Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование магнитных сепараторов для повышения эффективности доводки золотосодержащих концентратов
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование магнитных сепараторов для повышения эффективности доводки золотосодержащих концентратов"

На правах рукописи

-у/А^

ПОДКОВЫРОВ Игорь Юрьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОВОДКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 25.00.13. - "Обогащение полезных ископаемых"

5 ДЕК 2013

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2013

005541936

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский горнометаллургический институт» (государственный технический университет)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Солоденко Александр Борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор профессор кафедры «Обогащение полезных ископаемых»

ФГБОУ ВПО «Московский государственный

горный университет» Кармазин Виктор Витальевич;

кандидат технических наук, заведующий отделением обогащения минерального сырья

ФГУП «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных

и благородных металлов (ЦНИГРИ)» Романчук Александр Ильич

Ведущее предприятие - ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный

национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ»)

Защита состоится 25 декабря 2013г. в 12 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.128.08 при ФГБОУ ВПО «Московском государственном горном университете» по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московского государственного горного университета».

Автореферат разослан 25 ноября 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук

Шек Валерий Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При добыче золота из россыпей в РФ основным является шлюзовой способ переработки песков, после промывки которых получают гравитационные концентраты (шлихи). Шлюзовые концентраты доводят на шлихообогатительных установках (ШОУ), имеющих несложные технологические схемы и оборудование. При этом теряется до 10 % золота, в том числе из-за плохой работы магнитных сепараторов, активно применяемых в технологии доводки.

Удаление примесей из шлихового золота часто осуществляют вручную с применением ковриков, лотков, ртути и отдувки. Это трудоемкие, вредные для здоровья и не всегда эффективные операции. Альтернативой им является процесс магнитожидкостной сепарации (МЖС). Однако показатели МЖС зависят от степени предварительного выделения магнитных минералов, то есть от эффективности работы магнитных сепараторов. Неполное выделение магнитных составляющих в исходных концентратах или большие потери золота с хвостами магнитных сепараторов снижают общие показатели технологии доводки. Таким образом, проблема разработка и усовершенствования оборудования для магнитной сепарации золотосодержащих концентратов являются актуальными.

Цель работы состоит в моделировании, установлении закономерностей, определении оптимальных параметров, обеспечивающих повышение эффективности извлечения золота из россыпей за счёт применения в операциях доводки золотосодержащих концентратов усовершенствованного оборудования для магнитного обогащения.

Идеи работы заключается в улучшении показателей технологии доводки золотосодержащих концентратов на основе совершенствования магнитных систем тарельного, канального и двухвалкового магнитных сепараторов с применением высококоэрцитивных магнитов из редкоземельных сплавов, принятых по результатам математического моделирования магнитных полей.

Задачи исследования:

- моделирование магнитной сепарации в сепараторе канального типа;

- получение уравнения движения частиц в жидкой среде под воздействием магнитного поля с учётом вязкостного и

гидродинамического сопротивлений в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 3000;

- определение оптимальных параметров, закономерностей процессов магнитной сепарации для доводки золотосодержащих концентратов;

- разработка конструкций магнитных сепараторов и проведение промышленных испытаний разработанного оборудования.

Методы исследований. В работе использованы современные методы аналитического расчёта магнитных полей постоянных магнитов, фундаментальные положения гидродинамики, методы аналитического решения дифференциальных уравнений, системного анализа, физического моделирования разделительных процессов, лабораторные и промышленные испытания сепараторов и установок.

Защищаемые научные положения:

1. Путем применения понятия и выражения потенциала одинарного слоя тока из теории функций комплексных переменных получено аналитическое выражения векторного магнитного потенциала для системы двух постоянных магнитов прямоугольной формы, расположенных под углом друг к другу, являющееся основой математической модели магнитного поля сепараторов канального типа. Полученные уравнения позволяют рассчитать магнитную индукцию и пондеромоторную силу в рабочей зоне сепаратора. Результатами экспериментальных проверок показано, что расхождение расчётных параметров магнитного поля и измеренных на физической модели не превышают 15 %.

