СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ


RU (11) 2245740 (13) C1

(51) 7 B03B7/00, B03B9/00 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003136938/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.12.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.12.24 
(45) Опубликовано: 2005.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2174448 C1, 10.10.2001. RU 2114701 C1, 10.07.1998. RU 2144430 C1, 20.01.2000. RU 2078616 C1, 10.05.1997. RU 2080933 C1, 10.06.1997. 
(72) Автор(ы): Деркачев Б.П. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Деркачев Борис Павлович (RU) 
Адрес для переписки: 394088, г.Воронеж, ул. Новгородская, 121, кв.100, Б.П. Деркачеву 

(54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Изобретение относится к области обогащения горной массы россыпных, рудных и техногенных месторождений с целью извлечения тяжелых металлов, в том числе мелких и тонких, например золота или платины, находящихся в свободном, химически не связанном состоянии. Технический результат – повышение эффективности обогащения горной массы месторождений тяжелых металлов. Способ заключается в исключении на калибровочном оборудовании пустой породы, превосходящей по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определенный лабораторными анализами и экспериментальной обработкой на оборудовании центробежной сепарации, материала исходной горной массы с последующей калибровкой полученного продукта на гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта гидравлического грохота в наклонном пульповоде с постоянным выведением из наклонного пульповода через щель донного отсекателя обогащенного продукта с последующей его контрольной калибровкой на дополнительном гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта дополнительного гидравлического грохота в дополнительном наклонном пульповоде с постоянным выведением из дополнительного наклонного пульповода через щель донного отсекателя вторичного концентрата с последующей непрерывной обработкой последнего на центробежных концентраторах для последующего извлечения крупных частиц извлекаемого металла на доводочном оборудовании, при этом стоки наклонных пульповодов совместно постадийно обрабатывают в гравитационном отстойнике и тонкослойном сгустителе для осадки в гравитационном отстойнике частиц пустой породы, причем сгущенный в тонкослойном сгустителе осадок обрабатывают на дополнительных центробежных классификаторах для извлечения мелких частиц извлекаемого металла, а отходы центробежной сепарации обрабатывают методами цианирования или кучного выщелачивания. 9 табл., 11 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области обогащения горной массы россыпных, рудных и техногенных месторождений с целью извлечения тяжелых металлов, в том числе мелких и тонких, например золота или платины, находящихся в свободном, химически не связанном состоянии.

Изобретение может быть использовано для обогащения и выделения тяжелых металлов из горной массы, если ее объемная плотность частиц извлекаемого металла превосходит плотность частиц горной породы, вмещающей данный металл, в два и более раза.

Изобретение может быть использовано для выделения металлов или получения их богатых концентратов из горной массы россыпных, рудных и техногенных месторождений массы или отходов ее первичной технологической переработки как самостоятельно, так и в составе технологических линий горнодобывающих и перерабатывающих предприятий.

Изобретение может быть использовано для создания лабораторных, опытно-промышленных и промышленных установок.

Известен “Способ переработки минералосодержащей горной массы” (Патент RU №2144430), согласно которому исключение из исходной горной массы частиц пустой породы производиться сухой или мокрой расситовкой с последующим постадийным грохочением подрешетного продукта на высокопроизводительных гидравлических грохотах с последующим сгущением и доводкой в концентраторе. При этом вся жидкая фаза гидравлической смеси пропускается через сгуститель с целью выделения мелких и тонких частиц выделяемого минерала.

Недостатком этого способа является то, что при переработке больших объемов горной массы приходиться пропускать через отстойник и сгуститель большой объем жидкой фазы гидравлической смеси, что приводит к созданию больших (по габаритам) отстойника и сгустителя, сложности монтажа и эксплуатации такого оборудования непосредственно на месторождении, а также к применению энергоемких центробежных концентраторов большой производительности, которые в силу своих конструктивных особенностей не способны извлекать из обрабатываемых концентратов, особенно из концентратов переработки измельченной рудной массы, частицы крупностью менее 50 мкм.

Наиболее близким к предложенному является “Способ обогащения тяжелых мелкофракционных концентратов” (Патент RU №2174448), согласно которому исключение из исходной горной массы частиц пустой породы россыпных месторождений, измельченной горной массы рудных месторождений и продуктов их первичной переработки (хвостов, отвалов и т.д.) производиться мокрой расситовкой на решете гидровашгерда с последующим постадийным грохочением подрешетного продукта на нескольких высокопроизводительных гидравлических грохотах, причем подрешетный продукт из предыдущего гидравлического грохота подается в последующий, а полученный подрешетный продукт из последнего гидравлического грохота подвергается гидрогравитационному обогащению в сотовом наклонном пульповоде с выводом полученного в результате обогащения концентрата через донные отсекатели для последующего сгущения в тонкослойном сгустителе и доводкой сгущенного материала на доводочном комплексе (центробежном концентраторе, магнитном и магнитожидкостном сепараторах) с целью получения высокообогащенного концентрата выделяемого минерала (металла) для химической очистки методами аффинажа.

Недостатком этого способа является то, что последовательная калибровка больших объемов горной массы, особенно из концентратов переработки измельченной рудной массы, на нескольких гидравлических грохотах требует последовательной перекачки всего, почти постоянного, объема жидкой фазы гидравлической смеси с постадийно уменьшающимися объемами подрешетного продукта из предыдущего гидравлического грохота в последующий, что требует использования нескольких насосов большой энергоемкости.

Кроме того, в используемой технологической схеме не предусмотрены технологические операции по доизвлечению из сбрасываемой в отвал через концевые секции пульповода массы “хвостов”, содержащих частицы выделяемого тяжелого минерала (металла) размером менее 44 микрон, особенно частицы пластинчатой формы, которые согласно научным исследованиям не могут осаждаться в движущемся потоке пульпы и, следовательно, не могут быть выделены гравитационными способами.

Кроме того, в используемой технологической схеме не решен вопрос определения ширины щели донного отсекателя математическими методами, что приводит к потере времени при подборе размеров щели при пусконаладочных работах.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков.

Достигаемый технический результат - повышение эффективности обогащения горной массы месторождений тяжелых металлов за счет применения высокоэффективного технологического способа обогащения горной массы, основанного на поэтапном сокращении объемов перерабатываемой горной массы за счет постепенного исключения частиц пустой породы из перерабатываемых объемов и выделении сводных, химически не связанных частиц извлекаемого металла методами гидрогравитационного обогащения и тонкослойного сгущения по специальной методике.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения, заключающемся в исключении на калибровочном оборудовании пустой породы, превосходящей по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определенный лабораторными анализами и экспериментальной обработкой на оборудовании центробежной сепарации, материала исходной горной массы с последующей калибровкой полученного продукта на гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта гидравлического грохота в наклонном пульповоде с постоянным выведением из наклонного пульповода через щель донного отсекателя обогащенного продукта с последующей его контрольной калибровкой на дополнительном гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта дополнительного гидравлического грохота в дополнительном наклонном пульповоде с постоянным выведением из дополнительного наклонного пульповода через щель донного отсекателя вторичного концентрата с последующей непрерывной обработкой последнего на центробежных концентраторах для последующего извлечения крупных частиц извлекаемого металла на доводочном оборудовании, при этом стоки наклонных пульповодов совместно постадийно обрабатывают в гравитационном отстойнике и тонкослойном сгустителе для осадки в гравитационном отстойнике частиц пустой породы, причем сгущенный в тонкослойном сгустителе осадок обрабатывают на дополнительных центробежных классификаторах для извлечения мелких частиц извлекаемого металла, а отходы центробежной сепарации обрабатывают методами цианирования или кучного выщелачивания.

Указанный результат достигается использованием более точных способов определения параметров технологических процессов обогащения, основанных на применении экспериментально подтвержденных математических и эмпирических формул в расчетах технологического оборудования с целью повышения эффективности извлечения свободных, химически не связанных частиц тяжелых металлов, особенно драгоценных металлов методами гидрогравитационного обогащения и тонкослойного сгущения.

Указанный результат достигается тем, что для уточнения технических параметров процесса обогащения горной массы месторождений тяжелых металлов предлагаемым способом проводятся следующие лабораторные анализы:

- полный минералогический анализ исходной горной массы с описанием форм частиц всех минералов, входящих в состав перерабатываемой горной массы, и в первую очередь частиц извлекаемых металлов, с определением содержания глины и иных вяжущих веществ в составе исходной горной массы, с определением сухого насыпного веса;

- гранулометрический анализ исходной горной массы по возможно большему количеству гранулометрических классов с определением содержания извлекаемого металла в каждом классе, при этом необходимо тщательно произвести вышеозначенные исследования в классах от 0 до 44 мкм и от 44 до 74 мкм.

На основании данных гранулометрического состава перерабатываемой исходной горной массы по стандартным гранулометрическим классам, особенно при переработке горной массы россыпных месторождений, определяется число стадий сокращения исходной горной массы на применяемом технологическом оборудовании, используемом в предлагаемом способе, при этом производится числовое определение граничных параметров, получаемых сокращением гранулометрических классов на каждой стадии как по горной массе, так и по извлекаемому металлу, а именно:

- на оборудовании предварительной калибровки исходной горной массы;

- в гидравлическом грохоте первой ступени обогащения;

- в пульповоде первой ступени обогащения; 

- гидравлическом грохоте второй ступени обогащения;

- в пульповоде второй ступени обогащения;

- в наклонных каналах гравитационного отстойника тонкослойного сгустителя;

- в наклонных каналах блока тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя.

