CC BY
42
------------------------------ © В.С. Литвинцев, А.М. Пуляевский,
2007
УДК 622.271.5
С.И. Корнеева, А.М. Пуляевский
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗУПРОЧНЕНИЯ И ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ГЛИНИСТЫХ ПЕСКОВ В ПРОЦЕССЕ ГИДРОТРАНСПОРТА ПРИ РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДВОДНЫМ СПОСОБОМ
и ш ри разработке глинистых песков россыпных месторожде-
-К. л. ний значительная часть ценных минералов теряется, уходя в хвосты переработки и обогащения. Одна из причин этих потерь состоит в наличии в горной массе агрегированных частиц, состоящих из ценного компонента и вмещающих пород. Если при этом присутствуют цементирующие фракции (глина, ил и т.д.), агрегированные частицы обладают достаточной механической устойчивостью структуры и, имея плотность, существенно отличную от плотности «чистого» минерала, не могут быть выделены в промпродукт. Для извлечения этой части полезных фракций требуется перечистка хвостов с применением иных перерабатывающих и обогатительных аппаратов. Поэтому переработка и обогащение таких песков с высокой степенью извлечения ценного минерала представляет собой достаточно сложную и затратную техническую и технологическую задачу. В настоящее время выполнено значительное число исследований, посвященных вопросу снижения потерь благородных металлов при разработке россыпных месторождений путем повышения качества дезинтеграции песков россыпей.
Дезинтеграция песков может осуществляться путем комплексного воздействия промораживания обводненной горной массы в зимнее время и последующего оттаивания пород в весенне-летний период, что приводит к разрушению глинистых агрегатов и высвобождению частиц ценных компонентов [1].
Другой способ дезинтеграции глинистых песков заключается в комплексном воздействии природных факторов на частицы, в числе которых турбулентные пульсации скорости и давления фильтрационных
потоков воды, знакопеременные напряжения, возникающие при замораживании-оттаивании горных пород, а также сейсмические волны землетрясений небольшой мощности [2].
Недостатки обоих способов состоят в невысокой интенсивности дезинтеграции агрегатированных частиц и длительности процесса (необходимо несколько лет от начала подготовки россыпи до непосредственной разработки).
Широко применяется способ дезинтеграции песков россыпей с помощью промывочных бочек дражного и скрубберного типа [3]. В промывочных бочках дражного типа процессы дезинтеграции и грохочения совмещены, что является основным недостатком данного дезинтеграционного оборудования, поскольку конструктивные параметры, обеспечивающие эффективность процессов дезинтеграции и грохочения в отдельности, существенно отличаются друг от друга. В промывочных бочках скрубберного типа процессы дезинтеграции и грохочения разделены, однако остаются недостаточно эффективными. Как отмечается в [3], частичное разупрочнение и дезинтеграция песков может происходить при гидротранспортировании последних по напорным пульповодам.
Известен способ дезинтеграции песков россыпей, включающий механическую обработку пробы в водной среде с помощью гидродинамического кавитационного реактора с количеством циклов от 1 до 70 [4].
Этот способ, может быть, применим только в геологической практике для целей оценки содержания мелкого золота в россыпном месторождении. Если же его использовать как элемент производственного технологического процесса добычи и обогащения горной массы, то станут очевидными недостатки: необходимость выделения из общего объема горной массы пробы небольшой величины, порционная переработка песков с заранее неизвестным количеством циклов пропуска через кавитационный реактор и, как следствие, низкая производительность способа, влекущая за собой и низкую производительность всего технологического процесса.
Цель создаваемой нами технологии состоит в повышении производительности переработки горной массы и степени извлечения золота, в том числе мелкого и тонкого золота (МТЗ), при разработке природных и техногенных россыпных месторождений за счет эффективного разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков и высво-
бождения ценных компонентов в процессе их гидротранспорта к обогатительному оборудованию.
В данном случае глинистые пески россыпных месторождений на пути от забоя и всасывающего устройства земснаряда до обогатительной установки подвергаются трём стадиям дезинтеграции и разупрочнения.
Основные процессы и рабочее оборудование создаваемой технологии поясняются на схемах рис. 1, а, б, в.
