Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса в России и за рубежом 8
1.1. Анализ сырьевой базы рассыпного золота 8
1.2. Гравитационные методы обогащения при россыпной золотодобыче 13
1.3. Флотация россыпного золота 29
1.4. Комбинированные методы извлечения МТЗ 37
Глава 2. Характеристика исходных материалов и методика проведения исследований 40
2.1. Характеристика золота, теряемого в отвальных продуктах россыпной золотодобычи 40
2.2. Выбор исходных материалов и методики экспериментальных исследований 44
2.3. Результаты исследований 49
Глава 3. Теоретический анализ возможности повышения извлечения золота мелких классов за счет комбинированных процессов обогащения 52
3.1. Научные основы гравитационных процессов обогащения 52
3.2. Теоретические принципы сегрегационно-диффузионная концентрации МТЗ 60
Глава 4. Экспериментальное исследование процессов извлечения тонкого золота в концентраторах, использующих комбинации физических полей 73
4.1. Конструктивно-технологические параметры СД - концентраторов для стенда непрерывного исследования процесса 73
4.2. Разработка и изготовление опытно-промышленного образца СД -концентратора 76
Глава 5. Технологическая схема обогащения продуктов россыпной золотодобычи с применением процесса сегрегационно-диффузионной когіцентрации мтз. экономическая оценка эффективности предлагаемой технологии 85
Вводы и рекомендации 89
Приложения 91
Литература 98
- Гравитационные методы обогащения при россыпной золотодобыче
- Выбор исходных материалов и методики экспериментальных исследований
- Теоретические принципы сегрегационно-диффузионная концентрации МТЗ
- Разработка и изготовление опытно-промышленного образца СД -концентратора
Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение золотовалютных резервов страны, связанное с повышением добычи золота, является одним из наиболее актуальных направлений развития технологии в нашей стране.
Однако, несмотря на солидную минерально-сырьевую базу и большие запасы россыпного золота в России, его добыча имеет тенденцию к снижению. Объяснением могут служить следующие причины. В течение многих десятилетий интенсивно эксплуатировались богатые и легкообогатимые россыпи, достаточно простые по геологическому строению; значительно сократились инвестиции на геологоразведочные работы, и, наконец, увеличилась доля мелкого труднообогатимого золота.
Разрешение проблемы освоения старых отвалов, лежалых хвостов обогащения, техногенных россыпей золота расширяет минерально-сырьевую базу, не вовлекая в разработку новые месторождения.
Содержание тонкого золота в отвальных продуктах обогащения в среднем составляет: для эфельных отвалов от 70 до 400 мг/м , для галечных отвалов от 60 до 280 мг/м , в хвостах шлюзов до 6000 мг/м , а в дражных отвалах от 120 до 300 мг/м3.
Доизвлечение мелкого тонкого золота (МТЗ) из хвостов обогащения экономически выгодно, поскольку исключаются затраты на вскрышные работы, добычу, доставку песков на промывочную установку, к тому же стоимость золота на мировом рынке выросла почти в три раза. Учитывая реальное положение дел, необходимо считать ресурсы месторождений, содержащие много МТЗ, новым видом сырья, для которого не существует эффективной технологии обогащения с высоким извлечением. В связи с этим одним из важнейших направлений преодоления технических и экономических проблем золотодобывающей промышленности является отказ от устаревшей технологии, рассчитанной на практически исчезнувшую категорию крупного золота. Необходимо переходить к новым наукоёмким процессам и аппаратам, новой экологически чистой технологии, обеспечивающей извлечение весьма тонких классов драгметаллов, т.е. основой для решения проблемы прироста продукции россыпной золотодобычи становится создание новой техники и технологии для повышения извлечения МТЗ.
В настоящей диссертации выполнен анализ новых методов обогащения золотосодержащих россыпей с целью повышения извлечения МТЗ из отвальных продуктов. Рассмотрены гравитационные, включая центробежные, электромагнитные, магнитно-гравитационные, гидромеханические, флотационные и комбинированные технологии извлечения тонких классов золота из хвостов обогащения и соответствующие им технические решения.
