CC BY
55
УДК 622.734:622.76
ИЗУЧЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКОГО И ТОНКОГО ЗОЛОТА ИЗ МЕТАЛЛОНОСНЫХ РОССЫПЕЙ
В.В.Мельников1, А.Н.Роговой2, К.Л.Ястребов3
1Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище (Военный институт), 664009, г. Иркутск, ул. 1-я Советская, 176. 2Фирма "OLANA GHANA LTD", Республика Гана.
3Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены основные проблемы технологии и методов извлечения ценных компонентов из природных и техногенных россыпей. Отмечается необходимость создания высокопроизводительных процессов и аппаратов для подготовки и обогащения минерального сырья, освоения развитых систем переработки, обеспечивающих комплексное извлечение из сырья всех ценных минералов, повышения производительности труда путём внедрения систем автоматизированного управления.
Ключевые слова: обогащение полезных ископаемых; горно-обогатительная промышленность; металлоносные природные и техногенные россыпи; технологические, технические и экономические проблемы.
STUDY AND DEVELOP METHODS TO EXTRACT FINE GOLD FROM METALLIFEROUS PLACERS V.V. Melnikov, A.N. Rogovoy, K.L. Yastrebov
Irkutsk Military Aviation Engineering Higher School (Military Institute)
176 First Soviet St., Irkutsk, 664009
"OLANA GHANA LTD"
The Republic of Ghana
Irkutsk State Technical University
83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The authors consider the main problems of technology and extraction methods of valuable components from natural and technogeneous placers. They mark the necessity to create highly productive processes and apparatuses for the preparation and concentration of minerals, mastering of advanced processing systems which provide complex extraction of all valuable minerals from raw material, environment protection, increase of labour productivity by the introduction of the automatic control systems.
Key words: concentration of minerals; ore mining and processing industry; natural and technogeneous metalliferous placers; technological, technical and economical problems.
Основным направлением роста экономического и социального потенциала России является развитие конкурентоспособности горно-обогатительной промышленности, которая определяется производительностью труда и эффективностью работы горнообогатительного оборудования. В связи с постоянным усложнением состава и уменьшением размера вкрапленности ценных минералов перерабатываемого сырья технологическая необходимая крупность измельчения и обогащения руд снижается, что приводит к возникновению технологических, технических и экономических проблем. Для решения этих проблем необходимо: создание высокопроизводительных процессов и аппаратов для подготовки и обогащения ми-
нерального сырья; освоение развитых систем переработки, обеспечивающих комплексное извлечение из сырья всех ценных минералов; обеспечение охраны окружающей среды; повышение производительности труда путём внедрения систем автоматизированного управления. Создание новых методов гравитационного обогащения горного сырья сталкивается с трудностями обеспечения надежности оборудования и конструктивного его совершенства. Решение возникших проблем позволит использовать положительные стороны гравитационного обогащения руд и песков в деле совершенствования всей технологии обогащения полезных ископаемых. Необходимость решения этих проблем предопределяет перевооружение горно-
1Мельников Василий Викторович, преподаватель 21 цикла ИВВАИУ, аспирант ИрГТУ, тел.: 89148766664, e-mail: [email protected]
Melnikov Vasiliy Victorovich, a lecturer of the 21 cycle of Irkutsk Military Aviation Engineering Higher School, a postgraduate of Irkutsk State Technical University, tel.: 89148766664, e-mail: [email protected]
2Роговой Александр Николаевич, первый заместитель генерального директора фирмы "OLANA GHANA LTD", тел.: (+233) 202020001, e-mail: [email protected]
Rogovoy Alexander Nikolaevich, the first Deputy Director of the firm "OLANA GHANA LTD", tel.: (+233) 202020001, e-mail: [email protected]
3Ястребов Константин Леонидович, доктор технических наук, профессор, тел.: (3952)405651, e-mail: [email protected] Yastrebov Konstantin Leonidovich, a doctor of technical sciences, a professor, tel.: (3952)405651, e-mail: [email protected]
обогатительного производства путем замены приборов с примитивной технологией на приборы и обогатительные установки с современной схемой обогащения и существенное изменение технологии. Это увеличит добычу ценных минералов и металлов, снизит финансовые и материальные расходы, сохранит и расширит минеральную базу для более рационального её использования, что является весьма актуальной задачей.