2. Получено аналитическое решение уравнения движения частиц в жидкой среде под воздействием магнитного ноля с учётом вязкостного и гидродинамического сопротивлений в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 3000, соответствующем режиму магнитной сепарации гравитационных концентратов.

3. Определены конструктивные и технологические параметры тарельного, канального и валкового магнитных сепараторов. Для тарельного сепаратора производительностью 1 т/ч диаметр тарели составил 450 мм, скорость вращения - 0,76 об/мин, зазор между магнитами и рифлями стола при использовании магнитов из сплава ШРеВг - 20 мм. Для сепаратора с рабочим каналом 30x90 мм и клинообразным зазором шириной 40 мм угол раствора составил 63°.

4. Разработаны конструкции и проведены испытания лабораторных моделей на искусственных минеральных смесях и пробах золотосодержащих концентратов, подтверждена эффективность разработанного оборудования.

Новизна научных положений. Впервые получены

аналитические формулы для расчёта напряженности, градиента напряжённости и силы магнитного поля клинообразной системы постоянных магнитов для сепаратора канального типа.

Впервые получено аналитическое решение уравнения движения шарообразных частиц в магнитном поле с учётом вязкостного и гидродинамического сопротивления в диапазоне значений критерия Рейнольдса от 1 до 3000. Выведена формула, связывающая скорость движения и путь при перемещении частиц в направлении магнитной силы.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов и результатов физического моделирования магнитных систем, качественным совпадением результатов лабораторных и промышленных испытаний разработанного оборудования.

Практическое значение работы. Разработаны, изготовлены и успешно испытаны в лабораторных и промышленных условиях тарельный, канальный и валковый магнитные сепараторы, на базе которых разработана и рекомендуется технологическая схема доводки золотосодержащих концентратов. Использование разработанных аппаратов и схем повышает извлечение золота из россыпей на 1-2 % , что заметно улучшает экономические показатели золотодобычи.

Реализация работы. Шлиходоводочная установка,

укомплектованная разработанным оборудованием, введена в эксплуатацию на промучастке ОАО «Дальзолото». Созданные сепараторы внедрены в состав ШОУ на промучастках ЗАО «Дальневосточные ресурсы» и ГРП «Амурзолоторазведка». Предложенная схема доводки гравитационных концентратов использована при составлении ТЭО освоения Питиниканского и Бастахского золоторудных месторождений, а также внедрена в практику геологоразведки ООО «НПО 79 элемент».

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2013 г.), IX Международном конгрессе обогатителей стран СНГ

3

(Москва, МИСиС, 2013 г.), XI Международном симпозиуме «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях» (Белгород, 2011 г.), IX Международной научно-практической конференции «Оборудование для обогащения рудных и нерудных материалов» (Новосибирск, 2012 г.), ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (Владикавказ, 2008-2012 гг.) и на научных семинарах кафедры ОПИ МГГУ (Москва, 2012 г., 2013г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России и 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 104 наименований и 3 приложений, включает 23 таблицы и 44 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Недостатками магнитных сепараторов, используемых в практике доводки концентратов россыпной золотодобычи, являются низкая эффективность разделения минералов, а также чрезмерная сложность и значительные затраты на обслуживание.

Путем решения поставленных задач является разработка эффективных, максимально простых по конструкции и в обслуживании магнитных сепараторов для золотосодержащего сырья. Результатом работы являются конструкции мокрого магнитного сепаратора тарельного типа для первой стадии доводки, канального магнитного сепаратора для второй стадии доводки и модернизированного сухого двухвалкового сепаратора для окончательной очистки шлихов.