Одним из рекомендуемых автором на основе выполненного анализа методов извлечения МТЗ могут быть предложенные в работе и защищенные патентом РФ процессы и аппараты для извлечения МТЗ, основанные на сегрегационно-диффузионной концентрации (СДК). В работе исследуются технико-технологические возможности применения нового процесса СДК, которые позволяют значительно повысить извлечение тонкого золота.
Цель работы. Повысить извлечение МТЗ из отвальных продуктов обогащения золота на основе промышленного внедрения новой техники и технологии СДК.
Идея работы. Изучить основные закономерности процесса СДК для разработки методики расчёта оптимальных конструктивно-технологических параметров СД-концентраторов, позволяющих создать промышленную модульную конструкцию.
Объектами исследования являлись пробы, отобранные на золотодобывающих предприятиях Чукотки и Восточной Сибири, представляющие хвосты гравитационного обогащения (драги, промприборы, ЗПК, ШОУ, ЗИФ) для испытаний на СД-концентраторах.
Методы исследований. В ходе работы над диссертацией использовались следующие методы исследований: - магнитно-радиометрические, химические методы анализа исходных материалов и продуктов разделения; моделирование процесса СДК в лабораторных и стендовых условиях; получение и исследование математической модели процесса СДК; аналитические и экспериментальные исследования основных параметров работы СД- концентраторов; - статистический анализ результатов, полученных в ходе стендовых испытаний, эксплуатации конструкции установки для диффузионной сегрегации хвостов обогащения россыпных месторождений золота; - использование современной аналитической и экспериментальный базы для изучения основных конструктивно-технологических параметров работы установки для СД-концентрации, минерального и вещественного состава и свойств продуктов обогащения.
В экспериментах использовались специальные и стандартные измерительные устройства и приборы.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна: - предложен новый процесс сегрегационно-диффузионной концентрации МТЗ, совмещающий перколяцию, сегрегацию и диффузию в кипящем слое, который успешно испытан на отвальных продуктах золотодобычи; установлены основные теоретические закономерности процесса СД-концентрации (взаимосвязи между его основными конструктивно-технологическими параметрами содержанием и извлечением золота) и получена его математическая модель; обоснована оригинальная (защищенная патентом РФ) конструкция гравитационного СД-концентратора, позволяющая достигать содержания золота в концентрате в 5-10 раз выше, чем в исходном продукте при извлечении до 80%; - предложена технология обогащения металлоносных песков с большим содержанием МТЗ, состоящая из циклов промывки, магнитно-флокуляционной концентрации и СД-концентрации эфелей, которая позволяет значительно повысить эффективность процесса обогащения золота за счет снижения его потерь; - на основе математического моделирования процесса СД-концентрации выполнен расчёт основных конструктивных параметров сегрегационной установки, учитывающий влияние возмущающих сил переменного направления для решения технологической задачи повышения извлечения золота из хвостов обогащения золотых россыпей.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.
Научные положения, выводы и рекомендации подтверждаются удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчётов с данными, полученными опытным путём. Оценка адекватности теоретической модели выполнена с доверительной вероятностью 0,8.
Экспериментальное моделирование процессов сегрегационно-диффузи-онной концентрации осуществлялось на стендовой установке с приборами для измерения основных её конструктивно-технологических параметров, и их регулировки. Для контроля эффективности процесса применялись минералогический, гранулометрический и другие методы лабораторного анализа продуктов обогащения, математические методы расчёта скоростей и давлений. Данные обрабатывались с использованием современных компьютерных программ.
Научное значение работы заключается в уточнении современных теоретических представлений о процессах гравитационного обогащения тонких классов тяжелых минералов, в частности о процессах перколяции и сегрегации МТЗ в кипящем слое отвальных продуктов золотодобычи, на основе чего разработан новый процесс сегрегационно-диффузионной концентрации МТЗ и создана его математическая модель, устанавливающая зависимости показателей обогащения от конструктивных параметров СД-концентратора.
