CC BY
75
© В.В. Рудаков, М.Н Злобин, В.В. Новиков, 2011
УДК 622.7
В.В. Рудаков, М.Н. Злобин, В.В. Новиков
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДУЛЬНЫХ УСТАНОВОК ПРИ ОБРАБОТКЕ КИМБЕРЛИТОВ И РУД САМОРОДНЫХ,
ЦВЕТНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
Представлена концепция внедрения на предприятиях, перерабатывающих алмазосодержащие кимберлиты, руды благородных, цветных и редких металлов, модульных установок с применением «сухих» методов обогащения сырья. Рассмотрены технологические схемы, основанные на совместном применении виброконцентратов, рентгенолюминесцентной, рентгеноспектральной и фотометрической сепарации. Приведено описание запатентованных конструкций воздушных концентраторов различного типа. Проанализированы возможности реализации «сухих» методов рудоподготовки.
Ключевые слова: алмазосодержащие кимберлиты, руды благородных, цветных и редких металлов, технология переработки, «сухие» методы обогащения, комплексное использование сырья.
ТУ последнее годы на алмазо-
-Щ-9 извлекательных фабриках, как в нашей стране, так и за рубежом, все шире и шире находят применение модульные обогатительные установки, среди которых лидирующее положение занимают тяжелосредные установки. Как показывают работы [1-2] такая тенденция прослеживается и далее, и в частности, в новых запатентованных разработках.
В развитие способов извлечения из руд алмазов (патенты РФ № 2213622 и № 2223825) виброконцентрация в сочетании с рентгенолюминесцентной сепарацией могут позволить селективно и довольно дешево осуществить обогащение кимберлитовой руды в ее «сухом» виде (патенты РФ № 2320420 и № 2388545). С применением этих процессов, можно наиболее рационально создавать компактные модульные обогатительные установки с их размещением в подземных горных выработках, что в
суровых северных условиях весьма целесообразно.
Рудоподготовку для этих процессов безводного обогащения также рационально осуществлять с применением «сухих» и эффективных методов раскрытия полезного компонента, таких, как шнеково-зубчатое и центробежноударное дробление. Последнее возможно и эффективно, когда из обогащаемой руды наиболее полно извлечены раскрытые алмазы и необходимо лишь до-раскрыть более мелкие кристаллы.
Осуществление обогащения кимбер-литовой руды с последовательным использованием процессов, основанных на различных физических методах обогащения, в частности, на рентгенолюминесцентном и гравитационном, к которому следует отнести виброконцентрацию, позволяет повысить надежность извлечения алмазов, так как в этом случае компенсируются технологические «потери метода».
«Сухой» способ извлечения из руд алмазов по патенту РФ № 2388545 с применением модульных установок может реализовываться в подземных горных выработках и (или) на стационарных фабриках. В соответствии с этим патентом кимберлитовую руду дробят в щековых или в шнеково-зубчатых дробилках до крупности -50 мм и направляют на фракционирование по крупности с одновременной его первичной виброконцентрацией, осуществляемые в устройстве по патенту РФ № 2331480. В результате такой операции получают крупнозернистый (-50+8 мм) и мелкозернистый (-8+0 мм) концентраты и хвостовой продукт крупностью -50 мм. Для высвобождения и извлечения скрытых алмазов из хвостового продукта его додрабливают в замкнутом цикле с первичной виброконцентрацией.
С целью обеспечения сохранности кристаллов алмазов додрабливание хвостового продукта первичной виброконцентрации возможно и рационально осуществлять в режиме объемного сжатия в типовой щековой дробилке по патенту РФ № 2160162 или в центробежно-ударной дробилке в режиме самоиз-мельчения.
Мелкозернистый (-8+0 мм) концентрат первичной виброконцентрации подвергают перечистной виброконцен-траци. Концентрат этой операции направляют на рентгенолюминесцентную сепарацию для извлечения алмазов. Алмазы из крупнозернистого (-50+8 мм) концентрата первичной виброконцентрации также извлекают рентгенолюминесцентной сепарацией. Рентгенолюминесцентную сепарацию осуществляют после фракционирования обогащаемых материалов по классам крупности.
Для извлечения алмазов из материала крупностью менее 2 мм возможно применение воздушной сепарации или виброконцентрации.
