Подготовительные процессы при обогащении песков

Природные золотосодержащие пески состоят из плот­ной, слежавшейся массы окатанного в различной степени обломочного материала, сцементированного глинами. В связи с этим перед обогащением необходимо зернистую часть отделить от глинисто-шламовой (дез­интеграция) и удалить крупные фракции (грохочение), не содер­жащие золото.

Эффективность дезинтеграции песков зависит от [1]:

- степени промывистости и гранулометрического состава песков;

- удельного расхода и способа подачи воды на дезинтеграцию;

- интенсивности воздействия механических устройств;

- продолжительности пребывания материала в дезинтегрирующем аппарате (удельной производительности аппарата);

- конструкции дезинтегрирующих устройств;

- степени предварительной подготовленности материала перед дезинтеграцией (подсушка, предварительное размешивание, насы­щение химическими растворами).

По конструкции дезинтегрирующие машины разделяются на следующие группы:

- барабанные (барабанные грохоты, скрубберы, мельницы);

- шнековые (корытные и мечевые мойки);

- вибрационные (плоские вибрационные, вибрационно-барабанные);

- гидравлические (гидроэлеваторы трубные, гидроэлеваторы-вашгерды, шлюзы).

Способы и средства промывки

Дезинтеграцию и гро­хочение легкопромывистых россыпей у нас и за рубежом обычно проводят в барабанных грохо­тах тяжелого типа, дражных бочках, бутарах, корытных мойках[12,34 ]. Дезинтеграцию россыпей средней промывистости осуществляют в скрубберах, дезинтеграцию труднопромывистых песков – в гидровашгердах [12].

Часто на месторождениях малой мощности используются мобильные промывочные приборы, которые позволяют не только дезинтегрировать и промывать пески, но и обогащать их.

 

Бутары

Представляют собой барабан цилиндрической формы длиной до 16 м [12].

Передняя от загрузки часть цилиндрическою барабана выполнена глухой (без перфораций), а далее перфорирована. Отверстия перфораций могут быть одинаковыми или разны­ми, форма отверстий - коническая для улучшения их самоочисткн от забиваний, затрудняющих процесс расссва зернами.

Бутара устанавливается на опорных роликах с углом наклона до 7° в сторону разгрузки. От продольного смещения ее удерживают упорные ролики. Скорость вращения бутар выдерживают 30–40 % от критической. Передача вращения фрикционная или посредством зубчатых колес.

Совмещение в бочке двух операций (дезинтеграции и грохочения) резко снижает эффективность дезинтеграции глин, так как для грохочения оптимальна скорость вращения барабана 30–40 % от критической, а для дез­интеграции глин – 70–80 % от критической.

При этом увеличение скорости вращения бутары с 40 % до 80 % критической эффективность грохочения снижает значительно быстрее, чем повышается эффективность дезин­теграции. Поэтому общие потери мелких фракций песков с галей, а, следовательно, и потери золота увеличивают­ся.

Эффективность дезинтеграции и грохочения в бутарах повышают за счет установленния внутри бочки оросительной трубы для размыва глин; насадок в виде продольных брусьев, установленных на внутренней поверхности глухого става для подъема материала на значительную высоту; спи­ралей с направлением, обратным вращению глухого става [12].

Эффективность дезинтеграции и грохочения в бутарах зависит от удельной нагрузки, частоты вращения, угла наклона, конструкции дезинтегрирующих насадок, рас­хода и напора подаваемой воды, гранулометрического состава, глинистости песков и др.

Потери мелкого золота значительно возрастают с увеличением содержания глин в песках.

Потери золота с галей можно снизить за счет увеличения напора воды, но тогда из-за увеличения скорости потока на шлюзах потери металла с хвостами увеличиваются и в целом потери золота на установке не снижаются. Поэтому область эффективного использования дражных бочек ограничивается легкопромывистыми рос­сыпями.