Практическое значение работы заключается в реализации разработанного процесса в созданном оригинальном устройстве — гравитационном концентраторе [патент РФ №2345839 от 27.06.07], который может применяться для извлечения мелких и тонких классов золота, платины и минералов редких металлов из отвальных продуктов россыпной золотодобычи.
Процесс сегрегационно-диффузионной концентрации МТЗ и новые конструкции СД-концентраторов прошли экспериментальную проверку на предприятиях Российской Федерации и Узбекистана, которая показала реальные возможности повышения эффективности переработки россыпных месторождений золота за счет доизвлечения МТЗ из отвальных продуктов золотодобычи.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Процесс СДК и концентратор СДК-150 были испытаны на хвостах Навоийского горнометаллургического комбината. Основные результаты работы переданы НГМК для внедрения сегрегационно-диффузионной концентратора СДК-250 в промышленность и его дальнейшего совершенствования, а также используются в учебном процессе МГГУ (курс «Гравитационные методы обогащения»).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на научных конференциях «Неделя горняка» (2009 - 2010 гг.), семинарах кафедры ОПИ МГГУ (2007 - 2009 гг.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ, из них 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 94 наименований и 2 приложений, содержит 22 рисунка и 8 таблиц.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ
Гравитационные методы обогащения при россыпной золотодобыче
Техногенные россыпи Алдана, Индигирки, Кулара, ранее отработанные драгой, в настоящее время с экономической выгодой перерабатываются вторично. В отвалах промывочных приборов содержались пески с содержанием золота 0,5 г/м , иногда даже 1,0 г/м . При этом отсутствие должного контроля содержания золота в техногенных россыпях позволило использовать золотосодержащие материала для дорожных и строительных нужд. Имеет место повторная отработка техногенных отвалов и за рубежом. Так, в Колумбии, на месторождении реки Нери, используют дражный метод обогащения [83,88]. Старатели перемывают примитивным способом дражные отвалы, добывая из них мелкое золото, которое отсадочные машины не улавливают. В Австралии разрабатывают техногенные отвалы с помощью драги с производительностью 10 тыс.т/сутки. Драги позволили переработать 30 млн.т отвалов при содержании золота в россыпях 1,5 г/т с извлечением 50%. В последние годы в отработку вовлекаются объекты смешанного рудно-россыпного сырья: элювиально-делювиальные, прибрежно-морские россыпи, золотосодержащие образования зон окисления рудных месторождений. В таблице 1.2.1 приведена характеристика этих типов россыпей Промышленная разработка техногенные россыпей ведётся преимущественно открытым способом с применением дражной и гидромеханизированной технологии. Обогащение представлено в основном процессами концентрации на шлюзами и отсадочным машинами. Но многолетний опыт обогащения россыпей показывает, что такие свойства золота, как чешуйчатость, пористость и гидрофобность поверхности частиц делают трудным или невозможным извлечение мелкого тонкого золота гравитационными методами [14, 27, 59, 61]. Шлюзовая технология обогащения получила наибольшее распространение и составила до 80%) в россыпной золотодобычи. Широкому применению шлюзов способствовали такие его преимущества, как высокая производительность, технологическая надёжность, простота конструкции и обслуживания, а также возможность обогащения неклассифицированного материала и малая чувствительность к колебаниям качества питания.