На основании анализа содержания частиц извлекаемого металла в каждом гранулометрическом классе производится экспериментальная обработка перерабатываемой горной массы на доводочном оборудовании (центробежных концентраторах большой и малой производительности, на магнитных и магнитожидкостных сепараторах) для определения границ постадийного сокращения обрабатываемого материала на доводочном оборудовании, а также для определения минимальных размеров частиц извлекаемого металла с целью определения экономической целесообразности последующего применения технологических операций по доизвлечению мелких и тонких частиц извлекаемого металла, при соблюдении мер санитарной и экологической безопасности, химическими способами на предмет извлечения, например, золота, цианированием или кучным выщелачиванием, особенно в отношении горной массы измельченного рудного сырья.

На калибровочном оборудовании любого типа из исходной горной массы исключаются частицы пустой породы, превышающие по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определяемые лабораторными анализами исходной горной массы.

Откалиброванная горная масса подвергается вторичной калибровке на гидравлическом грохоте первой ступени обогащения до размера частиц, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки на грохоте первой ступени обогащения по горной массе и по извлекаемому металлу, с выводом из грохота переработанной горной массы в виде подрешетного и надрешетного продуктов, причем оба эти продукта выводятся из грохота в виде гидравлических смесей с различным соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж).

Подрешетный продукт, выводимый из гидравлического грохота первой ступени обогащения, подвергается обогащению методом гидрогравитационной классификации в наклонном пульповоде первой ступени обогащения до размера частиц, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в наклонном пульповоде первой ступени обогащения, как по горной массе, так и по извлекаемому минералу (металлу), с выводом из пульповода через донный отсекатель первичного концентрата и “хвостов”, выводимых из пульповода через концевую секцию, причем оба эти продукта выводятся из грохота в виде гидравлических смесей с различным соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж).

Первичный концентрат, выведенный через донный отсекатель пульповода первой ступени обогащения, подвергается вторичной калибровке на гидравлическом грохоте второй ступени обогащения до размера частиц, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки на грохоте второй ступени обогащения по горной массе и по извлекаемому металлу, с выводом из грохота переработанной горной массы в виде подрешетного продукта и надрешетного продукта, причем оба эти продукта выводятся из грохота в виде гидравлических смесей с различным соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж).

Подрешетный продукт, выводимый из гидравлического грохота второй ступени обогащения, подвергается обогащению методом гидрогравитационной классификации в наклонном пульповоде второй ступени обогащения до размера частиц, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в наклонном пульповоде первой ступени обогащения, как по горной массе, так и по извлекаемому металлу, с выводом из пульповода через донный отсекатель первичного концентрата и “хвостов”, выводимых из пульповода через концевую секцию, причем оба эти продукта выводятся из грохота в виде гидравлических смесей с различным соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж).

Производится анализ твердой фазы гидравлических смесей, выводимых из гидравлических грохотов первой и второй ступеней обогащения в виде надрешетных продуктов, на предмет определения наличия в них частиц извлекаемого металла, попавших в надрешетный продукт в результате сноса потоком гидравлической смеси.

В случае наличия в исследуемых продуктах частиц извлекаемого металла надрешетный продукт направляется на доизвлечение, например, на шлюз мелкого наполнения, отсадочную машину и т.д.

В случае отсутствия в их составе частиц извлекаемого минерала или металла - отправляется в отвал.

Вторичный концентрат, выведенный через донный отсекатель пульповода второй ступени обогащения в виде гидравлической смеси, подвергается переработке на центробежном концентраторе расчетной производительности с целью извлечения свободных, химически не связанных частиц металла, с проведением лабораторных анализов материала “хвостов” центробежной сепарации на предмет наличия частиц выделяемого металла.

В случае наличия в “хвостах” концентратора свободных, химически не связанных частиц выделяемого металла они подвергаются повторной одинарной или двойной переработке (перечистке), например, на центробежном концентраторе малой производительности. 

В случае наличия в “хвостах” концентратора несвободных, химически связанных частиц выделяемого металла “хвосты” подвергаются, при соблюдении мер санитарной и экологической безопасности, дальнейшей технологической переработке на предмет извлечения, например, золота методами цианирования или кучного выщелачивания.

Концентрат центробежной концентрации, например золотосодержащий концентрат, полученный при переработке вторичного концентрата на центробежном концентраторе, сушится в любом из типов сушильных шкафов (печей), сухой материал подвергается обработке на магнитном сепараторе для разделения на магнитную и немагнитную фракции, при этом немагнитная фракция обрабатывается на магнитожидкостном сепараторе с целью исключения из перерабатываемого материала частиц пустой породы с плотностью, близкой к золоту, а магнитная фракция отправляется в отвал.

Указанный результат достигается тем, что гидравлическая смесь, вытекающая из концевых секций пульповодов первой и второй ступеней обогащения (“хвосты”) и содержащая в своем составе частицы, в том числе и извлекаемого металла, размер которых соответствует определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в наклонных пульповодах первой и второй ступеней обогащения, как по горной массе, так и по извлекаемому металлу, направляется на дальнейшую технологическую переработку в тонкослойный сгуститель.

Тонкослойный сгуститель конструктивно разделен на связанные друг с другом два технологических блока - блок гравитационного отстойника и блок тонкослойного сгущения, причем в каждом блоке твердая фаза гидравлической смеси делится по крупности на две фракции.

Поступающая из концевых секций пульповодов гидравлическая смесь, содержащая в своем составе частицы пустой породы и извлекаемого металла, поступает в блок гравитационного отстойника, где в наклонных каналах калибруется до размера, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в гравитационном отстойнике тонкослойного сгустителя.

Определяются площадь поперечного сечения, длина, угол наклона к горизонтальной плоскости и количество наклонных каналов, установленных в верхней части гравитационного отстойника, с целью осадки в сборной емкости гравитационного отстойника сгущенной осаждаемой массы из частиц только пустой породы и выноса частиц извлекаемого металла в блок тонкослойного сгущения.

Фракция, получаемая в виде сгущенного осадка в гравитационном отстойнике тонкослойного сгустителя, направляется в отвал.

Выходящая из гравитационного сгустителя гидравлическая смесь, содержащая в своем составе частицы пустой породы и извлекаемого металла, поступает в блок тонкослойного сгущения, где в наклонных каналах калибруется до размера, соответствующего определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в блоке тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя.

Определяются площадь поперечного сечения, длина, угол наклона к горизонтальной плоскости и количество наклонных каналов, установленных в верхней части блока тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя, с таким расчетом, чтобы в сборной емкости тонкослойного сгустителя осаждалась масса, содержащая крупные частицы выделяемого металла и частицы пустой породы, а выходящая из блока тонкослойного сгущения гидравлическая смесь, содержала в своем составе частицы пустой породы и мелкие частицы извлекаемого металла, размеры которых соответствуют определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в блоке тонкослойного сгущения.

Мелкая фракция, сконцентрированная в виде сгущенного осадка в сборной емкости тонкослойного сгустителя, подвергается одинарной или двойной переработке на центробежном концентраторе расчетной производительности с целью извлечения свободных, химически не связанных частиц металла.

В случае наличия в “хвостах” концентратора свободных, химически не связанных частиц выделяемого металла “хвосты” подвергаются повторной одинарной или двойной переработке (перечистке), например, на центробежном концентраторе малой производительности.

В случае наличия в “хвостах” концентратора несвободных, химически связанных частиц выделяемого металла “хвосты” подвергаются, при соблюдении мер санитарной и экологической безопасности, технологической переработке на предмет извлечения, например, золота, методами цианирования или кучного выщелачивания.

В случае отсутствия в “хвостах” концентратора частиц извлекаемого металла “хвосты” отправляются без переработки в отвал.

В случае соответствия вытекающей из блока тонкослойного сгущения осветленной гидравлической смеси техническим требованиям, предъявляемым к насосам перекачки воды, используемым в предлагаемой технологической схеме, в части гранулометрической крупности и концентрации частиц в перекачиваемой насосом жидкости (воде) эти стоки могут быть использованы в качестве источника оборотного водоснабжения в предлагаемой технологической схеме, а тонкослойный сгуститель может быть использован в качестве устройства для осветления (очистки) воды от тяжелых механических примесей. 

Способ обогащения горной массы месторождений тяжелых металлов осуществляется следующим образом и в следующей последовательности. 

1. На калибровочном оборудовании любого типа (на вашгерде, на скруббер - бутаре и т.д.) из исходной горной массы исключаются частицы пустой породы, превышающие по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определяемые лабораторными анализами исходной горной массы.

2. Откалиброванная горная масса по любой транспортной схеме (бульдозером, фронтальным погрузчиком, автомобильным транспортом и т.д.) подается в бункер-дозатор.

3. Смешанная с водой горная масса в виде гидравлической смеси (пульпы) поступает в приемную камеру струйного насоса (эжектора), смонтированного в нижней части бункера-смесителя.

4. Напорный поток воды, подаваемый насосом в рабочую камеру струйного насоса, за счет эффекта эжекции захватывает пульпу и подает ее в напорный пульповод, в конструкции которого предусмотрен гравитационный самородкоуловитель для улавливания и накапливания крупных самородных частиц извлекаемого металла.

5. Количество труб пульповода первой ступени обогащения и их внутренний диаметр определяются исходя из производительности установки. При этом скорость перемещения потока пульпы по пульповоду должна быть больше рассчитанной по гидравлическим формулам минимальной скорости перемещения частиц твердой фазы гидравлической смеси по дну пульповода Vmin, т.е. скорости, при которой еще не наблюдается отложение частиц на донную часть пульповода.

Минимальная скорость перемещения Vmin определяется по формуле:



где: W0 - гидравлическая крупность (скорость осаждения частиц диаметра d в неподвижной воде);

d sr - средний диаметр взвешенных частиц, м;

р - процент (по массе) частиц крупностью d 0,25 мм;

R - гидравлический радиус пульповода, м;

n - коэффициент шероховатости внутренних стенок пульповода.