 

Корытные мойки

Дезинтеграцию материалов средней (менее 40–100 мм) крупности (преимущественно легкой промывистости) осуществляют в корытных мойках, представляющих ванну (корыто) прямоугольной или овальной формы, в которой установлены один, два или три вала с дезинтегрирующими устройствами в виде лопастей или спиралей с углом их на­клона к оси вала 60–70°. Ванна устанавливается под углом 7–12°, реже – горизонтально, обеспечивая принудительную выгрузку промытого продукта. Внутренняя часть ванны фу­теруется марганцовистыми плитами для предохранения от износа.

Исходный материал загружается в ванну вместе с тран­спортной водой на расстоянии 1/3 длины промывочного участка от сливного порога, расположенного в нижнем конце ванны. Промытый продукт разгружается через окно верхней торцевой стенки. Воды на промывку расходуется порядка З м³/т и на ополаскивание промытого продукта (выше уровня пульпы) – около 1 м³/т. Чтобы избежать заиливания спиралей, запуск и остановку корытных моек производят на хо­лостом ходу. Типоразмер и производительность корытных моек определяются диаметром спирали и длиной корыта.

 

Корытные мойки в отечественной практике для дезинте­грации труднопромывистых золотосодержащих песков обычно применяются только в комплексе с другими аппа­ратами.

 

Скрубберы

Дезинтеграцию россыпей средней промывистости про­изводят в скрубберах – глухом бара­бане, на внутренней поверхности которого установлены пере­мешивающие и транспортирующие лопатки и кольцевые пороги. Часть лопаток устанавливается нейтрально в виде ножей, а также с обратным углом наклона для лучшего перетирания и увеличения времени дезинтеграции. Скорость вращения скрубберадостигает 80–90 % критической. Эффект дезинтеграции усиливается за счет подъема и падения кусков с высоты и напорных струй воды.

Скрубберы изготавливают по индивидуальным заказам. Их используют в различных отраслях промышленности. Они отличаются большим разнообразием диаметров барабанов (от 1,3 до 4 м), углов их наклона (до 12° в сторону выгрузки или загрузки для труднопромывистого материала), мощ­ностью электродвигателя (от 7,5 до 500 кВт) и т.д.

К скрубберу (глухому барабану) обычно присоединяют грохот конической формы, для одновременной клас­сификации материала. Такой агрегат также называют скруббером либо скруббер-бутарой.

В золотодобывающей промышленности в основном применяются скрубберы двух типов – ДС и АСК.

По данным Мацуева Л.П. [12],эффективность дезинтеграции золотоносных песков в скрубберах выше, чем в бутаре того же размера без подпорной диафрагмы (кольцевого порога) в 5,3 раза.

 

Гидровашгерды

Представляют собой наклонно установленный ящик с перфорированным дном. Пески самотеком из лотка, бункера или бульдозером подаются на приемную площадку, с кото­рой струей гидромонитора поднимаются по гидровашгерду. Иногда перфорированная часть заменяется грохотом.

Зерна, размером меньше отверстий просеивающей по­верхности, вместе с водой направляются на шлюз или в зумпф, из которого землесо­сом пульпа подается на шлюз. Галя периодически струей гидромонитора выбрасывает­ся за пределы ящика в отвал.

Время дезинтеграции песков на гидровашгерде практи­чески не ограничено и определяется гидромониторщиком, что позволяет применять гидровашгерды для дезинтеграции труднопромывистых песков.

Конструкции вашгердов разнообразны, их производи­тельность зависит от размеров и напора воды и не превы­шает 150 - 170 м³/сут. Расход воды составляет 10 - 25 м³ на 1 м³ песков и зависит от промывистости песков и квали­фикации гидромониторщика.

Преимущества гидровашгерда: простота конструкции и возможность дезинтеграции песков любой промывистости, недостатки – относительно небольшая производительность, периодичность действия и большой расход воды, что неблагоприятно сказывается на процессе обогащения [13].

