СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКУУМНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ЗОЛОТОНОСНЫХ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД
METHOD OF INCREASING EFFICIENCY OF GOLD-BEARING CLAY ROCKS VACUUM DISINTEGRATION

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к аппаратам для извлечения тонкого золота из глинистых золотосодержащих пород.
Наличие большого количества месторождений в России является народным достоянием. Эффективность добычи определяется свойством конкретной золотосодержащей породы. В зависимости от этого используются различные технологические процессы для извлечения золота. Все месторождения можно разделить на три крупные группы: коренные месторождения, россыпи и конгломераты. К этому списку можно также добавить техногенные отвалы рудных золотодобывающих фабрик, которые представляют собой слежавшийся тонкодисперсный материал. Его ресурс оценивают до 5000 тонн золота в РФ. Добыча золота в россыпях, по сравнению с коренными месторождениями конгломератами, наиболее технологически проста и дешева. К настоящему времени большая часть рассыпных месторождений уже в существенной степени отработана. Среди этого класса месторождений следует отметить россыпи с существенным содержанием глины. Во-первых, для разработки этих месторождений необходимо применять специальные технологические процессы. Во-вторых, гранулометрический состав золота в этих месторождениях можно отнести к мелкому, что приводит к проблемам вскрытия золота при дезинтеграции и соответственно его извлечения. Это приводит к тому, что в отработанном материале в некоторых случаях остается более 50% золота. Повышение эффективности дезинтеграции этих золотоносных пород приведет существенному увеличению эффективности добычи золота.
Известна установка для термовакуумно-импульсной сушки пищевых материалов (патент РФ №166946, 2016 г., F26B 9/06, F26B 5/04, F26B 3/04, F26B 21/04), которая включает две сушильные камеры, соединенные при помощи трубопроводов с быстродействующими клапанами с ресивером, и водокольцевой вакуумный насос, подключенный к ресиверу. В ресивере разрежение доводят, до величины ~1 кПа.
Недостатком данного решения является невысокий предельный вакуум - порядка 1 кПа.
Известен способ сушки древесины (патент РФ №2400684,2009 г., F26B 5/04, F26B 9/06), включающий импульсное скоростное вакуумирование при рабочем давлении не более 50 мм рт. ст.за время до 10 сек.
К недостаткам данного способа относится недостаточно высокий предельный вакуум (порядка 7 кПа), время вакуумирования до 10 сек.
Известен способ сушки древесины (патент РФ №2468319, 2009 г., F26B 5/04, F26B 9/06), при котором в ресивере вакуумным насосом создают вакуум до 0,90 атм, после чего отключают насос, соединяют при помощи заслонок ресивер с сушильной камерой, выдерживают время, за которое вакуум в них сравнивается, затем включают вакуумный насос и доводят в сушильной камере вакуум до 0,90 атм, затем при помощи заслонок разъединяют сушильную камеру с ресивером, выдерживают время (60-70 мин.), за которое вакуум в камере снижается до 0,30 атм, а за это время вакуумным насосом в ресивере опять доводят вакуум до 0,90 атм и опять соединяют ресивер с сушильной камерой, выдерживают время, за которое вакуум в камере и в ресивере сравнивается, включают вакуумный насос и доводят вакуум в сушильной камере до 0,90 атм, разъединяют ресивер с сушильной камерой и повторяют предыдущие операции.
Недостатками данного решения являются невысокий предельный вакуум (порядка 30 кПа), время вакуумирования составляет 60-70 мин.
Наиболее близким по технической сущности является способ вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород (патент РФ №2693586, 2018 г., С22В 11/00, В03В 7/00), при котором осуществляют импульсное вакууммирование рабочего объема, в котором располагается золотоносная глинистая порода. Эффект дезинтеграции породы достигается как охлаждением, вплоть до замерзания, так и механической деформацией за счет расширения породы при резком сбросе окружающего давления.
Недостаток данного решения: обрабатываемый материал имеет форму, близкую к сферической, как следствие, увеличивается время промерзания материала. Процесс промерзания происходит в первом цикле вакуумирования и для следующего цикла нужно время для размораживания. Все это уменьшает эффективность дезинтеграции.
Задачей изобретения является повышение эффективности дезинтеграции золотоносных глинистых пород с целью увеличения выхода ультрадисперсных частиц драгоценных металлов при их извлечении из золотоносных глинистых пород.
Поставленная задача решается тем, что в способе повышения эффективности вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород, включающем импульсное скоростное вакуумирование за время не более 1 секунды с достижением давление в рабочей камере 0,4 кПа и последующим уменьшением до 13 Па за время не более 10 секунд при работающем насосе, согласно изобретению, породу выдерживают под воздействием вакуума в течение 20 секунд, затем в течение 20 секунд осуществляют напуск атмосферы, породу выдерживают при атмосферном давлении 20 секунд, затем цикл откачка-напуск повторяют вплоть до замерзания породы. Глинистая порода имеет плоскую форму с толщиной слоя 1-5 см и поперечным размером, превышающем толщину в 5-30 раз. Количество циклов зависит от толщины слоя глинистой породы и составляет для данного временного цикла от 2 (для толщины 1 см) до 10 (для толщины 5 см).
Эффективность дезинтеграции основана на двух процессах. Во-первых, резкое (за время не более 1 секунды) падение давления в окружающей среде приводит к возникновению перепада давления между внутренней областью породы и внешней средой. Это приводит к физическому дроблению породы. Во-вторых, падение давления ниже давления насыщенных паров воды вызывает интенсивное испарение воды. Это приводит к резкому понижению температуры породы, вплоть до ее замерзания. Дезинтеграция породы происходит вследствие того, что вода при замерзании расширяется.
Повышение эффективности дезинтеграции золотоносной породы достигается как за счет изменения формы обрабатываемой породы, так и за счет того, что за время, необходимое для замерзания породы, происходит несколько циклов механической дезинтеграции (при расширения породы при импульсном вакуумировании и при сжатии породы при импульсном напуске воздуха до атмосферного давления).
Отличиями нового способа дезинтеграции золотоносной глинистой породы являются: 1) периодический напуск воздуха до атмосферного давления еще до того, как произошло замерзание породы; 2) для увеличения площади испарения глинистая порода имеет плоскую форму, при которой толщина существенно меньше поперечных размеров.
На фиг. 1 показано устройство для вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород, где:
1 - ресивер;
2 - датчик давления;
3 - блок индикации давления;
4 - рабочая камера;
5 - датчик давления;
6 - АЦП;
7 - компьютер;
8 - блок управления;
9 - видеокамера;
10 - датчики температуры;
11 - под дон для глинистой породы;
12 - весы;
13 - клапан напуска атмосферы;
14 - клапан откачки;
15 - вакуумный насос.
На фиг. 2 приведена фотография породы до вакуумной обработки. На фиг. 3 - фотография породы после сброса давления в первом цикле. На фиг. 4 представлена фотография после напуска воздуха в первом цикле. На фиг.5 представлена фотография после сброса давления в третьем цикле, когда порода уже замерзла.
Способ осуществляется следующим образом.
Обрабатываемую породу помещают на весы 12 в рабочую камеру 4 в виде плоского слоя толщиной 1-5 см в специальном водонепроницаемом поддоне 11 и камеру герметизируют. Включают измерительную и регистрирующую аппаратуру (3, 6, 7), включают блок управления клапанами 8. По сигналу с блока управления 8 открывается клапан откачки 14 и давление в рабочей камере 4 резко (за время не более 1 секунды) сбрасывают до 0,4 кПа, что заметно ниже давления насыщенных паров воды при комнатной температуре, затем, при работающем насосе 15, за время не более 10 секунд уменьшают до 13 Па. Начинается интенсивное испарение влаги с поверхности обрабатываемой породы. Порода выдерживается под воздействием вакуума в течение 20 секунд. После этого клапан откачки 14 закрывается, а клапан напуска 13 открывается. Напуск воздуха происходит за 20 секунд, порода выдерживается еще 20 секунд при атмосферном давлении, затем напускной клапан 13 закрывается (полный цикл, включающий откачку и напуск газа длится 1 минуту), затем полный цикл повторяется необходимое количество раз, вплоть до замерзания породы.
Вследствие механических деформаций породы как при вакууммировании, так и при напуске давления происходит дезинтеграция породы для условий, когда порода еще не замерзла. Замерзание породы происходит за счет отбора энергии при испарении влаги. Температура породы стремится к равновесному значению для насыщенных паров воды при установившемся давлении в камере. Фазовый переход содержащейся в глине воды в замерзшее, твердое состояние, сопровождаемое уменьшением плотности, что вызывает дополнительную дезинтеграцию. Количество циклов откачки-напуска определяется замерзанием глинистой породы, которое контролируется показаниями датчиков температуры 10, установленных на различной глубине по толщине породы. Видеокамера 9 позволяет контролировать процесс визуально.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность дезинтеграции золотосодержащих глинистых пород и увеличить выход содержащихся в них драгметаллов.