Хвосты рентгенолюминесцентной сепарации направляют на додраблива-ние совместно с хвостами первичной виброконцентрации. Хвосты перечист-ной виброконцентрации рассевают на классы крупности по зерну 2, 3 или 4 мм в зависимости от наличия в них скрытых алмазов. Подрешетный продукт рассева направляют в отвал, а надрешетный продукт подвергают додрабливанию в центробежно-удар-ных дробилках в режиме самоизмельчения с возвратом дробленого продукта на первичную операцию виброконцентрации.
Данный «сухой» способ извлечения из руд алмазов применим также и при обогащении россыпного алмазосодержащего сырья, включая и обработку материала в мерзлом состоянии. Применение такого способа переработки россыпного сырья в теплое время года целесообразно при замене дробильного оборудования на «сухое» дезинтегрирующее, например, по патенту РФ № 2213622.
Вариант технологии «сухого» обогащения в модульном исполнении может быть предпочтительным еще и потому, что решает многие экологические проблемы, включая проблему «сухого» складирования хвостов в более крупном зерне, и будет намного экономичнее традиционных «мокрых» технологий. Такой вариант технологии наиболее рационален при размещении модульных установок в подземных горных выработках при подземной добыче руды.
В работах [1, 3] показано, что технология «сухого» обогащения руд самородных, цветных и редких металлов основывается на последовательном удалении из безводного рудного потока кусков породного материала, не содержащих полезного компонента, а также кусков рудного материала с отвальным содержанием полезного компонента.
Принцип последовательного удаления в отвал кусков ненужного для дальнейшего глубокого обогащения материала заложен в технологии «сухого» обогащения как при предконцентрации руды методом покусковой рентгеноспектральной сепарации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, так и при глубоком обогащении с использованием этих же безводных методов обогащения в сочетании с другими «сухими» методами. К ним, в первую очередь, следует отнести виброконцентрацию, пневмовиброконцентрацию, электрическую и пневматическую сепарацию. Ру-доподготовку для этой безводной технологии предусматривается осуществлять, также как и для кимберлитовой руды, с использованием дробильно-размольного обо-рудования для «сухого» дробления и измельчения, в частности, дробилок типа ММД, центробежно-ударных дробилок и мельниц типа «Титан» и «ДЦ». Раскрытие рудных минералов предполагается интенсифицировать посредством одновременного наложения на механические разрушающие усилия других предразрушающих и разрушающих воздействий. Например, с использованием скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки разрушаемого материала потоком раскаленных газов или высокотемпературным перегретым паром в устройстве для переработки материала по патенту РФ № 2309798. Устройство состоит (рис. 1) из дробильно-измельчительного агрегата 1 (показан схематически) для механических разрушающих воздействий на обрабатываемый материал, загрузочное 2 и разгрузочное 3 приспособления. Загрузочное приспособление 2 в нижней своей части снабжено камерой 4 для скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки загружаемого материала потоком раска-
Рис. 1. Устройство для переработки материала с использованием операций его разупрочнения и предразрушения (Патент РФ № 2309798)
ленных газов или перегретого пара. Для этого камера 4 выполнена в виде короткой гильзы 5 с закрепленной по ее верхнему торцу конусообразной обечайкой 6 с центральным загрузочным отверстием
7, а по периметру конусообразной обечайки 6 равномерно, по меньшей мере, в один ряд установлены газовые горелки
8.
При необходимости, вместо горелок
8 могут быть установлены паровые сопла 8 для перегретого пара. Оси газовых горелок (паровых сопел) 8 направлены в радиальных плоскостях на ось гильзы 5 камеры 4.
При необходимости, газовые горелки (паровые сопла) 8 могут быть установлены на конусообразной обечайке 6 в два и более ряда в шахматном порядке, что целесообразно при интенсификации теплового воздействия на обрабатываемый материал. При этом из-за кратковременности интенсивного теплового воздействия на поток материала не происходит прогрева частиц в глубину, а, следовательно, удельные энергетические затраты на такую операцию незначительны.