Целями планируемых работ являются: исследование процессов промывки и обогащения золотосодержащего сырья в гравитационных аппаратах, создание и развитие на его основе нового оборудования обогащения горного сырья в шлюзах и винтовых аппаратах для увеличения добычи полезных ископаемых.
Для достижения поставленной цели на первом этапе рассмотрены исторические пути развития гравитационного обогащения минерального сырья, направления в развитии конструкций обогатительного оборудования, выполнен анализ результатов опыта отечественных и зарубежных исследователей и практики работы оборудования обогащения горного сырья.
В результате сформулирована основная идея этого направления исследований, которая заключается в исследовании механизма, основных физических закономерностей процессов гравитационного обогащения дисперсного горного сырья в шлюзах, винтовых аппаратах и влияния конструктивных особенностей оборудования с теоретическим описанием.
При проведении теоретических исследований необходимо использование фундаментальных положений физики твердого тела и закономерностей разрушения твердых материалов, гидродинамики сплошных сред и взвесенесущих потоков, теоретических закономерностей кинематики и кинетики непрерывных процессов. При этом необходимо использование апробированных методов аналитического и численного решения дифференциальных уравнений, математического и физического моделирования технологических процессов, планирования экспериментов и методов управления процессами. В ходе исследований планируется применение методов системного анализа, моделирования процессов обогащения полезных ископаемых. Экспериментальные исследования должны проводиться с использованием методов гранулометрического, химического, минералогического и иных анализов с привлечением современных аналитических и численных методов на высокопроизводительных вычислительных средствах.
На основе работ Б.В.Кизельватера и А.М.Базидев-ского требуется разработка методики определения средней скорости всех компонентов потока по наклонной плоскости шлюза как по длине, так и по отдельным его участкам. Аналитически с экспериментальной проверкой запланирована разработка методики расчёта распределения компонентов по высоте взвесене-сущего потока.
Вышеуказанное подтверждается результатами предварительных экспериментальных исследований.
Предварительные исследования показали, что сила Архимеда (подъёмная сила), действующая на ми-
неральное зерно, усиливается при турбулентном режиме вертикальной составляющей скорости потока, зависящей от средней скорости потока и шероховатости стенок и дна шлюза, что необходимо использовать при разработке и совершенствовании новых технологий и обогатительного оборудования.
Исследованиями в лабораторных и полупромышленных условиях определено, что степень расслоения минеральных зёрен по плотности во взвесенесущем потоке зависит от дисперсивного (репульсивного) давления (силы Багнольда), пропорционального напряжению сдвига. Наличие турбулентного режима движения отрицательно влияет на процесс обогащения мелких и тонких классов крупности. Репульсивное давление (сила Багнольда) в комплексе с колебательными процессами и ламинаризацией взвесенесущего потока повышает эффективность классификации и сегрегации твёрдой фазы по плотности.
Для преодоления сопротивления взаимного трения крупных зёрен в потоке пульпы требуется больший для более мелких минеральных зёрен угол наклона поверхности (по сравнению с используемым в настоящее время), определяющий скорость движения постели и его кинетическую энергию.
Для ламинарного режима вертикальная составляющая скорости потока мала. На обогатительных аппаратах, где присутствует вихревой - турбулентный режим движения, влияние вертикальной составляющей велико и её необходимо учитывать.
Для усиления влияния вертикальной составляющей потока на расслоение зёрен минералов по плотности угол наклона плоскости следует дополнить наклоном её части. Формирование взвесенесущего потока его ламинаризацией снижает энергетические затраты, повышает транспортирующую способность и контрастность расслоения минеральных частиц по плотности.
При этом для повышения эффективности расслоения минеральных зёрен по плотности требуется разделение наклонной плоскости (дна шлюза) на два полуднища, которые имеют определённый оптимальный наклон к горизонту, что обеспечивает разработку и создание нового обогатительного устройства - шлюза с непрерывным выводом концентрата.
Изучение гидродинамики взвесенесущих потоков в прямолинейных руслах, математическая модель гравитационного обогащения полезных ископаемых, возможность формировать и ламинизировать взвесене-сущие потоки позволяют разработать конструкции шлюз-грохота, шлюзов с непрерывным выводом концентрата и У-образного желоба надрешетного продукта.
