они неприемлемы для контроля обедненных хвостов центробежного обогащения, содержащих благородные металлы, ввиду жестких требований к аналитической навеске.
В связи с этим задача изыскания нового технического решения пробоотбирающего устройства для указанного применения, отвечающего критерию высокой представительности и оптимальной для последующего анализа массы отбираемой пробы, продолжает оставаться актуальной.
Предлагаемая полезная модель, ближайшим аналогом которой является устройство для отбора проб жидкости из трубопровода [4], решает поставленную задачу за счет того, что в устройстве для отбора проб из потока хвостов обогащения на центробежном концентраторе, включающем пробозаборный элемент в виде трубки с входным продольным щелевым отверстием на боковой поверхности, направленным на встречу потоку, и узел выхода, пробозаборный элемент располагают в хвостоприемнике центробежного концентратора в непосредственной близости от его обогатительного органа-чаши под острым углом к ее разгрузочной кромке, ориентируя входное пробозаборное отверстие перпендикулярно к касательной потока, а верхняя часть пробозаборного элемента снабжена заглушкой со шторкой с возможностью регулировки и фиксации ширины щели пробозаборного отверстия.
Благодаря тому, что пробозаборный элемент установлен в хвостоприемнике центробежного концентратора непосредственно у края вращающейся с частотой более 300 об/мин чаши, где толщина потока хвостовой пульпы не превышает 2 мм, обеспечивается отбор большого числа микропорций пульпы (более 300).
Поскольку внутренняя коническая улавливающая поверхность чаши концентратора, вращающейся с высокой скоростью, обеспечивает условия для равномерного распределения твердых частиц минеральной смеси в пульпе и их турбулизации (перемешивания), то при большом числе микропорций отбора достигается высокая представительность объединенной отобранной пробы.
Установка пробозаборного элемента под острым углом к разгрузочной кромке чаши центробежного концентратора с направлением своего пробозаборного щелевого отверстия перпендикулярно к касательной потока в точке отрыва его от чаши обеспечивает не только свободное вхождение части отбираемой пульпы во внутреннюю круговую полость пробозаборного элемента, но и предотвращает обратный выброс твердых частиц и брызг из щели при скорости потока 4-6 м/сек за счет изменения вектора скорости в сторону выхода (разгрузки), повышая тем самым представительность отбора.
Снабжение пробозаборного элемента заглушкой со шторкой с возможностью регулировки и фиксации ширины щели пробозаборного отверстия позволяет быстро настраивать устройство на отбор хвостов центробежного обогащения как из тонкозернистых пульп (обогащение измельченных руд), так и среднезернистых пульп (обогащение песков россыпей) с получением оптимального объема объединенной отобранной пробы для последующего анализа.
Таким образом, совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства способствует повышению эффективности его работы.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами: на фиг.1 показан общий вид устройства для отбора проб из протока хвостов центробежного обогащения, например на известном отечественном концентраторе типа ЦБК - 100; на фиг.2 - Вид на устройство сверху, по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б - Б пробозаборного элемента на фиг.2; на фиг.4 - Вид на устройство со стороны пробозаборного отверстия, по стрелке В на фиг.3.
Устройство состоит из пробозаборного элемента 1, выполненного в виде трубки с входным продольным щелевым отверстием на боковой поверхности, установленного в хвостоприемнике центробежного концентратора в непосредственной близости от его обогатительного органа (чаши) под острым углом «а» к ее разгрузочной кромке, и узел выхода 2 в виде отводящей от пробозаборного элемента гибкой трубки.
Входное пробозаборное отверстие перекрывает плоскость разгрузочной кромки чаши концентратора и направлено перпендикулярно к касательной потока хвостов обогащения. Настройка такого положения обеспечивается, например, с помощью резьбового крепления 3 пробозаборного элемента к днищу хвостоприемника.
Верхняя часть пробозаборного элемента снабжена заглушкой 4 со шторкой 5 с возможностью регулировки ширины щели пробозаборного отверстия, например поворотом заглушки по резьбе, и фиксации ее положения, например винтом 6.
Связь пробозаборного элемента 1 с узлом выхода 2 может быть осуществлена, например, с помощью хомута 7.
Устройство работает следующим образом.