Виброконцентрацию в технологии «сухого» обогащения предлагается реализовывать с применением запатентованных аппаратов. На рис.2,3 представлен один из таких аппаратов, на котором были проведены испытания процесса виброконцентрации руды и зернистых материалов. Испытания виброконцентратора проведены с применением грохота ULS 1,5 x 0,6. Концентрационный элемент был выполнен в форме желоба, с днищем в виде пластины с боковыми ребрами. На пластине были плотно закреплены поперечные ребра. В средней части желоба между поперечными ребрами была выполнена продольная канавка, сопряженная на нижнем уровне с межребер-ными впадинами посредством боковых щелей. Поперечные ребра имели уклон в направлении продольной канавки и наклон в загрузочную сторону. У выходного конца продольной канавки был закреплен концентратоприемник. Для оперативного контроля за извлечением сульфидных фракций и минеральных сростков были подготовлены имитаторы в виде порошка магнетита крупностью -0,315+0,2 мм и -0,63+0 мм, которые можно было оперативно извлекать из продуктов разделения посредством магнита.
Перед проведением очередного опыта имитаторы вводились непосредственно в пробу, и проба с введенными имитаторами перемешивалась методом кольца и конуса. Испытания виброконцентратора проведены при различных углах наклона короба грохота ULS 1,5 x 0,6. Результаты испытаний показали, что при высоком извлечении магнетита крупностью -0,315+0,2 мм и практически полном извлечении магнетита крупностью -0,63+0 мм, как имитатора сульфидов, можно с высокой степенью уверенности утверждать о надежном и пол-
Рис. 2. Общий вид виброконцентратора на базе грохота ULS 1,5х0,6
Рис. 3. Виброконцентратор в работе
ном извлечении раскрытых сульфидов и тяжелых фракций из руд самородных, цветных и редких металлов с применением виброконцентратора на базе грохота KROOSH типа ULS 1,5 х 0,6 и концентрационного элемента испытанной и подобной ей конструкции.
Г рохот данного типа был выбран для виброконцентратора не случайно, а исходя из его преимуществ по сравнению с традиционными вибрационными грохотами. По данным ООО «Вибротехцентр» (г. Москва), наличие больших ускорений, создаваемых на сеющей поверхности и в толще материала (около 1000g), многочастотный характер вибрации (на сеющей поверхности одновременно присутствуют сплошной широкий спектр частот), сильные вибрационные импульсы, исходящие от многочастотной возбуждающей системы Kroosher, позволяют достичь показателей, принципиально отличающихся от таковых у всех традиционных грохотов. В частности, удельная производительность в десятки раз превышает производительность у традиционных машин; высокая эффективность разделения фракций сухих материалов; высокая эффективность разделения фаз; отсутствие забивания сеток при сколь угодно долгом сроке непрерывной работы; возможность улавливания/отделения тонких фракций твердой фазы.
Вибрационная технология Кгоо^ег успешно применяется и для эффективного разуплотнения сильно слежавшихся материалов, при этом происходит разрушение всех агломератов внутри слежавшихся упакованных материалов. Для виброконцентрации все это является весьма ценным качеством грохотов данного типа.
Следует отметить, что впервые процесс виброконцентрации в авторском
исполнении прошел промышленную апробацию при обогащении алмазосодержащих руд. Промышленные испытания были проведены на самой крупной алма-зоизвлекательной фабрике № 12 АК «АЛРОСА» с использованием грохота фирмы «SVEDALA» с размером сеющей поверхности 2000х6000 мм и размером ячейки сита 5х5 мм, который был оснащен концентрационным элементом, изготовленным из тонкого листового металла в местных условиях. Обычный грохот, предназначенный для рассева материала (и продолжающий выполнять свою прямую функцию), был переоборудован в обогатительный аппарат, который не требовал каких-либо дополнительных энергетических и эксплуатационных затрат. После переоборудования он стал грохотом-концентратором, надрешетный продукт которого стал выдаваться в виде двух продуктов: концентратного и хвостового (Патент РФ № 2234982 «Грохот-
концентратор»). Извлечение алмазов контролировалось посредством введения в питание грохота-концентратора радиоактивных ал-мазов-индикаторов крупностью -8+6,7 мм. Всего было проведено три промышленных опробования, в каждом из которых в питание грохота-концен-тратора вводилось по 20 таких алмазов-индикаторов. Испытания дали положительные результаты, которые были зафиксированы актом промышленных испытаний
Работа по испытанию процесса виброконцентрации на опытном образце виброконцентратора на базе грохота KROOSH типа ULS 1,5 х 0,6 была, затем продолжена в ООО «ЭГОНТ» и выполнялась в два этапа.