1. Аналитический расчёт параметров систем постоянных магнитов для магнитных сепараторов

Аналитический расчёт магнитных полей был проведен на основе теории векторного магнитного потенциала. Зная величину и распределение магнитного потенциала, легко определить остальные параметры поля -напряженность, магнитную индукцию, градиент индукции и силу поля

4

(HVH), от которой зависят все остальные конструктивные и технологические параметры сепаратора. Выражение векторного потенциала проводника в виде тонкой шины имеет вид:

А =у.„1/4иа ] In rdx*= /uj/8na ] ln[(x*- xf+y2] dx* =

-a

= /uj/8na {(a+x)ln[(a+x)2+y]+(a-x)ln[(a-x)2+y2J+

+2y[arctg(a +x)/y +arctg(a-x)/y] - 4a}, (1)

где no - магнитная постоянная, Гн/м; г -радиус-вектор точки наблюдения, м; 2а, 2в - толщина, ширина шины, м; / - ток, протекающий по сечению шины, А.

Выражение (I) используют для описания плоскопараллелыюго поля магнита, суммируя его по числу сторон, что позволяет моделировать поля постоянных магнитов на действительной плоскости. Для упрощения аналитического расчета основных параметров магнитного поля в настоящей работе использовано ранее известное выражение комплексного магнитного потенциала и магнитной индукции поля одной расчетной стороны постоянного магнита:

co(z) = ^M-cos(<p-4/)\ln(Z-z)ds, А (2)

2л/ l

B*(z) = j^ = ^M.cos(<p-y,)l-^,Tn, (3)

aq ¿л

где j = V-Т ; М - модуль вектора намагничивания, А/м; z = х + jy -координаты комплексной плоскости; <р, ц/ - углы между векторами £ А/ и осью ох; ^-текущая координата стороны магнита с источниками, расположенными по линии L с линейной плотностью р(4), А/м; ^-элемент стороны магнита, м. Расчетные параметры i-той стороны магнита, сечение которого многоугольник с вершинами Zi, Z2, Z3,...Zj,...Zn. После интегрирования выражение (2) принимает вид

co{Z) = 4LM[{\ + K)cos<p + y(K-l)sin^]> 4тг

x[Z ./n(Z j-Z)-(Zi-Z)-ln(ZrZ)j; где К ■■

Z* . -Z* i + 1_г

z. ,-z.

(4)

В результате использования выражения (4) с целью разработки математической модели магнитной системы канального сепаратора в

5

настоящей работе получена формула комплексного потенциала для одного магнита прямоугольной формы, стороны которого параллельны осям ох и оу:

6X7,) = р0 М/2ж [(2 - 2„') 1п (2 - 2п ) - (2 - 20) Ы (2 - 2п) -

(2 - 2, ) 1п (2 -2,')+ (2- 2,) 1п (2 - 2,)], (5)

где - 2п = 1о - Ь +/а ; 2,= 10 + Ь +]а; 2П';2* - сопряжённые комплексные

числа.

Рис. 1. К расчёту системы двух постоянных маг-нитов Суммируя и преобразуя выражение (5) в полярной системе координат (z=x+jy=pejv), автору удалось вывести формулу векторного потенциала системы двух магнитов, расположенных под углом (рис.1).

При этом имелось в виду, что А:=1тсо. С учетом того, что Я =—rotÁ.,

Ма

(AJm) и в нашем частном случае Н =-— получены формулы

v ' f Мо

напряжённости магнитного поля и градиента напряжённости поля. Например, при (р =л/2

dH/dp= 4К{[<р-роsin(у/- <pn)Jcos y/-pncos(y/-(pnsiny/]/[(р2-2pp,,sin(y/- <pn) +ро) [(р — роsin (lf/+(pn)) COS y/-pfícos (У + <Po) sin y/]/[(p2 - 2ppf)sin (y/ + (Pn) + Pa) [(p -p, sin (y/- <p,JJ cos y/-pl cos (y/- (Pi) sin y/]/[(p2 - 2pp, sin (у/- <Pn) + P, ) [(p -pl sin (у/ + yji) cosyi-pi cos(y/+ (Pi)siny/] / [(p2 -2pp¡ sin( у/ + <p0)+p2)]} (6)

a)

Рис. 2. Картины магнитного поля систем постоянных магнитов с углом между магнитами 180° (а) и 90° (б)

В системе Ма^сас! составлены математические модели вычисления параметров, построения графиков и картин магнитного поля. На рис. 2 приведены картины поля, полученные при разработке канального магнитного сепаратора.