Подъёмные силы возникают от движения капиллярных волн. В пределах такой волны возникает поперечная циркуляция, предопределяющая вертикальную составляющую средней скорости потока, с учётом которой появилась возможность совершенствования конструкции большинства устройств и оборудования гравитационного обогащения полезных ископаемых.
Для повышения извлечения ценных минералов из россыпей требуется разработка обогатительных уста-
новок для геологоразведочных работ и передвижная обогатительная установка для крупновалового опробования месторождений с попутной добычей ценных компонентов. А для повышения объёма добычи ценных компонентов требуется разработка конструкций промывочно-обогатительных приборов с непрерывным выводом концентрата.
Достоверность научных положений и результатов при этом подтверждается полученными аналитическими и эмпирическими зависимостями, описывающими процессы и явления рудного самоизмельчения, гидродинамики взвесенесущего потока и гравитационного обогащения дисперсных полезных ископаемых, а также экспериментальной проверкой в промышленных и полевых условиях с использованием современных методов планирования экспериментов, обработки результатов и управления процессами. Получаемые зависимости, методы и математические модели позволят разработать технические решения, конструк-
ции оборудования и устройств, испытания которых экспериментально подтвердят достоверность научных положений и результатов.
Реализация результатов исследований запланирована на золотоносных участках россыпей Бодай-бинского района - участки Догалдын, Имнях, Хорлух-тах и Мариинский. Полевые испытания промывочно-обогатительного прибора с непрерывным выводом концентрата будут проведены в условиях участков Имнях старательской артели «Прогресс». Полевые испытания и внедрение промывочно-обогатительных приборов запланировано выполнить на участках Догалдын, Вача старательских артелей «Прогресс» и «Вачинское». Производство промывочно-обогатительных приборов и гравитационного оборудования нового поколения, их испытания и внедрение на приисках старательских артелей организовано на опытно-экспериментальном заводе НПП «Энроф».
УДК 622
РАСЧЕТ ЗАМКНУТЫХ СХЕМ ПРОТИВОТОЧНОЙ ПРОМЫВКИ ПУЛЬП С ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИЕЙ
В.И.Саламатов1, С.Н.Головачев2, Б.А.Байбородин3, Г.М.Берегова4
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены варианты расчета схем противоточной промывки с использованием только промывного раствора (фильтрата), а также промывного и оборотного растворов, содержащих или не содержащих растворенное вещество. Дан расчет замкнутых схем противоточной промывки пульп с двухфазной фильтрацией с использованием только промывного раствора (фильтрата). Библиогр. 2 назв.
Ключевые слова: промывной и оборотный растворы; растворенное вещество; противоточная промывка пульп.
THE CALCULATION OF CLOSED CIRCUITS OF COUNTERCURRENT PULP WASHING WITH TWO-PHASE FILTRATION
V.I. Salamatov, S.N. Golovachev, B.A. Baiborodin, G.M. Beregova
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The authors consider calculation variants of the countercurrent washing circuits with the use of either a single washing solution (filtrate) or washing and reverse solutions containing or not a dissolved substance. They present a calculation of a closed-circuit countercurrent pulp washing with the two-phase filtration with the use of a single washing solution (filtrate) only. 2 sources.
Key words: washing and reverse solutions; dissolved substance; countercurrent pulp washing.
1Саламатов Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов. Salamatov Victor Ivanovich, a candidate of technical sciences, an associate professor of the Chair of Machine-building Technologies and Materials.
2Головачев Семен Николаевич, аспирант, тел.: 89086688371. Golovachev Semen Nikolaevich, a postgraduate, tel.: 89086688371.
3Байбородин Борис Алексеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой мировой экономики, тел.: (3952)405091.
Baiborodin Boris Alexeevich, a doctor of technical sciences, a professor, the head of the Chair of World Economics, tel.: (3952)405091.
Берегова Галина Михайловна, профессор, кандидат экономических наук, заведующая кафедрой экономики и менеджмента, тел.: (3952)405096.
Beregova Galina Mihailovna, a professor, a candidate of economical sciences, the head of the Chair of Economics and Management, tel.: (3952)405096.