6. Осаждение твердых частиц в наклонном пульповоде в отличие от скорости осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе происходит в движущемся потоке гидравлической смеси, причем скорость осаждения частиц зависит от транспортирующей способности потока, характера режима движения, концентрации и формы твердых осаждаемых частиц, вязкости жидкости и ее плотности, а также уменьшения (затенения) действительного поперечного сечения потока за счет пространства, занятого твердыми частицами.

Скорость осаждения частицы в таких условиях называется скоростью стесненного осаждения Wst и определяется по формуле:

Wst=W0× K1× K2× K3× K4

Скорость осаждения W0 частиц крупностью от 0 до 0,12 мм (120 мкм), при условии осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе, определяется по формуле Стокса: 



где: W0 - скорость осаждения частицы;

qt - плотность частиц твердой фазы гидравлической смеси;

qv - плотность жидкости (воды);

dt - размер частиц твердой фазы гидравлической смеси; 

- динамический коэффициент вязкости воды;

g=9,81.

K1 - коэффициент, учитывающий уменьшение действительного поперечного сечения потока жидкости за счет пространства, занятого твердыми частицами, определяется по формуле:

K1 =1- 2/3

где: - часть объема потока гидравлической смеси, которая занята твердой фазой (твердыми частицами);

К2 - коэффициент, учитывающий изменение средней разности удельного веса между твердыми частицами и жидкостью на величину 1- 

K2=1- ;

К3 - коэффициент учитывающий поправку на вязкость; 

К3=1-2,5 ;

К4 - коэффициент, учитывающий форму частицы. 

Величина коэффициента формы К4 выбирается в зависимости от формы частицы из гидравлических справочников.

7. Вместе с частицами выделяемого металла в процессе осаждения участвуют и частицы пустой породы, разница в размерах между этими частицами определяется коэффициентом равнопадаемости Кр .

Коэффициент равнопадаемости для частиц различной гранулометрической крупности dt определяется по следующим формулам:

для мелких частиц: dt<0,1 мм



где: qp - плотность частиц включающей породы; 

qsm - плотность гидравлической смеси;

qm - плотность частиц извлекаемого металла;

dt - размер частиц;

для средних частиц: 0,1<d t<0,1 мм



для крупных частиц: dt>1 мм



Плотность гидравлической смеси qsm определяется по формуле: 



где: qp - плотность частиц горной массы;

qv - плотность жидкости (воды);

Vp - объем частиц горной массы;

Vv - объем рабочей среды (воды).

8. Исследованиями лабораторных проб первичного концентрата, выводимого из пульповода через донный отсекатель при изменяемых величинах плотности гидравлической смеси (пульпы), ширине и занижении щели донного отсекателя пульповода первой ступени обогащения, определяются соотношения твердой и жидкой фаз гидравлической смеси, т.е. величины соотношения Т:Ж.

На основании полученных вышеозначенных величин Т:Ж математически определяется часть площади поперечного сечения пульповода F p, занимаемая движущимся донным потоком с площадью поперечного сечения fk, геометрически представляющим сегмент углового сектора круга диаметром Dp с центральным углом 2 , хордой bs и стрелой h1.

Площадь поперечного сечения донного потока Ff=bf × h2, выводимого из пульповода первой ступени обогащения через донный отсекатель, выбирается равной площади поперечного сечения движущегося донного потока f k.

9. Поток гидравлической смеси, входя в наклонный пульповод, проходит некоторое расстояние Lст, именуемое участком стабилизации. Экспериментальными исследованиями доказано, что практическое формирование поля скоростей в турбулентном потоке заканчивается на длине пульповода, равном

Lст =40× Dp

где: Dp - диаметр пульповода. 

10. Процесс осаждения твердых частиц в наклонном пульповоде 15 осуществляется в движущемся потоке пульпы (см. Фиг.4), т.е. одновременно с осаждением под действием гравитационной силы твердые частицы 46 участвуют в процессе их переноса движущимся по пульповоду потоком пульпы, при этом картина распределения скоростей в сечении потока представляет собой параболоид вращения.

При турбулентном режиме движения потока гидравлической смеси по пульповоду возрастание величины скорости потока (в направлении от стенок пульповода к центру) от минимального значения Vmin на стенке трубы до максимального значения Vmax на продольной оси пульповода описывается уравнением кубической параболы.

Толщина пристеночного ламинарного слоя 5, куда входят твердые частицы в процессе турбулентного движения и в котором запираются, как в движущейся гидравлической ловушке, соизмерима с размером твердых частиц, движущихся в ламинарном слое толщиной 5, определяется по формуле:



где: - толщина пристеночного ламинарного слоя;

Dp - внутренний диаметр пульповода;

Re - критерий Рейнольдса; 

- коэффициент Дарси





где: Vplp - средняя скорость движения потока гидравлической смеси по наклонному пульповоду;

- коэффициент кинематической вязкости.

На движущиеся в гидравлической ловушке твердые частицы действует гравитационная сила, заставляющая частицы перемещаться вниз по дуге стенки пульповода, при этом перемещение этих же частиц по стенкам пульповода в осевом направлении осуществляется за счет движущихся с большими скоростями (расположенными ближе к оси пульповода) слоями гидравлической смеси.

В результате таких перемещений, вследствие взаимодействия двух сил, твердые частицы, перемещаясь по дуге стенки пульповода, проходят в вертикальном направлении расчетное расстояние вертикальной осадки твердой частицы ht, при этом частицы смещаются в горизонтальном направлении относительно продольной оси пульповода и входят в зону донного потока, ширина которого ограничена расчетной величиной хорды bs.

11. Конструктивно ширина щели донного отсекателя bf пульповода первой ступени обогащения определяется из соотношения равенства углов:

f= 

где: f-1/2 центрального угла углового сектора окружности диаметром, равным внутреннему диаметру пульповода Dp, опирающегося на хорду, равную ширине щели bf донного отсекателя; 

- угол естественного откоса материала горной массы, разбавленного водой.

12. Занижение щели донного отсекателя h2 определяется из принятого расчетом равенства FK=F f и определяется по формуле:



где: Fk - площадь движущегося донного потока; 

Dp - внутренний диаметр пульповода;

2 f - центральный угол углового сектора окружности диаметром, равным внутреннему диаметру пульповода Dp, опирающегося на хорду, равную ширине щели bf донного отсекателя; 

=3,14

Площадь движущегося донного потока fk определяется экспериментальными замерами соотношения Т:Ж в пульпе, выводимой через щель донного отсекателя пульповода.

Геометрически площадь движущегося донного потока fk определяется по фомуле:



Минимальное значение занижения щели донного отсекателя h2min выбирается в соответствии с равенством:

h2min=dtmax+1 мм

где: dtmax - максимальный размер частицы извлекаемого металла.

Максимальное значение занижения щели донного отсекателя h2mах, выбирается в соответствии с равенством:

h2mах =2× dtm

13. Длина щели донного отсекателя Lf определяется по формуле:



где: h2 - занижение щели донного отсекателя; 

6° - половина угла максимального раскрытия диффузора, при котором не происходит срыва потока жидкости при движении по диффузору.

14. Расчет времени осаждения твердой частицы Tt производится по величине минимальной вертикальной осадки ht твердой частицы размером dt по формуле:

ht=Dp-h1

где: Dp - внутренний диаметр пульповода;

h 1 - величина стрелки дугового сегмента площадью fk .



где: ht - расстояние вертикальной осадки твердой частицы;

Wst - скоростью стесненного осаждения твердой частицы.

15. Среднюю скорость движения потока гидравлической смеси Vplp по наклонному пульповоду можно практически (при наладке оборудования) определить исходя из уравнений скорости истечения струи, осевой линии струи и дальности отлета струи: 



где: Vplp - средняя скорость движения потока гидравлической смеси по наклонному пульповоду;

Х - дальность отлета струи;

Y - превышение центра торцевого сечения концевой секции наклонного пульповода над точкой соприкосновения центра отлетевшей струи с горизонтальной плоскостью;

Н - напор над центром тяжести отверстия истечения;

- коэффициент скорости, =0,97-0,98;

g=9,81.

16. Длина труб Lp1 пульповода первой ступени обогащения определяется по формуле: 



Длина пульповода первой ступени обогащения рассчитывается из следующих рассуждении: твердая частица размером dt в полости пульповода должна опуститься со скоростью вертикальной осадки Wst в донную часть пульповода на расстояние вертикальной осадки ht за время осадки Tt , одновременно частица должна переместиться по пульповоду вместе с потоком пульпы со скоростью перемещения потока Vplp на расчетное расстояние Lр до щели донного отсекателя. Эта зависимость выражается следующим математическим равенством: 



где: ht - расстояние вертикальной осадки твердой частицы;

Wst - скоростью стесненного осаждения твердой частицы;

Vplp - средняя скорость движения потока гидравлической смеси по наклонному пульповоду;

L р - горизонтальное расстояние, на которое перемещается осаждающаяся частица по оси пульповода за время вертикального перемещения на расстояние вертикальной осадки частицы ht ;

Lp1 - длина пульповода первой ступени обогащения (расстояние от вертикальной оси гидравлического грохота первой ступени обогащения до щели донного отсекателя пульповода); 

Tt - время осаждения твердой частицы размером dt на расчетную величину вертикальной осадки h t.

17. Процесс осаждения твердых частиц в наклонном пульповоде осуществляется в движущемся потоке пульпы, т.е. одновременно с осаждением твердые частицы участвуют в процессе их переноса движущимся по пульповоду потоком пульпы, при этом картина распределения скоростей в сечении потока представляет собой параболоид вращения. 

