Введение к работе
Актуальность работы. Одним из важнейших направлений стабилизации экономики РФ является увеличение объема добычи золота из недр. Около 80% добычи золота осуществляется из россыпей, поэтому чрезвычайно важной задачей является повышение эффективности обогащения золотосодержащих шлихов. При выделении свободного золота до сих пор применяются малоэффективные или вредные для здоровья процессы от-дувки, ручной отбойки на вашгердах, лотках или ртутная амальгамация.
Реорганизация золотодобывающей отрасли привела к появлению множества самостоятельных структур среднего и мелкого масштаба, которые не в состоянии рентабельно использовать известные современные дорогостоящие технологии и оборудование. В этих условиях вопрос совершенствования оборудовашія для обогащения золотосодержащих шлихов в направлении повышения его технологической и экономической эффективности является чрезвычайно актуальным.
Настоящее исследование посвящено совершенствованию технологии и оборудования для извлечения золота в магнитных жидкостях - одного из наиболее перспективных современных методов. В парамагнитном варианте этот способ был разработан в конце 60-х годов специалистами ИГИ АНСССР и детально исследован учеными ЦНИГРИ. С переходом на ферромагнитные коллоиды освоением магнитожидкостной сепарации (МЖС) занимались институты ГМУО (Луганск), ЦНИИОлово (Новосибирск), ВНИИПВторцветмет (Донецк), СКГМИ (Владикавказ) и
Др-
Большинство созданных за этот период и применяемых в практике МЖ-сепараторов изготовлены на базе сложных, громоздких и дорогостоящих электромагнитных систем. Это сдерживает широкое применение аппаратов в золотодобывающей промышленности . Поэтому задача снижения стоимости металло- и энергоемкости МЖ-сепараторов представ-
ляется весьма актуальной. Наиболее перспективным при этом является перевод МЖ-сепараторов на постоянные магниты. Это требует глубоких теоретических и экспериментальных исследований. В настоящей работе рассматриваются результаты работ выполненных автором в данном направлении.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности обогащения золотосодержащих продуктов за счет усовершенствования магнитожидкостных сепараторов применением в их конструкциях постоянных магнитов.
Методы исследований. В исследованиях использовались фундаментальные положения теории электромагнитного поля, магнитной гидродинамики сплошных сред. Применялись математические и физические методы моделирования магнитного поля, моделирования разделительных процессов на персональных ЭВМ, методы системного анализа и математической статистики. В экспериментах применялись магнитные , гидромеханические и гравиметрические измерения.
Защищаемые научные положения:
математическая модель магнитного поля системы постоянных магнитов;
графический метод расчета свободных поверхностей ферроколлои-да в магнитом поле;
аналитическое выражение эффективной плотности псевдоутяжелен-ного ферроколлоида;
- пакет программ для расчета на ЭВМ основных параметров
МЖ-сепараторов на постоянных магнитах.
теоретические закономерности взаимодействия и перемещения минеральных частиц в рабочей зоне МЖ-сепаратора;
статистическая модель сепарации частиц в ферромагнитной жидкости;
конструкции магнитожидкостных сепараторов на постоянных магнитах;
результаты лабораторных промышленных испытаний и внедрения разработанных аппаратов.
Достоверность научных положений и результатов подтверждается решением основных уравнений теории поля и магнитных цепей, гидростатики ферроколлоидов и сепарационных процессов экспериментальной их проверкой по законам математической статистики. Высокая сходимость теоретических расчетов и экспериментальных данных в лабораторных и промышленных условиях подтверждают достоверность полученных результатов.
Научная новизна выполненной работы заключается в разработке нового аналитического метода расчета основных параметров систем постоянных магнитов магнитожидкостных сепараторов. Теоретическое описание механизма псевдоутяжеления ферроколлоидов в поле постоянных магнитов, физических особенностей левитации и взаимодействия минеральных частиц в магнитожидкостных сепараторах, статистическая модель разделения минералов в МЖ-сепараторе, формулы и уравнения применяемые при этом для МЖС являются новыми, что представляет определенную научную ценность. Результаты лабораторных и промышленных испытаний разработанных конструкций МЖ-сепараторов, являются вкладом в развитие научных представлений о технологических возможностях и перспективах сепарации минералов в ферромагнитных коллоидах.
Практическое значение работы заключается в повышении эффективности обогащения шлихов при добыче золота за счет применения новых конструкций МЖ-сепараторов на постоянных магнитах. Разработаны новые методы расчета МЖ-сепараторов, предложен ряд оригинальных конструкций МЖС. Создана серия лабораторных я промышленных моделей МЖ-сепараторов на постоянных магнитах.
Реализация работы. Технология выделения свободного золота с помощью разработанных МЖС на постоянных магнитах внедрены в с/а "Дендрит", "Заря -1" (Амурской области), в ассоциации "Сибирское золото" (г. Бодайбо), а также без участия автора в артелях п. Бараниха (Чукотка), п. Стекольном (Магаданской области), п. Херпучи (Хабаровский край), п. о. Якутюжгеология (п. Чульман).
Использование МЖ-сепараторов в этих организациях при обогащении хвостов ручной доводки, шлихов кассовых отдувов и других трудно-обогатимых промпродуктов позволило получить дополнительные десятки килограммов благородного металла, ликвидировать ручной труд, а также избавиться от вредного процесса ртутной амальгамации.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждались :
на 2-ой международной конференции "Безопасность и экология горных территорий;
на научно-технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию Победы над фашистской Германией;
на секциях металлургического факультета научно-технической конференции СКГТУ, посвященной дню науки;
на научно-технических советах золото добывающих предприятий Амурской, Магаданской областей и Хабаровского края, Чукотки и Якутии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей. Результаты исследований изложены в научном отчете.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения. 5 разделов, заключения, списка литературы из 89 наименований и 8 приложений; содержит 170 страниц машинописного текста, 15 таблиц, 43 рисунка. В приложение включены документы, подтверждающие практическое использование результатов выполненной работы.