Однако шлюзовая технология не обеспечивает высокую эффективность извлечения мелкого золота. Общее извлечение золота составляет 58-85 % при содержании мелкого золота в песках 30-35 % [55, 56, 57, 80]. По данным [38] извлечение золота крупностью -0,2 мм на эфельных шлюзах составляет около 50 %, а на шлюзах глубокого накопления — от 22 до 40 %, дражных шлюзах - 68 %. (Потери золота с массовой долей класса -0,2 мм от 8,84 до 11,95%). Более эффективное извлечение мелкого тонкого золота обеспечивает технология с применением отсадочных машин. Внедрение отсадки повышает извлечение золота в среднем на 10-30 % [39]. Замена шлюзовой технологии на отсадочную увеличила потери золота до 34,0 % [2, 7, 8, 10, 25, 35, 58, 71]. В многочисленных публикациях содержатся аналогичные данные по потерям мелкого тонкого золота. Снижение качества россыпей повлечёт увеличение потерь. Размещение техногенных отложений определяется на только местом их укладки, но и рельефом местности, а также видом горных работ. Условия размещения техногенных образований предопределяют их разделение на дражные и отвалы промышленных установок: галечные и эфельные. Дражные техногенные образования представляют эфельные отвалы хвостов обогатительных установок, которые выложены в пространство, выработанное при добыче. В нижнюю часть отвала транспортируется самотеком по желобам эфельная часть. В условиях значительного изменения сырьевой базы месторождений россыпного золота, промышленная разработка россыпей по-прежнему ведется открытом способом с использованием гидромеханизированной и дражной технологии; обогатительные аппараты представлены в основном установками, главными элементами которых являются шлюзы и осадочные машины. Обогатительные аппараты, которые применяют движение водного потока, разделяющего минеральные частицы различной крупности и разного удельного веса в силу получения этими частицами различной скорости движения и различной силы инерции. Аппараты, предназначенные для этой цели (шлюзы), состоят из наклонных плоскостей с гладкой, неполированной поверхностью, на которых разделяемый тонкий материал подвергается смывающему действию воды. Шлюзы для обработки тонкого россыпного золота - это мелкие, обычно дощатые, наклонные желоба с несколько шероховатым дном. Процесс обогащения в шлюзах этого типа происходит по принципу классификации по крупности и плотности в пленочном потоке жидкости. Обогащающей и улавливающей поверхностью в шлюзах служат маты из различных растительных волокон, войлока, рифленой резины и других, схожих с ним материалов.
Выбор исходных материалов и методики экспериментальных исследований
Исследования проводились в три этапа: технолого-минералогические исследования; разработка и создание экспериментального стендового лабораторного образца сегрегационно-диффузионнного концентратора (СДК), проведение экспериментальных исследований по изучению процессов разделения минерального сырья на экспериментальном лабораторном стенде СДК. Исходное сырьё было представлено хвостами золотосодержащих руд месторождения «Северо-Восток». ЭТИ данные показывают, что более 70 % золота находится в классе - 50 мкм и применение гравитационных методов для извлечения такого золота мало эффективно. Тонкие классы золота (-10+1 мкм) и ниже представлены расплющенными золотинами вплоть до коллоидного (это переизмельченного свободного) золото. Золотины, особенно в разжиженных пульпах не могут попасть в слив классификатора, пока не достигнут крупности 250 мкм, поэтому они накапливаются в контуре «мельница-классификатор» и циркулируют до полного измельчения. При работе в открытом цикле в сливе мельницы существует крупное свободное золото, но попадая в классификатор оно снова многократно возвращается в мельницу.
В связи с этим была предпринята попытка методом гравитации вывести из песков классификатора крупное золото. Для этой цели применялся сепаратор Кнельсона, который мог брать четвёртую-пятую часть песков из замкнутого цикла, выделяя золотые пески (зернистое свободное золото). Для выбора лучшей технологии обогащения хвостов были выполнены следующие работы. Сепарация в сильном магнитном поле, на лабораторном роликовом сепараторе 138-СЭ(см. рис.2.2.2) Как видно из рис.2.2.2, содержание золота в магнитном продукте выше чем в исходном, но малый выход (у=4 %) не позволяет рассчитывать на эффективное применение данного метода. Электрическая сепарация проверялась на лабораторном коронно-барабанном сепараторе типа ЭС-2. Как видно из рис.2.2.3. электрическая сепарация позволяет в один приём в 3 раза повысить содержание золота в проводниковую фракцию. Рис. 2.2.3 Схема электрической сепарации в один приём. Однако необходимость обезвоживания и сушки большого количества материала перед электросепарацией делает этом метод малоперспективным.