При турбулентном режиме движения потока пульпы по пульповоду возрастание величины скорости потока (в направлении от стенок пульповода к центру) от минимального значения Vmin на стенке трубы до максимального значения Vmax на продольной оси пульповода описывается уравнением кубической параболы. 

18. Расход пульпы qp1 по одной трубе пульповода первой ступени обогащения определяется по формуле:

q p1=0,25× Vplp× × D2p

где: qp1 - расход гидравлической смеси по одной трубе пульповода первой ступени обогащения;

Vplp - средняя скорость движения потока гидравлической смеси по наклонному пульповоду;

Dp - внутренний диаметр пульповода; 

=3,14159

19. Количество труб пульповода первой ступени обогащения определяется исходя из принятой расчетной производительности установки по составу и объему гидравлической смеси и определяется формулой:



где: qgr - производительность гидравлического грохота первой ступени обогащения по объему гидравлической смеси; 

qp1 - расход гидравлической смеси по одной трубе пульповода первой ступени обогащения.

20. Расчет параметров пульповода второй ступени обогащения в части определения производительности грохота второй ступени обогащения, количества и расчетной длины труб наклонного пульповода, скорости перемещения потока пульпы по пульповоду, а также ширины и занижения щели донного отсекателя аналогичны приведенному выше расчету параметров грохота и пульповода первой ступени обогащения.

21. Расчет площади поперечного сечения наклонного канала, его длины и количества наклонных каналов, установленных в верхней части гравитационного отстойника тонкослойного сгустителя, сводится к определению параметров вышеуказанных элементов, при которых в сборной емкости гравитационного отстойника будут осаждаться частицы только пустой породы, а частицы извлекаемого металла в составе отходов (“хвостов”) должны быть вынесены потоком гидравлической смеси в блок тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя.

22. Режим обтекания частицы при ее осаждении в наклонном канале, при движении потока гидравлической смеси вверх по каналу, характеризуется безразмерным параметром Rew, аналогичным числу Рейнольдса.

Числовое значение параметра Rew определяется по формуле:



где: - коэффициент кинематической вязкости жидкости (воды);

W0 - скорость осаждения частицы в неподвижной воде; 

dt - размер частицы (диаметр).

23. Величина W0 для твердых частиц размером крупностью от 0 до 0,12 мм (120 мкм) определяется по формуле Стокса, при условии осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе:



где: W0 - скорость осаждения частицы при условии осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе;

qt - плотность частиц твердой фазы гидравлической смеси;

qv - плотность жидкости (воды);

dt - размер (диаметр) частиц твердой фазы гидравлической смеси;

- динамический коэффициент вязкости воды;

g=9,81.

24. Осаждение твердых частиц в наклонных каналах, расположенных в верхней части гравитационного отстойника, в отличие от осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе, происходит в движущемся кверху потоке гидравлической смеси, причем скорость осаждения частиц зависит от характера режима осаждения частицы и ее формы.

Скорость осаждения частицы в таких условиях называется скоростью стесненного осаждения Wst и определяется по формуле:

Wst1 =W0× KR× K4

где: Wst1 - скоростью стесненного осаждения частицы;

К4 - коэффициент, учитывающий форму частицы;

S - концентрация гидравлической смеси - отношение осаждающегося в наклонном канале объема твердых частиц к движущемуся по наклонному каналу объему гидравлической смеси; 

W0 - скорость осаждения частицы при условии осаждения одиночной частицы в безграничном пространстве в статически неподвижной системе;

kr - коэффициент, учитывающий режим осаждения частицы при стесненном осаждении.

Величина коэффициента формы К4 выбирается в зависимости от формы частицы из гидравлических справочников.

25. Величина kr определяется по формуле

При Rew <2 величина kr определяется по формуле:



где: S - концентрация смеси;

kr - коэффициент, учитывающий режим осаждения частицы при стесненном осаждении. 

Rew - безразмерный параметр.

Числовое значение параметра Rew определяется по формуле:



где: - коэффициент кинематической вязкости жидкости (воды);

W0 - скорость осаждения частицы в неподвижной воде; 

dt - размер частицы (диаметр).

26. Длина наклонных каналов lk1, расположенных в верхней части гравитационного отстойника, их высота hK1 и площадь поперечного сечения Fk1 определяются из математического равенства, являющегося необходимым условием работы тонкослойного отстойника:



Длина канала Lк1 определяется по формуле:



где: Lv1 - расстояние вертикальной осадки твердой частицы;



Wst1 - скорость стесненного осаждения твердой частицы;

vg1 - скорость движения потока гидравлической смеси вверх по наклонному каналу;

lk1 - длина наклонного канала;

Тt1 - время осаждения твердой частицы размером dt1 на расчетную величину вертикальной осадки Lv1.

hk1 - высота наклонного канала в сечении, перпендикулярном продольной оси канала;

- угол наклона канала горизонтальной плоскости.

Анализируя формулу определения длины наклонного канала, можно сказать, что за время осадки твердой частицы извлекаемого минерала (металла) на дно наклонного канала она, осаждающаяся частица, не должна быть вынесена потоком гидравлической смеси, движущейся вверх по наклонному каналу со скоростью VG1.

Расстояние вертикальной осадки твердой частицы LV1 определяется по формуле:



где: hk1 - высота наклонного канала в сечении, перпендикулярном продольной оси канала;

- угол наклона канала горизонтальной плоскости.

27. Поток гидравлической смеси, пройдя через наклонные каналы, выходит наверх и имеет свободную поверхность. Для улучшения условий осаждения в наклонных каналах и создания стабильной гидродинамической структуры восходящего потока по всему сечению емкости гравитационного отстойника, над наклонными каналами устанавливается вертикальная стабилизационная решетка, выполненная из вертикальных каналов прямоугольной формы, которая осуществляет деление восходящего потока гидравлической смеси на множество отдельных вертикальных потоков с выравниванием вертикальных скоростей по всему сечению емкости гравитационного отстойника и исключает возможность возникновения горизонтальных потоков в верхней части емкости гравитационного отстойника.

Суммарная площадь затеняемого перегородками решетки поперечного сечения емкости гравитационного отстойника не должна превышать 5-7% общей площади поперечного сечения емкости гравитационного отстойника, а высота решетки выбирается в пределах (5-10)× hk1, площадь, ограниченная одной ячейкой решетки, выбирается в пределах (20-50)× Fk1, где F k1 - площадь поперечного сечения наклонного канала, а h k1 - высота наклонного канала.

28. Вторым обязательным условием при расчете тонкослойных отстойников является наличие ламинарного режима движения гидравлической смеси по наклонному каналу с обязательным условием сохранения устойчивости потока, т.е. величины критериев Рейнольдса и Фруда должны соответствовать параметрам следующих равенств:



где: - коэффициент кинематической вязкости жидкости (воды);

vg1 - скорость движения потока гидравлической смеси вверх по наклонному каналу;

R - гидравлический радиус наклонного канала;

Re - критерий Рейнольдса.



vg1 - скорость движения потока гидравлической смеси вверх по наклонному каналу;

R1 - гидравлический радиус наклонного канала;

Fr - критерий Фруда;

g=9,81 

Величина гидравлического радиуса R1 для канала прямоугольной формы определяется по формуле:



где: R1 - гидравлический радиус;

b k1 - ширина наклонного канала;

hк1 - высота наклонного канала.

29. Удельная нагрузка на один наклонный канал Z1 определяется по формуле:

Z1 =bK1× hк1× vg1

где: Z1 - удельная нагрузка на один наклонный канал;

dk1 - ширина наклонного канала;

hк1 - высота наклонного канала;

vg1 - скорость движения потока гидравлической смеси вверх по наклонному каналу;

30. Число наклонных каналов N1 определяется по формуле:



где: N1 - число наклонных каналов;

Q 1 - производительность отстойника по гидравлической смеси; 

Z1 - удельная нагрузка по гидравлической смеси на один канал.

31. Расчет площадь поперечного сечения наклонного канала, его длины и количества наклонных каналов, установленных в верхней части блока тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя, сводится к определению параметров вышеуказанных элементов, при которых в сборной емкости блока тонкослойного сгущения будут осаждаться мелкие частицы выделяемого металла, которые не были выделены в результате гидрогравитационного обогащения горной массы в наклонных пульповодах первой и второй ступеней обогащения, в гравитационном отстойнике и поступили в блок тонкослойного сгущения.

32. Расчет параметров блока тонкослойного сгущения выполняется по формулам, указанным в пунктах 21-30 с применением обозначений величин, применяемых в расчетах параметров блока гравитационного отстойника.

33. В случае соответствия вытекающей из блока тонкослойного сгущения потока осветленной гидравлической смеси (воды) техническим требованиям, предъявляемым к насосам перекачки воды, используемым в предлагаемой технологической схеме в части гранулометрической крупности и концентрации частиц в перекачиваемой насосом воде, эти стоки могут быть использованы в качестве источника оборотного водоснабжения в предлагаемой технологической схеме, а тонкослойный сгуститель может быть использован в качестве отдельного устройства для осветления (очистки) воды от тяжелых механических примесей в различных промышленных областях. 

Предложенный способ обогащения горной массы месторождений тяжелых металлов заключается в комбинации и сочетании приведенных способов обогащения и применяемого оборудования.

Совокупность существенных вышеперечисленных признаков предложенного способа проявляет новые свойства таким образом, что предложенное решение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Технологическая схема предложенного способа приведена на Фиг.1.

Поперечный разрез наклонного пульповода показан на Фиг.2.

Поперечный разрез донного отсекателя наклонного пульповода показан на Фиг.3. 