При обогащении на центробежном концентраторе измельченной руды или песков россыпи материал в виде пульпы подается во вращающуюся с частотой более 300 об/мин коническую чашу, где за счет центробежных сил частицы тяжелых минералов (благородные металлы или полиметаллы) отбрасываются к периферии и сегрегируют (оседают) в межрифельных кольцевых канавках внутренней улавливающей поверхности чаши, формируя концентрат. Легкие частицы, образующие хвосты, восходящим потоком выносятся наверх и за счет большой окружной скорости вращения чаши (4-6 м/сек) тонким слоем (менее 2 мм) веером срываются с ее разгрузочной кромки в хвостоприемник, пересекая входное щелевое отверстие пробозаборного элемента 1 предлагаемого устройства и проникая во внутренний) полость его. За счет цилиндрической формы внутренней поверхности пробозаборного элемента и острого угла наклона его по отношению к вектору скорости потока хвостов в точке отбора пробы исключается выплескивание отсеченной микропорции пульпы и обеспечивается непрерывный самотечный, без потерь, вывод ее через пробоотводящий патрубок узла выхода 2 в пробонакопитель.
За счет оптимально подобранной ширины «b» щели пробозаборного отверстия (b≥3d, где d - максимальный размер зерен обогащаемого материала, мм), обеспечиваемой поворотной шторкой 5 пробозаборного элемента, расширяются функциональные возможности устройства, т.к. при установке в хвостоприемнике центробежного концентратора второго аналогичного устройства можно одновременно отбирать как аналитическую пробу (минимальную), так и пробу дубликата (большого объема) хвостов.
Подавая по окончании процесса обогащения в чашу центробежного концентратора чистую воду очищают от остатков материала (пульпы) не только рабочие поверхности обогатительного органа и хвостоприемника концентратора, но и внутренние полости пробоотбирающего устройства.
Согласно описанной выше конструктивной схемы предлагаемой полезной модели были разработаны, изготовлены и испытаны в лабораторных (ОАО "ГРАНТ") и производственных (ОАО "Рудник им. Матросова", Магаданская обл.) условиях 4 устройства для отбора проб из потока хвостов обогащения на центробежных концентраторах типа ЦВК-100.
Проведенными исследованиями, главным направлением которых являлось повышение достоверности определения золота в геологических пробах забалансовых руд месторождения "Наталкинское" путем анализа полученных концентратов и хвостов и сравнения результатов с полученными при традиционном при геологоразведке методе пробоподготовки (ОСТ 41-08-249-85) [5], была установлена значительная в сторону увеличения разница, особенно в интервале малых содержаний (менее 0,5 г/т) и наличии в пробах золота средних (менее 0,4 мм), мелких (менее 0,25 мм) и тонких (менееО,! мм) классов крупности. Применение нового технического решения устройства для отбора проб хвостов
центробежного обогащения обеспечило не только механизацию процесса отбора, но и высокую представительность отобранной для анализа навески за счет большого числа (более 750) отсечек микропорций из тонкого потока хвостов по сравнению с "классическим" ручным способом отбора на выходе из центробежного концентратора. В конечном итоге значительная часть геологических проб была переведена из разряда бедных забалансовых (0,256 г/т) в более богатые (0,776 г/т), увеличив тем самым прогнозные запасы золота.
Таким образом, подтверждена промышленная применимость предложенной полезной модели пробоотбирающего устройства при оценке данного месторождения.
Для специалистов горно-обогатительных предприятий очевидно, что предлагаемое устройство может быть с незначительными изменениями и дополнениями, не выходящими за рамки сути технического решения, объем которого определен в формуле полезной модели, применено в качестве эффективного технического средства контроля процесса центробежного обогащения на действующих производствах.
Источники информации
1. В.З.Козин. «Опробование на обогатительных фабриках». Москва. «Недра». 1998. с.125-128, с.130-132, с.156-165, с.165-170.
2. Р.А.Амосов, Т.В.Башлыкова, И.А.Московец. «К оценке потерь мелкого и тонкого золота при лотковом опробовании россыпей». Горный журнал, №2, 2002. г.Москва.
3. ГОСТ 14180-80. «Руды и концентраты цветных металлов». Раздел «Опробование руд в процессе их переработки на обогатительных фабриках».
4. Патент РФ №2141105 С1, кл. 6 G 01 N 1/10
5. ОСТ 41-08-249-85. «Управление качеством аналитической работы. Подготовка проб и организация выполнения количественного анализа в лабораториях Мингео СССР. Общие требования».