 

 

Струйные промывочные машины

В струйных промывочных машинах дезинтеграция глин производится при высоком давлении (12–25 кгс/см²). Струи воды не только интенсивно перемешивают материал, но и одновременно разрезают куски глины на более мелкие части, что позволяет снизить энергоемкость дезинтеграции в сравнении с обычными способами, основанными на взаим­ном трении кусков. Впервые физическую модель процесса разрушения высоконапорными струями воды применительно к резанию угля предложил советский ученый B.C.Мучник.

Струйная промывочная машина состоит из камеры предварительного резания крупнокусковой глины и соеди­ненной с ней промывочной ванны. В камере резания устано­влены в два ряда сопла с шагом 50 мм и давлением во­ды 22 кгс/см². Промывочная ванна представляет собой тру­бу, с наружной стороны охваченную герметичным кожухом. В полость между кожухом и трубой подается из высокона­порного насоса вода под давлением 16 кгс/см² и через сопла в виде струй поступает в промывочную ванну.

По удельному расходу воды машина значительно пред­почтительнее варианта промывки посредством гидромони­торов.

Наряду с непрерывным совершенствованием традици­онных машин разрабатываются принципиально новые спо­собы дезинтеграции глин. К наиболее перспективным из них можно отнести аппараты с электроискровым разрядом jжидкости, с ультразвуковыми, акустическими колебаниями и т.д. В настоящее время дезинтеграцию труднопромывистых песков производят в две (в скруббере и скруббер-бутаре) или несколько операций.

 

Вибромойки

За рубежом для дезинтеграции глинистых материалов средней промывистости широко используются вибрационные машины, которые имеют меньшую металлоемкость, энергоемкость и габариты по сравнению со скрубберами и корытными мойками.

Вибромойки состоят из нескольких труб диаметром 200–600 мм, длиной 1000–1500 мм, смонтированных на од­ной раме, установленной или подвешенной посредством амортизаторов с небольшим наклоном в сторону разгрузки материала. Привод с дебалансным вибратором сообщает всей системе круговые поперечные колебания. Мойки работа­ют при частоте колебаний 12 –20 в минуту, с амплитудой 8–2 мм.

Исходный материал загружается в верхнюю часть каж­дой из ванн (труб). Диспергированная глина вместе с водой удаляется через перфорации, расположенные в нижней части труб. Перед выходом материала из мойки его ополаскивают под напором чистой водой, при этом расходуется 1/4 объема необходимой для процесса воды.

Отечественные вибромойки производительностью от 30 до 100 м³/ч при крупности исходного до 150 мм [12] раз­работаны разными организациями, например: ВНИИнеруд (типа JI-150), ВНИИПИ стройсырье (ВМИ-25, ВМИ-40, ВМИ-100), ВНИИ стройдормаш (СМД-88).

Для дезинтеграции труднопромывистых золотосодер­жащих песков СКВ ТОМ завода "Труд" разработал установ­ку ДВ-1. Ее испытания были проведены в Якутии с участием института Иргиредмет.

Дезинтеграция глинистых песков производилась вначале гидромонитором, затем землесосом и далее в барабанном грохоте. Дезинтеграция в несколько операций на различных дезинтегрирующих аппаратах по сравнению с одно операционной в дражной бочке способствует лучшей отмывке глины. Однако и в этом случае глина полностью не раз­рушается, и потери золота с ней, хотя и сокращаются на 14–17 %, остаются относительно большими (18–20 %).

За рубежом для дезинтеграции глинистых песков используются скрубберы, вибромойки, а также много - стадиалъная промывка в корытных мойках.

В настоящее время, в связи с подготовкой к эксплуатации рос­сыпей с большим количеством труднопромывистого материала, возникла необходимость изыскания еще более эффективных по сравнению с используемыми способов дезинтеграции.