Первый этап включал все подготовительные работы, разработку и монтаж испытательного стенда, наладку его основного и вспомогательного оборудования, настройку работы виб-
Рис. 4. Общий вид виброконцентратора, установленного на грохоте ULS 1,5 х 0,6
Рис. 5. Упругоэластичное крепление концентрационного элемента в его центральной части
роконцентратора на базе грохота вибрационного ULS 1,5 х 0,6.
Испытательный стенд был размещен в 40-футовом (12 м) морском контейнере, специально оборудованном для этой цели. В контейнере были прорублены проемы и встроены входная дверь и окно, произведен настил пола, подведено электропитание и электроосвещение, сделана разводка внутренней электросети. После этого был осуществлен монтаж вибрационного грохота и его наладка. Произведена установка концентрационного элемента (КЭ). Экспериментально было установлено, что для рав-
номерной подачи продуктов по всей длине КЭ необходимо производить его крепление на грохоте упругоэластичными пластинами. Для подачи питания был изготовлен и установлен острорезонансный вибрационный питатель с бункером и питающим лотком, кон-центратоприемник и приемник для хвостов. Для пылеподавления была смонтирована система пылеотсоса и пылеотделения.
На рис. 4. и 5. представлены фотографии испытательного стенда с виброконцентратором и упругоэластичными креплениями КЭ из титана на вибрационном грохоте.
Настройка стенда была проведена при работающем виброконцентраторе с использованием искусственных смесей из инертного безрудного материала крупностью - 10+0 мм. После настройки были проведены технологические испытания процесса виброконцентрации на таких же искусственных смесях, как и при настройке. В качестве искусственных смесей использовали щебень и песок в определенных пропорциях по гранулометрическому составу близкому к составу обогащаемой руды Наталкинского месторождения.
При проведении испытаний процесса виброконцентрации с использованием искусственных смесей в смесь вводили сульфидные минералы. В качестве имитатора использовался сульфидный золотосодержащий концентрат крупностью -2+0 мм. Технологические испытания проведены с использованием КЭ из титана с высотой рабочих ребер 5 мм (КЭ-5) и 10 мм (КЭ-10). Подготовка искусственной смеси для испытаний производилась смешиванием щебня крупностью -10+2 мм в количестве 30-40 кг и песка крупностью -2+0 мм в количестве 2-3 кг.
В смесь вводился имитатор - сульфидный золотосодержащий концентрат
Рис. 6. Компоненты искусственной смеси
Рис. 7. Продукты, полученные при виброконцентрации искусственной смеси: 1 - хвостовой продукт; 2 - концентрат)
крупностью - 2+0 мм в количестве 250 г (рис. 6). Компоненты тщательно перемешивались. Полученную смесь загружали в бункер питателя и проводили сепарацию в соответствии с разработанной методикой.
Продукты, полученные при сепарации, (рис. 7) взвешивались и подготавливались для проведения химического анализа. После каждого опыта на поверхности КЭ оставался материал, который выгружался при зачистке КЭ и также подготавливался к химическому анализу. Каждый КЭ был испытан на искусственных смесях и на руде Натал-кинского месторождения. Объем каждой
пробы составлял около 50 кг, что позволяло полностью заполнить КЭ и получить стабильный режим его работы.
В результате проведенных испытаний было установлено, что процесс виброконцентрации на аппаратах на базе грохота вибрационного ULS 1,5 х 0,6 с концентрационными элементами КЭ-5 и КЭ-10 может быть использован при обогащении «сухих» продуктов крупностью менее 10 мм.
Было установлено, что увеличение слоя обогащаемого материала на концентрационном элементе положительно сказывается на результатах виброконцентрации. Достичь увеличения слоя материала предложено путем увеличения высоты рабочих ребер и бортов концентрационного элемента, либо посредством наложения на концентрационный элемент облегченного трафарета из крупноячеистой решетки с закреплением его на концентрационном элементе.
В соответствии с выданными рекомендациями разработаны рабочие чертежи и изготовлены усовершенствованные концентрационные элементы в ОАО «Экспериментально-механи-ческий завод» (г. Химки). Там же разработаны чертежи и изготовлен концентрационный элемент специальной конструкции для виброконцентратора на базе многочастотного вибрационного грохота КЯООЗИ типа ULS 1,5 х 0,6, на котором предполагается реализовать режим «кипящего» слоя.