Вид в плане на щель донного отсекателя и эпюра скоростей потока гидравлической смеси показана на Фиг.4.

Фрагмент поперечного сечения пульповода и схема сил, действующих на осаждаемую твердую частицу с привязкой к вертикальной и горизонтальной осям поперечного сечения пульповода, показаны на Фиг.5.

Фрагмент продольного сечения пульповода с траекторией движения частицы по стенке пульповода в пристеночном ламинарном слое с привязкой к осям пульповода показан на Фиг.6.

Фрагмент верхней части конического гравитационного отстойника с изображением наклонных каналов и решетки стабилизации восходящего потока гидравлической смеси показан на Фиг.7.

Технологическая схема переработки вторичного концентрата на доводочном оборудовании показана на Фиг.8.

Фрагмент верхней части конического гравитационного отстойника с изображением наклонных каналов, решетки стабилизации восходящего потока гидравлической смеси и воротникового сборника показан на Фиг.9.

Фрагмент верхней части блока тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя с изображением наклонных каналов показан на Фиг.10.

Технологическая схема переработки сгущенной массы осадка блока тонкослойного сгущения химическими методами показана на Фиг.11.

Способ осуществляется следующим образом. 

1. Определяются лабораторными анализами полный минералогический и литологический составы перерабатываемой горной массы, рассев исходной горной массы по гранулометрическим классам с определением общего содержания извлекаемого металла, а также содержание извлекаемого металла в свободном, химически не связанном виде, в каждом гранулометрическом классе, особенно в классах от 0 до 44 мкм и от 44 до 74 мкм.

2. Определяется число стадий сокращения исходной горной массы на различном технологическом оборудовании, используемом в предлагаемом способе, при этом производится числовое определение граничных параметров получаемых сокращением гранулометрических классов на каждой стадии обогащения как по горной массе, так и по извлекаемому металлу.

3. На основании анализа содержания частиц извлекаемого металла в каждом гранулометрическом классе производится экспериментальная обработка перерабатываемой горной массы на доводочном оборудовании (центробежных концентраторах большой и малой производительности, на магнитных и магнитожидкостных сепараторах) для определения пределов постадийного сокращения обрабатываемого материала на доводочном оборудовании, а также для определения минимальных размеров частиц извлекаемого металла с целью определения экономической целесообразности последующего применения технологических операций по доизвлечению мелких и тонких частиц извлекаемого металла химическими способами - цианированием или кучным выщелачиванием, особенно в отношении переработки горной массы тонкоизмельченного рудного сырья.

4. На калибровочном оборудовании любого типа из исходной горной массы исключаются частицы пустой породы, превышающие по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определяемые лабораторными анализами исходной горной массы.

5. Откалиброванная горная масса (см. Фиг.1) по любой транспортной схеме подается в дозатор любого типа 1, из которого в дозированных объемах поступает в приемную камеру-смеситель 2, где смешивается методом барбатирования с водой, подаваемой насосной установкой 4.

6. Смешанная с водой горная масса в виде пульпы поступает в смонтированный в нижней части камеры-смесителя приемный патрубок насоса 3 перекачки гидравлической смеси любого типа (струйный, песковый, грунтовый и.т.), который подает пульпу по напорному пульповоду 6.

В конструкции напорного пульповода 6 выполнен самородкоуловитель 7, который устанавливается в пульповод при переработке горной массы, содержащей самородные частицы тяжелых драгоценных металлов, например Аu. Самородные частицы из самородкоуловителя 7 периодически выгружаются в транспортный контейнер 8 для транспортировки к месту хранения или дальнейшей технологической переработки.

7. Движущийся по напорному пульповоду поток пульпы через приемный патрубок 9 поступает в гидравлический грохот 10, в котором частицы твердой фазы гидравлической смеси калибруются на коническом решете, установленном в конической части 12 грохота-сепаратора 10, до определенных расчетом параметров калибровки частиц твердой фазы гидравлической смеси на гидравлическом грохоте первой ступени обогащения, разделяясь на надрешетный и подрешетный продукты. 

8. Надрешетный продукт в виде крупных частиц пустой породы, не прошедших через калибровочное решето, выводится из конической части 12 гидравлического грохота 10 через боковой патрубок 11 в виде гидравлической смеси (пульпы).

В процессе калибровки горной массы на коническом решете возможен случайный смыв некоторой части извлекаемого металла и вынос его вместе с частицами пустой породы из гидравлического грохота потоком жидкой фазы гидравлической смеси через боковой патрубок 11. Для исправления этого явления поток гидравлической смеси из патрубка 11 направляется для доизвлечения частиц выделяемого металла в доводочном оборудовании любого типа 42 (шлюз мелкого наполнения, отсадочная машина и т.д.).

9. Подрешетный продукт в виде мелких частиц пустой породы и извлекаемого металла, прошедших через калибровочное решето, выводится из конической части гидравлического грохота через делитель 13 и поступает в виде пульпы в наклонный пульповод 14, выполненный из определенных ранее расчетом одной или нескольких труб.

Двигаясь самотеком в составе пульпы по наклонному пульповоду 14 (см. Фиг.2), все частицы извлекаемого металла и частицы пустой породы подвержены воздействию гравитационной силы, под воздействием которой они осаждаются в донную часть пульповода 15 и движутся по дну пульповода в виде обводненного слоя твердых частиц площадью fk , при этом плотность обводненного слоя зависит от минералогического, литологического и гранулометрического составов частиц перерабатываемой горной массы, а также формы частиц.

Расчет параметров пульповода первой ступени обогащения (длина пульповода, ширина и занижение щели донного отсекателя и длина концевой секции пульповода) производится в соответствии с определенным ранее расчетом гранулометрической крупности частиц извлекаемого металла, выводимых из пульповода первой ступени обогащения через донный отсекатель.

Процесс осаждения твердых частиц в наклонном пульповоде 15 осуществляется в движущемся потоке пульпы (см. Фиг.4), т.е. одновременно с осаждением под действием гравитационной силы твердые частицы 46 участвуют в процессе их переноса движущимся по пульповоду потоком пульпы, при этом картина распределения скоростей в сечении потока представляет собой параболоид вращения.

При турбулентном режиме движения потока гидравлической смеси по пульповоду наблюдается возрастание величины скорости потока (в направлении от стенок пульповода к центру) от минимального значения Vmin на стенке трубы до максимального значения Vmax на продольной оси пульповода. Закономерность возрастания скорости выражается уравнением параболы.

9. Входя в составе пульпы в участок стабилизации пульповода первой ступени обогащения 14, твердые частицы 46 движутся по пульповоду 15 в режиме неустановившегося движения потока, характеризующемся хаотичностью перемещения частиц в осевом и поперечном направлениях по отношению к направлению движения потока пульпы.

В результате хаотичности движения частиц в пространстве пульповода 15 частицы 46, твердые частицы (см. Фиг.4), попадают в пристеночный кольцевой ламинарный слой толщиной 5.

Частицы пустой породы и частицы извлекаемого металла, размеры которых меньше, чем толщина кольцевого ламинарного слоя 6, как бы “запираются” в тонком ламинарном слое движущимися слоями пульпы, расположенными ближе к оси пульповода и, соответственно, имеющими большие скорости перемещения, продолжая двигаться со скоростью Vt в осевом направлении по пульповоду “запертыми” в движущейся гидравлической ловушке.

Частицы пустой породы и частицы извлекаемого металла, размеры которых больше, чем толщина кольцевого ламинарного слоя 5, осаждаются в движущемся по пульповоду потоке пульпы под действием гравитационной силы.

В кольцевой щели ламинарного пристеночного слоя твердая частица 46 (см. Фиг.4, 6) движется по траектории F-F1-F2-F n в осевом направлении со скоростью Vt.

Под действием гравитационной силы твердая частица 46 скользит вниз по стенке пульповода 15 на расстояние St, проходя по вертикали расстояние ht и смещаясь по горизонтали в поперечном направлении на расстояние bt, в осевом направлении твердая частица переносится на расстояние Lx , причем перенос частицы производится за счет расположенных ближе к оси пульповода и движущихся с большей скоростью слоями пульпы.

10. Лабораторными исследованиями объемов пульпы, выводимых через донный отсекатель 16 пульповода первой ступени обогащения (см. Фиг.2), определяется соотношение Т:Ж в исследуемых объемах пульпы, на основании которых математически определяется объем придонного слоя F“, толщина слоя hi, ширина слоя по верхнему урезу в точках L и Т (хорда bs) и центральный угол 2а, опирающийся на хорду bs, образованный радиусами LO и ТО, проведенными из центра в точке О поперечного сечения пульповода 15, в точки L и Т пересечения окружности с хордой. 

11. На твердую частицу 46 (см. Фиг.5), находящуюся на внутренней стенке трубы пульповода 15 и двигающуюся в пристеночном ламинарном слое толщиной , действует гравитационная сила Q, которая раскладывается на силу нормального давления Gf, вектор которой перпендикулярен плоскости, проходящей через точку касания частицей стенки пульповода в точке F, и скатывающую силу Cf, направленную касательно к указанной плоскости.

Из анализа графического построения (см. Фиг.5) видно, что угол f, образованный векторами силы нормального давления Cf и вектором гравитационной силы Q, равен половине центрального угла 2 f, а угол , образованный векторами гравитационной силы Q и скатывающей силы Cf, является углом естественного откоса Q для материала осаждающейся частицы 46 извлекаемого минерала (металла). Данные об углах естественного откоса материалов 9 в сухом и мокром приводятся в специальной технической литературе или определяются экспериментально для каждого конкретно перерабатываемого типа горной массы.