Гравитационное извлечение золота из хвостов было испытано на концентрационном столе «Джемени» и концентраторе «Кнельсон». На рис.2.2.4 представлены результаты обогащения с помощью гравитации. Как видно из результатов исследований наилучшие показатели были получены на концентрационном столе «Джемени»: 280 г/т золота в концентрате при извлечении 82,3 %. Недостатком стола «Джемени» является низкая производительность — 0,5 т/час. Флотогравитационная технология доводки хвостов проверялась в лабораторных условиях НТЦ. В качестве реагентов-собирателей использовался бутиловый ксантогенат калия или соляровая масло с расходом от 60 до 100 г/т, а в качестве вспенивателя — оксаль Т-80 при расходе 30- 60 г/т. рН исходной пульпы поддерживалось на уровне 7, 8. Хвосты флотации содержат крупное золото, которое не способно сфлотироваться, поэтому их доводка осуществлялась на концентраторе «Кнельсон». Полученные показатели свидетельствуют о недостаточной эффективности применяемых технологий. Для повышения эффективности были проведены опытно-конструкторские и научно-исследовательские работы по разработке нового эффективного метода и аппарата по извлечению мелкого тонкого (МТЗ) и пылевидного золота. Экспериментальные исследования разработанного доводочного СДК проводились на продуктах обогащения золотосодержащих руд месторождения «Северо-Восток» (Чукотка). Минералогический анализ выполнен в инженерном центре а/о «Золотые технологии», исследования гранулометрического состава продуктов обогащения ЗИФ а/с «Чукотка» проводились в НТЦ МГТУ, пробирные анализы в ЦНИГРИ золото. При проведении исследований на доводочном СДК вес материала (промпродукта, хвостов) составлял 1,5 кг. Материал в рабочую область концентратора загружался сразу, вместо шнека использовались рыхлители установленные на валу. После загрузки материала из конической части концентратора подавалась вода, затем посредством электропривода запускались рыхлители. Количество оборотов рыхлителей изменялось от 3 до 18 мин"1. Количество подаваемой воды для создания псевдоожиженного слоя от 15 до 35 л/ч на 1 кг перерабатываемого материала. Время работы концентратора составляло один час. После завершения работы концентратора вал с рыхлителями аккуратно вынимался, затем из рабочей области концентратора извлекали материал, который делили на несколько частей: концентрат (одна часть), промпродукт (две части), хвосты (одна часть) (рис. 3). Слив обезвоживали. Затем все продукты концентратора подвергались сушке при температуре 105 С. Таким образом, в результате работы сегрегационно-диффузионного концентратора было получено пять продуктов. Каждый продукт концентратора делили на две части: для гранулометрического и для пробирного анализов. По результатам пробирного анализа продуктов обогащения промпродукта ЗИФ а/с «Чукотка» установлено, что извлечение золота в концентрат составило 83 % с содержанием 6039,9 г/т. Концентрация золота из хвостов ЗИФ составила 91,2 % с содержанием 15,74 г/т.
Теоретические принципы сегрегационно-диффузионная концентрации МТЗ
Результаты проведенных исследований доказали эффективность метода сегрегационно-диффузионной концентрации, а полученные сепарационные характеристики работы концентратора позволили сделать вывод о высокой эффективности данного метода при разделении труднообогатимых мелких и тонких классов золота и пустой породы. Применение сегрегационно-диффузионного концентратора позволит увеличить извлечение золота при промывке песков и доизвлечении ценного продукта из хвостов золотоизвлекательных фабрик и установок. При осаждении твёрдой фазы в полидисперсных суспензиях менее подвижные частицы создают для более подвижных квазижидкую среду повышенной вязкости и плотности, поскольку последние, обладая большей скоростью, вынуждены перемещаться в этой среде, испытывая со стороны менее подвижных частиц сопротивление их движению. Вместе с тем, при движении крупных частиц эта среда проходит через поры и каналы, образованные слоем частиц, что приводит к эффекту взвешивания данного слоя. Для тонкодисперсных частиц при их эффекте взвешивания данного слоя, а для тонкодисперсных частиц при их ламинарном обтекании скорость осаждения составляет. где у - содержание в твердой фазе суспензии частиц крупностью d; cv - объемная концентрация твердой фазы, S_d - их удельная поверхность; S+d - удельная поверхность частиц крупностью d; v0 - скорость движения частиц данной крупности и плотности в свободных условиях; ку — коэффициент упаковки твердой фазы в суспензии; X - толщина пограничного слоя жидкости на поверхности частиц твердой фазы. Процесс осаждения полидисперсной твёрдой фазы суспензий происходит следующим образом. Под действием силы тяжести частицы перемещаются к дну сосуда, в котором происходит осаждение.