Полигон 1 техногенного россыпного месторождения представлен гале-эфельными отвалами 2. По длине полигона размещаются отвалы вскрышных пород 3. На разрабатываемом полигоне 1 проходится водозаводная траншея с затвором 5 и водосливом 6, с водосливным затвором 8. Водосборная траншея проходится на расстоянии 80-100 м от водозаводной. В водозаводную траншею 4 с затвором 5, водосливом 6 с водосливным затвором 8 подается вода, в результате чего из водозаводной траншеи 4 образуется фильтрационный поток в водосборную траншею 15. При этом осуществляется первичное разупрочнение нижнего слоя россыпи, находящегося ниже депрессионной поверхности. Возводятся ограждающие дамбы 17 и 7 с водосливом 16. После выхода фильтрационного потока на верховой откос водосборной траншеи 15 затапливается водой весь полигон 1.
Этим вызывается первичное разупрочнение слоя глинистых песков, расположенных выше депрессионной поверхности фильтрационного потока, и продолжается разупрочнение нижнего слоя, расположенного ниже депрессионной поверхности. Затем монтируется земснарядная установка, состоящая из всасывающей линии 10 с всасывающим устройством 9, земснарядом 11 и напорным пульповодом 14 с установленными в конце вихреобразователем 13 и гидродинамическим кавитатором 12. При пуске земснарядной установки в работу в процессе движения глинистых песков от забоя до кавитатора осуществляется вторичное разупрочнение и дезинтеграция, а при прохождении через кавитатор, в котором развиваются локальные давления в несколько сотен мегапаскалей [5, С. 201],
- третьестадийная окончательная дезинтеграция глинистых песков россыпных месторождений.
а) План полигона техногенного месторождения, первично отработанного дражным способом, с горнотехническими сооружениями и земснарядом.
в) Гидродинамический кавитатор
Рис. 1. Технология разработки россыпных месторождений и устройство для дезинтеграции глинистых песков: 1 - полигон, 2 - галеэфельные отвалы, 3 - отвалы вскрышных пород, 4 - водозаводная траншея, 5 - затвор, 6 - водослив, 7, 17 - ограждающие дамбы, 8 - водосливной затвор, 9 - всасывающее устройство, 10 -всасывающая линия, 11 - земснаряд, 12 - гидродинамический кавитатор, 13 -вихреобразователь, 14 - напорный пульповод, 15 - водосборная траншея, 16 - водослив, 18 - вихреобразователь (в разрезе), 19 - фланцы, 20 - винтовая лента, 21, 23 - фланцы, 22 - футеровочная вставка
Предлагаемая технология отличается от известных более высокой производительностью всего технологического процесса и степенью извлечения золота, в том числе МТЗ, при разработке природных и техногенных россыпных месторождений за счет эффективного разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков и высвобождения ценных компонентов в процессе гидротранспорта песков к обогатительному оборудованию. При этом не требуется значительных дополнительных затрат мощности, а, с учетом высокой степени извлечения ценных компонентов, возможно выполнение рекультивационных работ в едином технологическом цикле, что ведет к снижению общего отрицательного воздействия горных работ на окружающую среду.
Использование предлагаемой технологии разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений позволяет повысить полноту и качество извлечения ценных компонентов из россыпей с различным фракционным составом разрабатываемой горной массы.
По изложенному способу получен патент на изобретение [6]. --------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ШилоН.А. Основы учения о россыпях. - М.: Наука,1981 - 283 с.
2. Патент РФ № 2147684. Литвинцев В.С., Мамаев Ю.А. и др. Опубл. 20.04.2000. Бюл. № 11.
3. Богданов Е.И. Оборудование для транспорта и промывки песков россыпей. - М.: Недра,1978. - С. 163.
4. Усков Н.Н., Остащенко Б.А. Способ обработки россыпного золота мелких классов перед обогащением: Патент РФ № 2012417. Опубл. 15.05.94. Бюл. № 9.
5. Башта Т.М., Руднев С.С. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы
- М.: Машиностроение,1982 - 423 с.
6. Пуляевский А.М., Корнеева С.И., Литвинцев В.С. и др. Способ разупрочнения и дезинтеграции глинистых песков россыпных месторождений: Патент РФ № 2288361. Опубл. 27.11.2006. Бюл. № 33.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Корнеева С.И. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Институт горного дела ДВО РАН,
Пуляевский А.М. - доктор технических наук, старший научный сотрудник, Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск.