12. Исходя из установленных закономерностей (см. Фиг.2) и основываясь на том факте, что твердая частица 46 извлекаемого металла будет скатываться вниз по дуге (по внутренней стенке пульповода 15) до того момента, когда угол не станет равным или меньше угла естественного откоса для материала осаждающейся частицы в мокром виде, при этом величина хорды, на которую опирается центральный угол 2 , определит размер ширины щели bs, при которой частица еще может скатываться вниз по внутренней стенке пульповода.

Примем величину угла f= , гарантирующую движение твердой частицы вниз по внутренней стенке пульповода 15, тогда исходя из половинной величины центрального угла 2 f и внутреннего диаметра пульповода Dp определяется ширина щели донного отсекателя (величина хорды b f) по геометрической формуле:



13. Донный отсекатель пульповода первой ступени обогащения (см. Фиг.4) конструктивно представляет собой ленточную щель 43 длиной Lf и шириной bf, выполненную в донной части пульповода 15. Снизу щель закрыта корпусом 44, в котором шарнирно установлена задвижка 45, перекрывающая полость щели 43 снизу, при полном поджатии задвижки 45 к трубе пульповода 15.

Положение задвижки 45 в корпусе 44 определяется регулируемым расстоянием h2, которое может изменяться от 0 до величины h1 (глубины корпуса 44), тем самым позволяя регулировать объем выводимой гидравлической смеси из пульповода через донный отсекатель.

Максимальное расстояние вертикальной осадки ht частицы (см. Фиг.2) до входа в зону щели отсекателя определяется по формуле:

ht=Dp+0,5× Dp-h1

где: h1 - расстояние вертикальной осадки твердой частицы;

Dp - внутренний диаметр пульповода;

h1 - величина стрелки дугового сегмента площадью Fк, определяемая по формуле:



где: 2 f - центральный угол углового сектора окружности диаметром, равным внутреннему диаметру пульповода Dp, опирающегося на хорду, равную ширине щели bf донного отсекателя. 

14. Выводимая через донный отсекатель пульповода первой ступени обогащения пульпа в виде первичного концентрата (см. Фиг.1) поступает в приемную камеру-смеситель 18, в нижней части которой конструктивно выполнен приемный патрубок насоса перекачки пульпы любого типа (струйный, песковый, грунтовый и.т.) 19, который подает пульпу по напорному пульповоду 20, при этом вода в насос 19 подается насосной установкой 4.

15. Движущийся по напорному пульповоду 20 поток пульпы через приемный патрубок 21 поступает в гидравлический грохот 22, в котором твердые частицы пульпы калибруются на коническом решете любого типа, установленном в конической части 24 грохота-сепаратора 22, до определенных расчетом параметров калибровки частиц на гидравлическом грохоте второй ступени обогащения, разделяясь на надрешетный и подрешетный продукты. 

16. Надрешетный продукт в виде крупных частиц пустой породы, не прошедших через калибровочное решето, выводится из конической части 24 гидравлического грохота 22 через боковой патрубок 23 в виде пульпы.

В процессе калибровки горной массы на коническом решете возможен случайный смыв некоторой части извлекаемого металла и вынос его вместе с частицами пустой породы из гидравлического грохота потоком пульпы через боковой патрубок 23. Для исправления этого явления поток пульпы из патрубка 23 направляется для дополнительного извлечения частиц выделяемого металла в доводочном оборудовании любого типа 42 (шлюз мелкого наполнения, отсадочная машина и т.д.).

17. Подрешетный продукт в виде мелких частиц пустой породы и извлекаемого металла, прошедших через калибровочное решето, выводится из конической части гидравлического грохота и через делитель 25 поступает в виде пульпы в наклонный пульповод 26, выполненный из определенных ранее расчетом одной или нескольких труб.

18. Расчет параметров пульповода второй ступени обогащения (длина пульповода, ширина и занижение щели донного отсекателя 28, длина концевой секции пульповода) производится в соответствии определенным ранее расчетом гранулометрической крупности частиц извлекаемого металла, выводимых из пульповода первой ступени обогащения через донный отсекатель, и согласно методике и последовательности расчетов параметров пульповода второй ступени обогащения в соответствии с пунктами 9-13.

19. Частицы извлекаемого металла и частицы пустой породы, выведенные из пульповода 27 через щель донного отсекателя 28, поступает самотеком на дальнейшую технологическую переработку на комплексе доводочного оборудования, осуществляющем ряд последовательных технологических операций, объединенных в группы “Процесс I” (см. Фиг.1, Фиг.8).

20. Пульпа из концевых секций 17 и 29 (см. Фиг.1) пульповодов первой и второй ступеней обогащения поступает в коническую емкость гравитационного отстойника 33, конструктивно входящего в состав тонкослойного сгустителя 39.

Поток пульпы в составе твердых частиц пустой породы, извлекаемого минерала (металла) и жидкости (воды), попадая в емкость гравитационного отстойника 33 (см. Фиг.7), теряет скорость и рассредотачивается в пространстве емкости в горизонтальном и вертикальном направлениях в процессе пространственной диффузии. 

21. Поток пульпы ввиду замкнутости емкости гравитационного отстойника 33 устремляется вверх и входит в блок наклонных, изолированных друг от друга каналов 34, установленных под углом 1 к горизонтальной плоскости, длина LK1 , высота hк1 и площадь поперечного сечения Fк1 которых рассчитаны таким образом, что вниз по наклонным днищам каналов с скоростью Vt1 движутся крупные частицы только пустой породы 63, осаждающиеся в полости канала со скоростью стесненного осаждения Wst1, а вверх со скоростью V g1 вместе с потоком жидкости движутся частицы выделяемого металла и мелкие частицы пустой породы 64, разница в гранулометрических размерах которых определяется коэффициентом равнопадаемости.

22. Частицы пустой породы 63 под действием гравитационной силы опускаются вниз и в виде сгущенного осадка накапливаются в емкости гравитационного отстойника 33, из которой по мере накопления удаляются струйным насосом 40, размещенным в донной части гравитационного отстойника 38. Сгущенный осадок в виде смеси частиц пустой породы и воды, подаваемой насосной установкой 4, направляется в гидроотвал 41.

23. Выходя из блока наклонных каналов 34 поток пульпы (см. Фиг.7) со скоростью Vg1 входит в межперегородочные пространства вертикальной стабилизационной решетки 32, выполненной из вертикальных каналов прямоугольной формы размером br × Lr и высотой hr.

Переливаясь через края стабилизационной решетки (см. Фиг.9), поток пульпы с твердыми частицами 64 попадает в открытый сборный лоток воротникового типа 65, поперечное сечение которого позволяет выходящему потоку пульпы по каналу сборного лотка шириной b v самотеком поступать в приемную воронку 35 блока тонкослойного сгущения 36 (см. Фиг.1).

23. Входя в емкость блока тонкослойного сгущения 36 поток пульпы ввиду замкнутости емкости блока тонкослойного сгущения 36 устремляется вверх и входит в блок наклонных, изолированных друг от друга каналов 37, установленных под углом 2 к горизонтальной плоскости, длина lk2 , высота hк2 и площадь поперечного сечения FK2 которых рассчитаны таким образом, с таким расчетом, чтобы в сборной емкости тонкослойного сгустителя осаждалась масса, содержащая более крупные частицы выделяемого металла и частицы пустой породы, разница в гранулометрических размерах которых определяется коэффициентом равнопадаемости, а выходящая из блока тонкослойного сгущения гидравлическая смесь, содержала бы в своем составе частицы пустой породы и извлекаемого металла, размеры которых соответствует определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки в блоке тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя.

Вниз по наклонным днищам каналов с скоростью Vt2 движутся крупные частицы 66 пустой породы и выделяемого металла, осаждающиеся в полости канала со скоростью стесненного осаждения Wst2, а вверх с скоростью Vg2 вместе с потоком жидкости движутся мелкие частицы 67 выделяемого металла и частицы пустой породы. Разница в гранулометрических размерах частиц определяется коэффициентом равнопадаемости.

24. Частицы извлекаемого металла и частицы пустой породы 66 под действием гравитационной силы опускаются вниз и в виде сгущенного осадка накапливаются в сборной емкости тонкослойного сгустителя 36, из которой выводятся через выпускной патрубок, размещенный в донной части емкости, для дальнейшей переработки на комплексах доводочного оборудования, осуществляющих ряд последовательных технологических операций, объединенных в группы “Процесс I” и “Процесс II” (см. Фиг.1, Фиг.8).

Суть технологических операций, объединенных в группу “Процесс I”, заключается в следующем.

Сконцентрированный сгущенный осадок частиц в сборной емкости тонкослойного сгустителя 36 подвергается переработке в концентраторе 47, полученный в результате переработки концентрат концентратора 50 сушится в сушильном оборудовании любого типа 51, в сухом виде 52 обрабатывается на магнитожидкостном сепараторе 53. Полученный в результате обработки на магнитожидкостном сепараторе концентрат сепарации 54 складируется в сборной емкости 55 и отправляется для химической очистки методами аффинажа. “Хвосты” магнитожидкостной сепарации 56 отправляются в отвал.

В случае наличия в “хвостах” концентратора 48, складируемых в сборной емкости 49, свободных, химически не связанных частиц выделяемого металла, они подвергаются повторной одинарной или двойной переработке (перечистке), например, на центробежном концентраторе малой производительности.

В случае наличия в “хвостах” концентратора 48 несвободных, химически связанных частиц выделяемого металла они подвергаются при соблюдении мер санитарной и экологической безопасности дальнейшей технологической переработке на предмет извлечения, например, золота, на комплексе доводочного оборудования, осуществляющем ряд последовательных технологических операций, объединенных в группу “Процесс II” (см. Фиг.1, Фиг.11), в случае отсутствия в “хвостах” частиц извлекаемого минерала - отправляется без переработки в отвал.