С использованием разработанных конструкций концентрационных элементов и многочастотного вибрационного грохота KROOSH типа ULS можно, на наш взгляд, значительно улучшить технологию «сухой» предконцентрации золотосодержащих и других типов руд, а также, что особенно важно, технологию глубокого «сухого» обогащения
этих руд. Это связано, прежде всего, с тем, что виброконцентратор данной конструкции может эффективно выводить из процесса предконцентрации и глубокого обогащения раскрытые зерна сульфидов и золота в отдельный продукт и тем создавать благоприятные условия для других, используемых для этого, методов обогащения, будь то рен-геноспектральная сепарация и сортировка или фотометрическая сепарация.
Виброконцентрация в предлагаемой технологии «сухого» обогащения реализуется с применением ряда аппаратов по многим патентам авторов. Большое их разнообразие связано с тем, что для каждого вида сырья следует выбрать оптимальный вариант виброконцентрации для основных, очистных и перечистных операций и в этом кроются определенные авторские «ноу-хау» для конкретной технологии.
Для интенсификации разделения материала при виброконцентрации необходимо обеспечить равномерное его псевдоожижение (разрыхление) при ми-ниминизированной флуктуации перемешивания частиц. Этого можно достигнуть, если пластину концентрационного элемента виброконцентратора выполнить в виде уплощенного воздухосборника, снабженного штуцером для подвода сжатого воздуха, а ее рабочую поверхность выполнить из пористого материала (например, из пористой стали, титана и др.). Аэродинамическое сопротивление пористого материала должно быть при этом, по меньшей мере, в два раза больше, чем аэродинамическое сопротивление слоя обогащаемого материала на этой рабочей поверхности (значение расчетное). В этом случае толщина слоя обогащаемого материала не будет отрицательно сказываться на его псевдоожижении, так как общее аэродинамическое сопротивление порис-
той поверхности и слоя обогащаемого материала останется при этом практически постоянным, несмотря на возможное некоторое изменение сопротивления слоя обогащаемого материала. Это даст возможность обеспечить достаточно равномерное псевдоожижение (разрыхление) слоя обогащаемого материала при мини-минизированной флуктуации перемешивания частиц. Высоту слоя обогащаемого материала рационально при этом управляемо изменять.
В модульных установках для «сухого» обогащения было бы рационально, на наш взгляд, использовать центробежные воздушные виброконцентраторы.
Обеспечить необходимые условия центробежного вибрационного обогащения в воздушном потоке, при непрерывном выводе из аппарата продуктов разделения, возможно в предлагаемом центробежном воздушном виброконцентраторе (патент РФ № 2360745). Аппарат состоит (рис. 8.) из конической чаши 1, установленной с возможностью вращения на вертикальном валу 2, концентрационного элемента 3, выполненного в виде ребристого покрытия 4, дозатора 5, загрузочного 6 и разгрузочного 7 приспособлений, концентратоприемника 8, вибровозбудителя 9, вентилятора 10.
Коническая чаша 1 с концентрационным элементом 3 имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибрации за счет того, что вибровозбудитель
9 выполнен в виде поворотного эксцентрикового сочленения вертикального вала 2 конической чаши 1 с приводным валом 11 подшипникового узла 12, с возможностью их фиксацией в нужном положении.
Концентрационный элемент 3 с ребристым покрытием 4 выполнен в
виде съемного усеченного конуса 13 с ребрами 14 на его внутренней поверхно-
Рис. 8. Центробежный воздушный виброконцентратор
сти, выполненными заодно с конусом 13. Ребра 14 имеют уклон вниз и наклон в загрузочную сторону, что призвано улучшить условия для выделения в чаше тяжелой фракции и последующей непрерывной ее выгрузки. В зависимости от характеристики обрабатываемого материала и его крупности возможно изменение количества ребер 14, их высоты и углов наклона, путем замены одного концентрационного элемента на другой с иными конструктивными параметрами. Концентрационный элемент 3 и его ребристое покрытие 4 выполнены износостойкими. Центробежный воздушный виброконцентратор снабжен воздушной
системой 15, размещенной соосно внутри конической чаши 1 с конусообразным зазором 16 по отношению к ее внутренней поверхности. Воздушная система 15 выполнена в виде двух коакси-ально расположенных друг в друге усеченных конусов 17 и 18 с зазором 19 между собой и с вертикальными ребрами 20 и 21 на их внешней поверхности. Образуемая усеченными конусами 17 и 18 внутренняя полость 22, сообщена со стороны малых нижних их оснований посредством кольцеобразного прохода 3 с внутренней полостью конусообразного зазора 16.