При этом вблизи дна формируется осадок, а в верхних слоях образуется осветленный слой жидкости. Из анализа приведенной формулы следует, что осаждение полидисперсной твердой фазы суспензий носит весьма сложный характер, поскольку концентрация и скорость осаждения непрерывно меняются по высоте. При этом выделяются такие фазы этого процесса: стесненное осаждение, сжатие и уплотнение образованного осадка, и замедленное уплотнение осадка, практически соответствующее окончанию процесса сгущения. Фаза стесненного движения характеризуется селективностью движения частиц, при котором различие скоростей в данных условиях обусловлено их крупностью и плотностью. Вместе с тем, из верхних слоев суспензии в нижние быстрее перемещаются более крупные и плотные частицы, изменяя гранулометрический состав и концентрацию твердой фазы в объеме осаждающейся суспензии. Изменившиеся условия осаждения приводят к изменению его кинетики. Формирование осадка происходит при некоторой концентрации твердой фазы, при которой соприкасаются пограничные слои дисперсионной среды, покрывающие поверхность частиц, что приводит к структурированию части суспензии с высокой концентрацией твердой фазы.
При образовании структуры осаждение отдельных частиц практически прекращается и начинается фаза уплотнения осадка, протекающая замедленно из-за невысокой скорости сближения частиц. Твердые частицы в структурированной части суспензии образуют поры и каналы, эквивалентный диаметр которых, согласно, равен: где d - средний диаметр твердых частиц, образующих структуру. Удельный (на единицу площади осаждения) поток частиц, переходящих в осадок, равен сумме произведений массовых концентраций этих частиц различной крупности на скорости их осаждения на границе перехода их зоны стесненного осаждения осадка, т.е.: Q—SCJV;; масса частиц, перешедших за время dt в осадок dm=QSdt, где S - площадь осаждения. Поскольку поток частиц, переходящих в осадок, является функцией времени из-за неодинаковой скорости осаждения различных функций, то Массовая концентрация частиц заданного диапазона крупности Xj.i.Xj , находящихся в суспензии равна произведению массовой концентрации всех частиц, находящихся во взвешенном состоянии, на их содержание, характеризуемое их выходом: Сі=с0уі . При известной функции распределения частиц по крупности (p(x,t) эта величина при данном времени осаждения определяется как Предварительный анализ полученной формулы показывает вероятность концентрации отдельных фракций крупности в различных слоях формирующегося осадка: в нижних слоях — преимущественно частиц, имеющих в данных условиях более высокую скорость осаждения, в верхних -меньшую, что соответствует более мелким или менее плотным частицам. При этом в отдельных слоях осадка содержание частиц определенной крупности будет наибольшим. Из формулы (3.2.6) следует, что при осаждении полидиперсной твердой фазы может происходить выравнивание скоростей частиц, обусловленное ее гранулометрическим составом и объемной концентрацией. Это выравнивание в реальных суспензиях приводит к снижению скоростей для более крупных частиц на несколько десятков процентов, в то время как абсолютные значения скоростей могут отличаться в несколько десятков раз.