25. Суть технологических операций, объединенных в группу “Процесс II”, заключается в следующем.

Сконцентрированный сгущенный осадок частиц в сборной емкости тонкослойного сгустителя 36 или хвосты концентрации 48 из сборной емкости 49 в виде технологического продукта 58 подвергаются переработке методами кучного выщелачивания в технологической емкости 57 или цианирования в технологической емкости 61.

Полученный в результате переработки тем или иным способом химической переработки раствор извлекаемого металла 60 сливается в сборную емкость 61 и поступает на дальнейшую переработку с целью извлечения из раствора металла. Пустая порода в виде “хвостов” 59, 62 отправляются в отвал.

26. Выходящая из блока тонкослойного сгущения через патрубок 39 пульпа, содержащая в своем составе частицы пустой породы и извлекаемого металла, размеры которых соответствуют определенному ранее расчетом гранулометрическому классу на стадии калибровки твердых частиц в блоке тонкослойного сгущения тонкослойного сгустителя, направляется в отстойник 5. 

В случае соответствия вытекающей из блока тонкослойного сгущения потока осветленной гидравлической смеси техническим требованиям, предъявляемым к насосам перекачки воды, используемым в предлагаемой технологической схеме в части гранулометрической крупности и концентрации частиц в перекачиваемой насосом жидкости (воде), эти стоки могут быть использованы в качестве источника оборотного водоснабжения в предлагаемой технологической схеме. 

Пример расчета.

Предлагается произвести расчеты основных параметров установки для извлечения свободных, химически не связанных частиц золота из горной массы россыпного месторождения. 

Горная масса россыпного месторождения по литологическому составу состоит из речного песка с валунно-галечными включениями, характерными для указанного типа месторождений, частицы песка размером до 3,0 мм имеют округлую форму.

Плотность горной массы месторождения 2,4 т/м3, среднее содержание золота 2,88 г/м3.

Гранулометрический состав частиц вмещающей горной массы, частиц золота и распределение частиц золота по гранулометрическим классам представлены в табл.1.



Анализируя данные, приведенные в табл.1, можно сказать, что задача извлечения частиц золота сводится к осаждению металла из вмещающей горной массы, представленной частицами гранулометрического класса - 3,0 мм.

Золото в представленных в табл.1 гранулометрических классах представлено частицами разной формы, формы частиц показаны в табл.2.



Экспериментальная обработка исходной горной массы на центробежных концентраторах производительностью 1 т/ч показала, что извлекаемость частиц золота округлой и угловатой формы гранулометрических классов - 3+0,074 мм находится в пределах экономической целесообразности применения этих аппаратов в части извлечения сводных, химически не связанных частиц золота, а экспериментальная обработка исходной горной массы на центробежных концентраторах производительностью 100 кг/ч показала, что извлекаемость частиц золота продолговатой формы гранулометрических классов - 0,074+0,044 мм также находится в пределах экономической целесообразности применения этих аппаратов в части извлечения сводных, химически не связанных частиц золота. 

Экспериментальная обработка исходной горной массы на центробежных концентраторах производительностью 100 кг/ч показала, что извлекаемость частиц золота продолговатой и пластинчатой формы гранулометрических классов - 0,044+0,022 мм составляет порядка 68% от их изначального содержания в перерабатываемой исходной горной массе.

Экспериментальная обработка исходной горной массы показала, что не происходит извлечения частиц золота пластинчатой формы гранулометрического класса - 0,022 мм при переработке на центробежных концентраторах производительностью 100 кг/ч. Следовательно, извлечение частиц золота такой формы и таких гранулометрических размеров возможно только с применением методов цианирования или кучного выщелачивания.

Применение таких химических методов извлечения возможно при строгом соблюдении мер санитарной и экологической безопасности.

Извлечения такого количества металла (14,4 мг: 2880 мг × 100%=0,5%) химическими способами экономически не целесообразно, поэтому фракция - 0,022 мм перерабатываться методами цианирования или кучного выщелачивания не будет и пойдет в отвал.

Исходя из данных, приведенных в табл.1, произведем разбивку стадий калибровки исходной горной массы по гранулометрическим классам применительно к используемому оборудованию сокращения в пересчете на 1 м 3 перерабатываемой массы и сведем данные в табл.3.



В движущемся потоке пульпы в пульповоде первой ступени обогащения будут осаждаться частицы извлекаемого металла и пустой породы класса 3 мм.

Анализ данных табл.3 показывает, что при переработке предлагаемым способом исходной горной массы вышеуказанного гранулометрического состава в пульповод первой ступени обогащения поступает 46,4% горной массы (от изначального объема), откалиброванной до размера 3 мм.

Рассчитаем параметры оборудования установки производительностью 25 м3/ч по исходной массе (2400× 25=60000 кг=60 т). В пульповод первой ступени обогащения в час поступит 25× 0,434=10,85 м3/ч (10,85× 2,4=26,04 т/ч) откалиброванной горной массы.

Пульповод изготовить из труб 159× 4,5 мм, площадь поперечного сечения одной трубы: 

Ftp=0,25× × D2p=0,25× 3,14× 15 2=176,71458. Ftp=176,71458 см2

Выполним пульповод первой ступени обогащения сотовым - состоящим из четырех труб Dp=150 мм, тогда суммарная площадь пульповода будет равна:

F=4× Ftp=176,71458× 4=706,85832 см2

Зададимся соотношением Т:Ж=1:20 в движущемся по пульповоду потоке пульпы. Расход пульпы Q р по пульповоду:

Qр=10,85× 20+10,85=227,85 (м3/ч)=227,85:3600=0,063291666 (м3/с)

Qp=63291,666 см3/с

Средняя скорость Vplp движения потока гидравлической смеси по трубам пульповода:

Vplp=Qp:F=63291,666:706,85832=89,539394 

Vplp=95,728753 см/с=0,895393 м/с

Температура воды, подаваемой в агрегаты установки равна +12° С.

Плотность потока гидравлической смеси qsm, движущегося по трубам:



Средневзвешенный размер dsr движущихся по пульповоду частиц для указанных гранулометрических классов по формуле:







Величина W0 для твердых частиц крупностью d sr=0,9163318 мм:





Минимальная скорость перемещения Vmin:





Vmin=52,271338 см/с

Экспериментальным замером в продукте (пульпе), выводимом через щель донного отсекателя, определено Т:Ж=1:5.

По одной трубе пульповода перемещается объем твердых частиц:



Поток пульпы по пульповоду перемещается со скоростью 89,5393 см/с, тогда площадь дугового сегмента fк, занятого объемом твердых частиц равна:

fkt=753,47222:89,5393=8,41498. fkt=8,41498 см2

Площадь движущегося донного потока fk, равного площади дугового сегмента, занятого движущимся донным потоком пульпы при соотношении Т:Ж=1:5, определяется по формуле:

fk=8,41498× 6=50,48988 (см2)

По таблицам геометрических зависимостей между площадью дугового сегмента, диаметром пульповода D p и центральным углом 2 f находим, что при 2 f=140° площадь дугового сегмента fk =50,643922 см2.

Геометрически площадь движущегося донного потока:



Занижение щели донного отсекателя h2 определяется из равенства fk=Ff:



h2=2,7635074 мм

При таком занижении щели донного отсекателя h2=2,7635074 мм по дуге (в донной части трубы) пульповода в 140° из пульповода выйдет весь движущийся донный поток FK, т.е. сокращения объема выводимой массы твердых частиц по отношению к их изначальному объему не произойдет.

Основная масса выводимых из пульповода частиц представлена обводненными частицами песка, угол естественного откоса 9 которых равен 25° .

Примем величину угла f=25° , гарантирующую движение твердой частицы вниз по внутренней стенке пульповода, тогда исходя из половинной величины центрального угла 2 f=50° и внутреннего диаметра пульповода D p=15 см определим ширину щели донного отсекателя (величина хорды bf) по геометрической формуле:

bf =Dp:Sin f=15: Sin 25° =6,4 bf=6,4 см

Величина занижения щели донного отсекателя h2min при ширине щели bf=6,4 см выбирается в соответствии с равенством:



При таком занижении щели донного отсекателя h2 =14,29731 мм по дуге (в донной части трубы) пульповода в 50° из пульповода выйдет весь движущийся донный поток fk , т.е. сокращения объема выводимой массы твердых частиц по отношению к их изначальному объему не произойдет.

Минимальное значение занижения щели донного отсекателя h2min рациональнее выбрать в зависимости от размера выводимых частиц dtm :

h2min=dtm+0,5 мм=3+0,5=3,5 h 2min=3,5 мм

где: dtm - максимальный размер частицы извлекаемого металла.

Приняв ширину щели донного отсекателя bf=6,4 см, а занижение щели h2min =3,5 мм, определяем площадь поперечного fk1 сечения потока пульпы, выводимого через щель из пульповода:

f k1=bf× h2min=3,5× 6,4=22,4. fk1=22,4 см2

Сокращение объема выводимых из пульповода частиц при fk1=22,4 см2 по отношению к объему входящих в пульповод частиц определиться отношением:

fk:fk1=50,643922:22,4=2,26088 

13. Минимальная длина щели донного отсекателя Lfmin :



14. Скорость стесненного осаждения в пульповоде первой ступени обогащения производится для осаждаемых частиц кварца и частиц золота размером 0,074 мм. Размер частиц кварца:

dкв=dAu× Kp

dкв=0,074× 3,171861=0,234717; dкв =0,234717 мм

Коэффициент равнопадаемости для частиц размером 0,234717 мм:



dкв=0,074× 3,171861=0,234717; dкв =0,234717 мм

Величина W0 для т частиц dкв=0,234717 мм:





Скорость стесненного осаждения Wst и определяется по формуле:

Wst=W0× K1× K2× K3× K4

K1 - коэффициент, учитывающий уменьшение действительного поперечного сечения потока жидкости за счет пространства, занятого твердыми частицами, определяется по формуле:.