В верхней своей части воздушная система 15 снабжена входным патрубком 24, сообщенным посредством воздуховодов 25 с внутренней ее полостью 22. Через конусообразный зазор 16 внутренняя полость 22 воздушной системы 15 сообщена с внутренней полостью 26 разгрузочного приспособления 7.
Разгрузочное приспособление 7, выполнено в виде кольцеобразного желоба 27 с наклонным днищем 28. В нижней части кольцеобразного желоба 27 имеется патрубок 29 для вывода легкой фракции, а в верхней части патрубок 30 для отвода воздуха, экранированный на входе пластиной 31 .
На контакте подвижных частей конической чаши 1 и ее элементов с неподвижными кромками разгрузочного приспособления 7 имеются закреплен-
ные за кромки, уплотняющие эластичные манжеты 32.
Загрузочное приспособление 6 выполнено в виде воронки 34, соосно размещенной внутри воздушной системы 15, и имеет в нижней части осевой выход 35 на диск 36, закрепленный с зазором 37 за днище конической чаши 1 посредством спиралевидных ребер 38. По оси к диску 36 прикреплен стержень 39 в виде винта с острием, направленным внутрь воронки 34. По периметру диска 36 закреплена конусообразная обечайка 40.
Вал 2 конической чаши 1 выполнен полым. Его осевое отверстие через зазор 37 под диском 36 сообщено с внутренней полостью чаши 1.
Для обеспечения непрерывного вывода тяжелой фракции из работающего аппарата, виброконцентратор имеет расположенный в верхней части конической чаши 1 кольцеобразный регулируемый проход 41 , соединяющий меж-реберные впадины 42 ребристого покрытия 4 с внутренней полостью разгрузочного приспособления 7. Сверху кольцеобразный регулируемый проход 41 экранирован закрепленным за торец конической чаши 1 кольцеобразным диском 43 с изменяемым внутренним диаметром. По внешнему краю кольцеобразного диска 43 закреплена обращенная вниз обечайка 44, призванная изменить траекторию движения частиц тяжелой фракции. Кольцеобразный диск
43 закреплен подвижно посредством резьбовых соединений 45 через упругоэластичные втулки или пружины 46, что призвано обеспечить плавную регулировку кольцеобразного прохода 41 для изменения выхода продукта с тяжелой фракцией.
Диск 43 выполнен с утонь-шением по направлению к
внешнему его краю, с тем, чтобы исключить забивание кольцеобразного прохода 41 частицами материала. Внутренний диаметр кольцеобразного диска
43 может изменяться, например, посредством сменных колец 47, что призвано обеспечить регулирование толщины слоя обогащаемого материала на ребристом покрытии 4 при работе виброконцентратора.
Внутри разгрузочного приспособления 7, непосредственно под обечайкой
44 кольцеобразного диска 43, помещен конусообразный приемник 48 для продукта с тяжелой фракцией. Приемник 48 сообщен с внутренней полостью кольцеобразного прохода 41 и снабжен в нижней части патрубком 49 для вывода продукта.
Разделение зернистых материалов в воздушном потоке в технологии «сухого» обогащения предлагается реализовывать с применением запатентованных аппаратов, которые также возможно и рационально использовать как в мобильных модульных обогатительных установках, так и на стационарных фабриках.
На рис. 9 показан общий вид одного из таких аппаратов - камерного воздушного сепаратора по патенту РФ № 2307714. Сепаратор состоит из закрепленного на несущей раме 1 корпуса 2 цилиндрической формы, в котором по-
следовательно от центра к периферии размещены подготовительная камера 3 и камеры 4 и 5 для сепарации крупных и тонких частиц материала, соответственно. Камеры 4 и 5 выполнены в виде соприкасающихся межу собой секторов 6 цилиндров с радиально расположенными вертикальными стенками 7.
Подготовительная камера 3 снабжена дозатором 8 для равномерного дозирования сепарируемого материала и каскадом 9 обтекаемых плоскостей 10 для снижения средней скорости падения частиц материала и увеличения времени взаимодействия потоков воздуха и сепарируемого материала.
Обтекаемые плоскости 10 выполнены в виде уплощенных конических колец 11 с монотонно увеличивающимися диаметрами и размещены друг над другом с вертикальными зазорами 12 таким образом, что каскад 9 обтекаемых плоскостей 10 обретает форму усеченного конуса 13, размещенного по оси подготовительной камеры 3. Уплощенные конические кольца 11 и верхнее основание 14 усеченного конуса 13 закреплены посредством радиально расположенных ребер 15. Ребра 15 закреплены на несущей раме 1.
Уплощенные конические кольца 11 и зазоры 12 принимаются из расчета, чтобы угол наклона образующей усеченного конуса 13 превышал угол естественного откоса сепарируемого материала, что необходимо для равномерного перемещения сепарируемого материала вдоль образующей усеченного конуса 13 по внешним краям обтекаемых плоскостей 10.
Уплощенные конические кольца 11 в радиальном сечении имеют угол наклона образующей, соответствующий углу атаки к потоку воздуха, необходимому для сепарируемого материала. Для увеличения скорости ламинарного обтекания потоком воздуха верхних поверхно-
стей плоскостей 10. уплощенные конические кольца 11 в радиальном сечении выполнены выпукло-вогнутыми.
Дозатор 8 снабжен соосно закрепленным на верхнем основании 14 усеченного конуса 13 центробежным разбрасывателем 16. Вокруг него с кольцевым зазором 17 закреплен за радиальные ребра 15 гаситель скорости частиц материала, выполненный в виде обечайки 18, вогнутой в радиальном сечении для лучшего гашения скорости частиц и изменения траектории их движения вдоль образующей усеченного конуса 13. Центробежный разбрасыватель 16 снабжен закрепленным по его оси стержнем в виде винта 19 с острием, направленным внутрь дозатора 8, призванным принудительно, без забивания отверстия дозатора 8 подавать материал на центробежный разбрасыватель 16.
Над камерами 4 и 5 для сепарации крупных и тонких частиц материала расположена камера 20 для отсоса воздуха, к которой через патрубки 21 посредством воздуховодов (на чертежах не показаны) подключены равномерно размещенные по периметру сепаратора вытяжные вентиляторы 22, между камерой 20 для отсоса воздуха и камерами 4 и 5 для сепарации крупных и тонких частиц размещена конусообразная успокоительная решетка 23, выполненная из радиально расположенных ребер 24, скрепленных между собой кольцеобразными обечайками 25.
К нижней части подготовительной камеры 3 подсоединен циклон 26, тангенциальные входные патрубки 27 которого сопряжены посредством воздуховодов (на чертежах не показаны) с выходными патрубками 28 вытяжных вентиляторов 22. Циклон 26 в нижней части имеет соосно расположенное разгрузочное приспособление 29 для выгрузки пылевидных частиц.
Над выходным отверстием 30 циклона 26 внутри подготовительной камеры 3 по ее оси размещено конусообразное успокоительное устройство 31.
В днищах камер 4 и 5 для сепарации крупных и тонких частиц материала размещены кольцеобразные разгрузочные приспособления 32 и 33 с пирамидальными карманами 34 и 35. К нижней части пирамидальных карманов 34 и 35 плотно присоединены патрубки 36 и 37. Патрубки 36 и 37 соединены с внутренней полостью кольцеобразных трубчатых конвейеров 38 и 39, имеющих на выходе разгрузочные течки 40 и 41 для выгрузки крупных и тонких частиц материала, соответственно. К нижнему основанию 42 усеченного конуса 13 подсоединен патрубок 43, к которому подсоединен циклон 26.
Успокоительное устройство 31 имеет сетчатую поверхность, на которой закреплены расположенные в радиальных плоскостях ребра 44, предназначенные для формирования воздушного потока строго в радиальном направлении от центральной части сепаратора к его периферии. В настоящее время разработаны рабочие чертежи и завершается изготовление опытного образца камерного воздушного сепаратора данной конструкции.
Указанные в статье ссылки на патенты авторов, а также все другие их патенты, можно взять в Интернете в открытых реестрах Роспатента. В этих патентах имеется необходимая информация по каждому способу и по каждому устройству с иллюстрациями и описаниями.