Разработка и изготовление опытно-промышленного образца СД -концентратора
Для визуального экспериментального изучения рассмотренной выше теоретической модели процесса сегрегационно-диффузионной сепарации нами была разработана и изготовлена модель (макет) лабораторного концентратора, представленная на рис.4.2.1. Учитывая что соотношение плотностей золота и кварца составляет 7,5- -7,7, в эксперименте мы моделировали частицы золота свинцовыми шариками различной крупности, а кварца - пластмассовыми или алюминиевыми при постоянном соотношении диаметров-(3.2.16 и 3.2.17). Конструкция состоит из горизонтального полого цилиндра, внутри которой находится рабочая зона сепаратора, диаметром 55 мм с прорезью внизу. Ширина прорези составляет l,4flfb где d\ - диаметр частиц, моделирующих МТЗ. Исходный материал засыпается в загрузочный бункер и посредством шнекового питателя подается в рабочую зону сепаратора. Шнек вращается со скоростью 12- -24 об/мин. При помощи шнека также осуществляется поступательное движение исходной смеси вдоль рабочей зоны и постоянное перемешивание всего слоя материала. В процессе сегрегационно-диффузионной сепарации мелкие и тяжелые свинцовые шарики «просачиваются» при относительном перемешивании сквозь слой крупных легких минералов (алюминиевые шарики) в рабочем пространстве сегрегатора и через прорезь попадают в приемники для мелких свинцовых шариков, моделирующих МТЗ. Соотношение диаметров шариков и их плотностей равно 1:10, т.е. такое же, как и у равнопадающих частиц кварца и золота в эфельных хвостах шлюзов. Приемники расположены по всей длине рабочей зоны агрегата. Легкая фракция, которая у данной идеальной модели вообще не содержит тяжелой, выталкивается шнеком в разгрузочный бункер.
На этой установке проведена серия экспериментов, которая подтвердила правильность сделанного ранее вывода о том, что распределение золотин по длине шнека должно подчиняться уравнению Ерофеева (4.2.1). В этом случае, с учетом экспериментально определенных коэффициентов Кс и п математическая модель процесса будет иметь вид: с доверительным интервалом ± 0,2 где / -длина шнека, см. Полученные данные позволяют определить основные параметры шнековой модели сегрегационно-диффузионного сепаратора для проектирования его лабораторной модели (рис. 4.2.2). Вполне очевидно, что основные конструктивно-технологические параметры макета и лабораторной модели будут аналогичными, а именно: 1. Скорость вращения рыхлителя. 2. Длина (высота) рабочей зоны. 3. Плотность питания (максимальная, такой и должна быть). 4. Подвижность сегрегационного слоя, определяющая кинетику процесса. В реальных условиях жидкой пульпы рабочую зону проще располагать вертикально, а перемещение исходного массопотока (эфельных песков) осуществлять снизу вверх. Золотинки при этом будут просачиваться сверху вниз и не должны уноситься со слоем вверх. Подвижность сегрегационного слоя, определяющая скорость просачивания золотин вниз, регулируется подаваемым снизу потоком воды, который должен вызвать ожижение слоя частиц до уровня «кипящего слоя» (скорость «витания» частиц не должна достигать скорости их «улёта»). При проведении исследований на лабораторном доводочном СДК вес материала (промпродукта, хвостов) в рабочей камере составлял 1,5 кг. Материал в рабочую область концентратора загружался под напором из питающей воронки непрерывно, вместо шнека использовались лопастные рыхлители (импеллеры), установленные на валу по винтовой линии, таким образом, что они направлены на подъем слоя материала. После начала загрузки материала снизу из конической части концентратора подавалась вода, затем посредством электропривода запускались рыхлители. Количество оборотов рыхлителей изменялось от 3 до 18 мин"1. Количество подаваемой воды для создания псевдоожиженного слоя от 15 до 35 л/ч на 1 кг перерабатываемого материала. В эксперименте время работы концентратора составляло один час. После завершения работы концентратора вал с рыхлителями аккуратно вынимался, затем из рабочей области концентратора извлекали материал, который делили на несколько частей: концентрат (одна часть), промпродукт (две части), хвосты (одна часть) (рис.4.2.4). Слив обезвоживали. Затем все продукты концентратора подвергались сушке при температуре 105 С.