Кi=1- 2/3

где: - часть объема потока гидравлической смеси, которая занята твердой фазой (твердыми частицами): =11,6 м3:243,6 м3=0,047619

K 1=1-0,0476192/3=0,868623

K2 - коэффициент, учитывающий изменение средней разности удельного веса между твердыми частицами и жидкостью на величину 1- .

К2=1- =1-0,047619=0,952381

К3 - коэффициент, учитывающий поправку на вязкость.

К3=1-2,5 =1-2,5× 0,047619=0,88

К4 - коэффициент учитывающий форму частицы.

K1× K2× К3=0,868623× 0,952381× 0,880952=0,728776

Величина коэффициента формы К4 выбирается, в зависимости от формы частицы, из гидравлических справочников:

Расчет времени осаждения твердой частицы Tt производится по формуле:

Tt=ht :Wst

где: ht - расстояние вертикальной осадки частицы, ht=13,95195 см;

Wst - скорость стесненного осаждения твердой частицы, см/с.

Длину участка стабилизации потока примем равной 40 диаметрам пульповода, т.е. lст=0,15× 40=6,0. Lст =6 м

Длина пульповода Lп=Lст+L oc

Определим величину скорости стесненного осаждения Wst для разной формы частиц и скорость осадки частиц разной формы в пульповоде первой ступени обогащения. Результаты сведем в табл.4.



При переработке 25 м3/ч исходной горной массы через донные отсекатели пульповода первой ступени обогащения выводится qрк1=4,7975 м3/ч твердых частиц, поступающих на калибровку в гидравлический грохот второй ступени обогащения.

В гидравлическом грохоте второй ступени обогащения твердые частицы пульпы контрольно калибруются до размера 3 мм, и пульпа в виде подрешетного продукта поступает на гидрогравитационное обогащение в пульповод второй ступени обогащения, при этом 0,239875 м3/ч твердых частиц уносится в боковой патрубок в отвал (5%).

Зададимся соотношением Т:Ж=1:20 в смеси, поступающей в пульповод второй ступени обогащения, общий объем пульпы, протекающей по пульповоду, равен: Qобщ=4,557625× 20+4,557625=95,710125 (м3/ч).

Секундный расход пульпы qp :

qp=Qобщ:3600=95,710125:3600=26586,145 (см3/с).

Пульповод второй ступени обогащения выполним из двух труб с внутренним диаметром 150 мм, площадь поперечного сечения пульповода равна:

F2=2× 0,25× × D2p=353,42916 (см2)

Скорость движения потока пульпы Vpp2 по пульповоду второй ступени обогащения:

Vpp2=qp :F2=26586,145:353,42916=75,223405 (см/с)

Расчет параметров пульповода второй ступени обогащения проведем по формулам расчета для пульповода первой ступени обогащения, поскольку примем к расчету все граничные условия и параметры, которыми пользовались при расчете пульповода первой ступени обогащения.

Длину пульповода второй ступени обогащения определим с учетом изменения скорости потока пульпы в пульповоде по отношению к величине скорости потока пульпы в пульповоде первой ступени обогащения. Расчет сведем в табл.5.



Объем вторичного концентрата qpк2, выводимый через донные отсекатели двух труб пульповода второй ступени обогащения: 

qpк2=qpк1:К=4,557625:2,26088=2,0158632 (м3/ч)=559,962 (см3/с).

где: К - коэффициент сокращения объема, К=2,26088.

При соотношении Т:Ж=1:5 объемное содержание воды в пульпе qв, выводимой через донный отсекатель:

qв=qpк2× 5=559,962× 5=2799,81 (см3/с)=10,079316 (м3/ч)

Обобщим полученные результаты по обогащению горной массы в пульповоде второй ступени обогащения и сведем их в табл.6.



Обобщим полученные результаты по обогащению 25 м3 горной массы в оборудовании предложенного метода и сведем их в табл.7.



Расчет параметров наклонных каналов, установленных в верхней части гравитационного отстойника, сводится к тому, что в сборной емкости гравитационного отстойника должны сконцентрироваться частицы пустой породы класса - 3 + 0,074 мм, а частицы золота гранулометрического класса - 0,074 мм и отличающиеся по размерам на коэффициент равнопадаемости частицы пустой породы должны быть вынесены из блока наклонных каналов потоком пульпы. Плотность потока гидравлической смеси qsm:



Коэффициент равнопадаемости для частиц: dt<0,1 мм:



Размер частицы песка (кварца), имеющую одинаковую скорость осаждения с частицей золота размером 0,044 мм:

dp =qau× Kp=0,044× 3,196651=0,14065264 (мм)

W0 для твердых частиц крупностью d кв=0,140652 мм:





Расчет параметров каналов произведем по геометрическим и физическим параметрам частиц песка размером dкв=0,14065264 мм.

Числовое значение параметра Rew для частицы размером dкв:



Концентрация гидравлической смеси (пульпы) смеси S в наклонных каналах гравитационного отстойника:



Скорость стесненного осаждения Wst твердых частиц в наклонных каналах, расположенных в верхней части гравитационного отстойника:

Wst1=W0× KR× K4

При Re w<2 величина kr определяется по формуле:



Выберем сечение канала равным h× b=10× 15 мм=1× 1,5 см, установленного под углом 60° к горизонтальной плоскости по длинной стороне b, тогда величина расстояния осадки частицы определиться по формуле:

Lv1=1:Cos60° =1:0,5=2 (см).

Гидравлический радиус сечения канала:



Скорость стесненного движения потока гидравлической смеси вверх по наклонному каналу vg1, Re=485,04446:





Производительность одного канала Z:

Z=h× b× vgt=1× 1,5× 5=7,5 см3/с

Число наклонных каналов 

Примем N=11644=108× 108. Блок таких каналов представляет собой в плане прямоугольник размером 200× 150 см.

Высота решетки стабилизации (5-10)× hk1=10× 2=20 (мм)

Площадь одной ячейкой решетки (20-50)× F k1=50× 1,5=7,5 (см2)

Определим значение скорости стесненного осаждения частиц разной формы, определим время осаждения частиц на дно канала и длину канала, расчеты сведем в табл.8.



В наклонные каналы блока тонкослойного сгущения входит 7,46921 м3/ч твердых частиц золота фракции - 0,074 мм и частиц пустой породы, размер которых больше от частиц золота на коэффициент равнопадаемости.

Из наклонных каналов выходит 0,425 м3/ч частиц золота фракции - 0,022 мм и частиц пустой породы, размер которых больше от частиц золота на коэффициент равнопадаемости.

В осадок выпадает 7,044261 м3 /ч частиц золота размером - 0,074+0,022 мм и частиц пустой породы, размер которых больше от частиц золота на коэффициент равнопадаемости. 

Расчет проведем по параметрам частиц кварца. Применим каналы тех же размеров, что и в гравитационном отстойнике.

Плотность потока гидравлической смеси qsm:



Коэффициент равнопадаемости для частиц: dt<0,1 мм:



Размер частицы песка (кварца), имеющей одинаковую скорость осаждения с частицей золота размером 0,022 мм:

dp =dAu× Кр=0,02× 3,196651=0,070326 (мм)

W0 для твердых частиц крупностью d кв=0,070326 мм:





Расчет параметров каналов произведем по геометрическим и физическим параметрам частиц песка размером dкв=0,070326 мм.

Числовое значение параметра Rew для частицы размером dкв:



Концентрация гидравлической смеси (пульпы) S в наклонных каналах гравитационного отстойника:



Скорость стесненного осаждения Wst твердых частиц в наклонных каналах, расположенных в верхней части гравитационного отстойника:

Wst1=W0× KR× K4

Производительность одного канала Z:

Z=h× b× vg1=1× 1,5× 5=7,5 см3/с

Число наклонных каналов 

Примем N=11644=108× 108. Блок таких каналов представляет собой в плане прямоугольник размером 200× 150 см.

Определим значение скорости стесненного осаждения частиц разной формы, определим время осаждения частиц на дно канала и длину канала, расчеты сведем в табл.9.






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ обогащения, заключающийся в исключении на калибровочном оборудовании пустой породы, превосходящей по размеру максимальный размер частиц извлекаемого металла, определенный лабораторными анализами и экспериментальной обработкой на оборудовании центробежной сепарации, материала исходной горной массы с последующей калибровкой полученного продукта на гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта гидравлического грохота в наклонном пульповоде с постоянным выведением из наклонного пульповода через щель донного отсекателя обогащенного продукта с последующей его контрольной калибровкой на дополнительном гидравлическом грохоте и гидрогравитационным обогащением подрешетного продукта дополнительного гидравлического грохота в дополнительном наклонном пульповоде с постоянным выведением из дополнительного наклонного пульповода через щель донного отсекателя вторичного концентрата с последующей непрерывной обработкой последнего на центробежных концентраторах для последующего извлечения крупных частиц извлекаемого металла на доводочном оборудовании, при этом стоки наклонных пульповодов совместно постадийно обрабатывают в гравитационном отстойнике и тонкослойном сгустителе для осадки в гравитационном отстойнике частиц пустой породы, причем сгущенный в тонкослойном сгустителе осадок обрабатывают на дополнительных центробежных классификаторах для извлечения мелких частиц извлекаемого металла, а отходы центробежной сепарации обрабатывают методами цианирования или кучного выщелачивания.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru