СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА


RU (11) 2029629 (13) C1

(51) 6 B03C7/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4842000/03 
(22) Дата подачи заявки: 1990.04.04 
(45) Опубликовано: 1995.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 180571, кл. B 03C 7/02, 1963. 2. Электрический сепаратор ЭС-2. Руководство по эксплуатации ЭС 2.00.00.000 РЭ, 1976. 
(71) Заявитель(и): Институт геологии Коми Научного центра Уральского отделения РАН 
(72) Автор(ы): Котова О.Б.; Бурцев И.Н.; Остащенко Б.А. 
(73) Патентообладатель(и): Котова Ольга Борисовна; Бурцев Игорь Николаевич; Остащенко Борис Андреевич 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА 

Назначение: обогащение полезных ископаемых, в частности электрическая сепарация золота. Сущность изобретения: разделение частиц минерального комплекса после дробления до класса - 0,5 мм проводят в электрическом поле напряженностью 2,5-3 кВ/см, помещая частицы на нижний электрод плоского конденсатора, при одновременном нагреве при 200-220°С при отрицательной полярности верхнего электрода. 1 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности золота. Обеспечивает повышение степени извлечения золота, снижает трудоемкость процесса электрической сепарации золота.

Известен способ электростатического разделения частиц, в том числе золота, где частицы разделяются в электрическом поле в зависимости от величины электропроводности [1].

Недостатком этого способа является невозможность разделить частицы с близкой электрической проводимостью.

Известен также способ электрической сепарации золота [2]. Способ заключается в следующем: частицы минерального комплекса после зарядки в коронном поле селективно разряжаются на заземленный металлический электрод в электрическом поле в зависимости от величины сопротивления минерала и удельного веса.

Недостатками такого способа являются: малая эффективность, поскольку вместе с золотом из минерального комплекса извлекаются частицы минералов с близкими значениями сопротивления; трудоемкость процесса, так как минеральную пробу после дробления необходимо делить на классы по крупности и проводить сепарацию частиц разной крупности при разных режимах, для сепарации используют большие значения напряженности поля между электродами.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения степени извлечения золота.

Цель достигается тем, что после дробления частиц минерального комплекса до 0,5 мм частицы помещают на заземленный электрод, а разделение частиц осуществляют в электростатистическом поле горизонтального плоского конденсатора напряженностью 2,5-3,0 кв/см при отрицательной полярности верхнего электрода при одновременном нагреве частиц до 200-220оС.

Способ осуществляется следующим образом.

Минеральную пробу дробят до класса -0,5, помещают на нижний электрод плоского конденсатора и воздействуют электрическим полем Е=2,5-3,0 кВ/см при одновременном нагреве при 200-220оС при отрицательной полярности верхнего электрода.

На чертеже представлена зависимость Qs+(T) от природы и размеров частиц.

При обычных условиях минеральные частицы нейтральны. При нагреве минеральных частиц при указанных температурах на поверхности образуется оптимальная величина положительного заряда Qs+ за счет разрыва связей гидроксильных групп ОН-, имеющих отрицательный заряд с поверхностью. Если верхний электрод имеет отрицательную полярность, то частицы, зарядившись положительно за счет индукционного механизма заряда в сумме с положительным зарядом за счет разрыва групп ОН-, притягиваются к отрицательно заряженному электроду при значительно меньших значениях Е, чем в электрическом поле без нагрева.

Если частицы при индукционной зарядке получили заряд Qj+, который одного порядка с величиной Qs+, что достигается при указанных условиях, то можно разделять частицы с близкими значениями Qj+, но разными значениями Qs+.

Наиболее эффективно отделяются частицы, у которых Qs+=0 (золото, алмазы) от частиц, у которых Qs+>0 (кварц, рутил, ильменит и т.д.). Достаточно такую пробу поместить на нижнюю обкладку конденсатора с положительной полярностью при одновременном нагреве, отрицательно заряженный электрод улавливает все частицы с положительным зарядом при Емакс, необходимой для улавливания всех частиц, обладающих Qs+>0, причем Е для частицы с минимальным положительным зарядом намного меньше, чем Е, необходимое для улавливания частиц без образования Qs+ (без нагрева). На нижнем электроде при наличии достаточно малых Е за счет Qs+ останутся частицы, для которых Qs+=0.

На i-ую частицу с зарядом qi в поле Е действует сила Fi, определяемая по формуле

Fi=q i E, (1)

Такая частица двигается к верхней противоположно заряженной обкладке конденсатора при условии

Fi mig (2) где mi - масса i-й частицы;

g - ускорение свободного падения.

Для N частиц

F = Q E, (3)

F mg, (4)

где Q=qi m=mi

Тогда Q=mg/E, (5)

При нагреве на поверхности частиц образуется положительный заряд Q+s= qsi (qsi - заряд на поверхности одной частицы) за счет разрыва связей ОН-групп с поверхностью. Тогда на частицы с зарядом

Q+ = Qj+ + Qs+

будет действовать сила F в поле Е

F=(Qj+ + Qs+) E (6)

Из уравнений (3), (4) и (6) следует, что

Qs+= mg(1/E-1/E), (7) где mg = const для частиц данной природы и одного размера. Const для частиц определенного размера будет разной для разных минералов.

Сonst не вносит вклада в характер поведения кривой Qs+(T), в то же время затрудняет наглядность демонстрации зависимости Qs+(T) от природы и размеров частиц, так как const из уравнения (7) дает смещение Qs+(T) по оси ординат.

П р и м е р 1 (по прототипу). Пробу минерального комплекса дробят и делят на классы по крупности согласно таблице. Для выделения из минерального комплекса частиц минералов с высокой проводимостью (в том числе золота) применяют коронное электрическое поле. При этом режим сепарации устанавливается следующий: угловое положение коронирующего электрода соответствует углу k= 60о, расстояние между коронирующим и осадительным электродами Н=20 мм, напряжение, подаваемое на коронирующий электрод, отрицательное, температура подогрева вибролотка 80оС, осадительного - 50оС, частота вращения осадительного электрода в зависимости от крупности обрабатываемого материала отражена в таблице. Напряженность поля между электродами - 7,5 кВ/см.

Из таблицы видно, что процент извлечения золота данным способом при напряженности поля Е= 7,5 кВ/см невелик, а трудоемкость выполнения операций большая.

П р и м е р 2. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=1,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с некоторого значения Q+ захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 75%, следовательно, Е=1,5 кВ/см < Емакс (т.е. меньше напряженности поля, необходимого для улавливания отрицательным электродом частиц с минимальным Q+).

П р и м е р 3. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=2,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, Е=2,5 кВ/см= Емакс (т.е. при такой напряженности поля все частицы с Q+ >0 улавливаются отрицательным электродом).

П р и м е р 4. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=3 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, при данных параметрах режим, рассмотренный в примере 3 и 4 оптимальный.

П р и м е р 5. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=7,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, дальнейшее повышение напряжения между обкладками нецелесообразно.

Эффективность предлагаемого способа максимальна, так как извлечение золота составляет 100%. Способ рассчитан на мелкие и тонкие классы минералов с большой удельной поверхностью частиц. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, включающий помещение частиц в электрическом поле и отбор разделенных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, разделение частиц осуществляют в электростатическом поле горизонтального плоского конденсатора напряженностью 2,5 - 3,0 кВ/см при отрицательной полярности верхнего электрода при одновременном нагреве частиц до 200 - 220oС.