Следует отметить, что до рассмотрения варианта возможности использования «сухого» бесцианидного метода обогащения золотосодержащих руд, авторами первоначально был рассмотрен вариант бесцианидного извлечения золота с использованием некоторых новых технических решений, реализованных
на отечественных алмазоизвлекательных фабриках. Этот вариант был изложен в докладе «Перспективы использования некоторых новых технических решений для технологии бесцианидного извлечения золота из руд», сделанном на юбилейной научно-практической конференции в г. Мирном в апреле 2005 года [4]. Он базировался преимущественно на промышленно освоенных «мокрых» процессах обогащения, т.е. на процессах, реализуемых в водной среде. Авторами в докладе были сделаны следующие выводы.
Использование новых перспективных технических решений в области обогащения полезных ископаемых, особенно тех из них, которые прошли достоверную промышленную апробацию или внедрены в промышленное производство при обогащении других видов горнорудного сырья, может служить основой для создания технологии бес-цианидного извлечения золота из руд. В частности, это касается процесса виброконцентрации, центробежной концентрации, различных видов покуско-вой сортировки, пленочной сепарации, новых типов гидравлических классификаторов, флотогравитационных осветлителей, дробильно-измельчитель-ного оборудования и др. Для этого требуется проведение необходимых исследований, экспериментальной проверки и доработки используемых в технологии обогащения золоторудного сырья процессов и оборудования.
В заключение следует отметить, что идея размещения обогатительного передела под землей в сочетании с обратной закладкой пустующих горных выработок твердеющими хвостами не нова и уже широко реализуется в мировой практике. В работе [5] дан краткий обзор мирового опыта сооружения подземных обогатительных фабрик (ПОФ).
Изложены условия их сооружения и требования к техническим решениям и оборудованию. Предложены технические и компоновочные решения (ПОФ) на примере Холоднинского свинцовоцинкового месторождения, расположенного в природоохранной зоне озера Байкал. В работе отмечается, что в таком размещении всего горно-обогатительного цикла не только минимизируются затраты на транспорт руды и складирование хвостов, но и ради-
1. Рудаков В.В., Злобин М.Н., Новиков В.В. Предложения и рекомендации для практической реализации технологии «сухого» обогащения руд самородных, цветных и редких металлов и алмазов. Материалы Международной научно-практической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья», 13-17 апреля 2010 г., г. Екатеринбург, Издательство «Форт Диалог-Исеть», 2010, С. 149-158.
2. Злобин М.Н., Митюхин С.И., Миронов В.П. Перспективы использования модульных установок при обработке низкопродуктивных и отдаленных месторождений алмазов. Материалы Конгресса обогатителей стран СНГ, М.: Альтекс, 2003.
3. Рудаков В.В., Злобин М.Н., Компаней-цев Е.А., Новиков В.В. Предпосылки и некоторые разработки по созданию технологии бес-цианидного извлечения золота
кально решаются проблемы охраны окружающей среды. Немаловажным преимуществом подземного размещения является постоянство температурного режима,
обеспечивающего оптимальные условия хранения руды и минимальные затраты на поддержание комфортной температуры для персонала фабрики. Это особенно важно в экстремальных климатических условиях, при низких температурах и снежных заносах.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
на примере Наталкинского месторождения. Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья: материалы научно-
практической конференции, 14-16 октября 2009 г., г. Екатеринбург, Изд-во УГГУ, 2009, С. 110-119.
4. Рудаков В.В., Зельберг С.И., Злобин М.Н. Перспективы использования некоторых новых технических решений для технологии бесцианидного извлечения золота из руд, ЗАО «Полюс», 2005. Доклад на юбилейной конференции в честь 50-летия АК «АЛРОСА» (18-20 апреля 2005 г., г. Мирный).
5. Баранов В.Ф., Захваткин В.В. Мировой
опыт проектирования подземных обогатительных фабрик и технические предложения по их сооружению на примере Холоднинского свинцовоцинкового месторождения, «Обогащение руд», 2009. № 5, С. 40—45. ЕШ '
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Рудаков В.В. - профессор, доктор технических наук, действительный член РАЕН, академии горных наук, инженерной академии, Торгово-промышленная палата Российской Федерации, Председатель Комитета по поддержке предпринимательства в сфере добычи, производства, переработки и торговли драгоценными металлами и драгоценными камнями и изделиями из них E-mail: [email protected] Злобин М.Н. - доктор технических наук, эксперт ВК «АСАЛМАЗ»,
E-mail: [email protected]
Новиков В.В. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, генеральный директор, Экологические горные обогатительные технологии (ЭГОНТ), E-mail: egont@mail. wplus. net