Для оценки погрешности разработанного метода расчета проведены замеры величины Н на физической модели клинообразной системы постоянных магнитов марки КСП-37 с индукцией на 0,1 Тл (рис. 3). Как видно из графика, расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 15 %.

70 60 50 40 30 20 10 о -20 -40 -60

\\ -\\ V

\\ \\ V

\\ \\, ■ г \ч

\\ \\

\ а\ ч

\\ \X

Нх,кА/н 110

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

20 30 и0 50 у.мч

Рис. 3. Изменение напряженности и силы магнитного поля по высоте (у) рабочей зоны в канальном сепараторе

(- расчетная,---экспериментальная зависимости)

Для моделирования магнитных нолей сепараторов с количеством магнитов более двух использовась ранее известная формула для равноотстоящих магнитов (7): - г.

4Л7 ^

—— + М' )х(1фт(к1

2 —7 • ' + ( М ——— + М т)у.(1п(зт(л-

- 2—2

-))-\г\($т(к —--( г

П

-))))

-г))))

■-— 71 —~—

П 1

Л)

где Г} = . 1 - & координаты точек, принадлежащих соответствующим контурам равноотстоящих областей. На рис. 4 и 5 показаны

примеры моделирования магнитного поля валкового сепаратора.

.и_ \ ___,___...

; - - X, мм

Рис. 4. Картина магнитного поля разнополярной системы трёх магнитов валкового сепаратора (х, у - текущие координаты рабочей зоны сепаратора)

——--—г---1--г-----------т--—--1

о ч ',.? х, мм

Рис. 5. Картина модуля сил разнополярной системы трёх магнитов валкового сепаратора (х, у - текущие координаты рабочей зоны сепаратора)

Анализ полученных графиков позволяет определить геометрические параметры рабочей зоны. Как видно из рисунка, в пределах рабочей зоны шириной 20-25 см магнитное поле достаточно однородно (изолинии модуля сил параллельны оси ох). Горизонтальные составляющие сил незначительны. По вертикали сила магнитного поля в пределах значимых для сепарации величин (0,2-1,0 относительных ед.) изменяется на участке 1-10 см. То есть эпюра пондеромоторных сил благоприятна для разделения минералов по магнитным свойствам.

Допуская, что магнитная сила на рассматриваемом участке магнитного сепаратора постоянна по величине, можно выполнить преобразование уравнения (9):

6/>„

<Л>

Ж ж <1 (р +

ч ч ж

2 мти-(рч-рж)£

-Уи =

где /=-

даЯУ И-(рч-рж)8

Рч^РЖ

, к =

Рч+*рж «Р.

(10) или 00

л

Т^ч (Рч + £

, V7 =0,

Отсюда имеем:

/ = —+ 0Д15Л Л

I + - Д=

2 и2

(12)

Преобразуя (12), получаем дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными, из которого следует, что путь, пройденный минеральной частицей,

Яе<*Яе

¿ = 1/. - А, I Яс + -Д--1 Ч л/Яе

где/ = / 4-фе- и 0.115К=К,, Яе = V

.2 '

(13)

1

С учетом начальных условий |х = 0; Ь = 0| переходим к определенному интегралу и получаем окончательное решение исходного дифференциального уравнения:

(14)

где А

(х3-х4)(х2+9хз+ф)' 3 ~[*4-ХЗНХ4+9Х4+Ф)'

о =

3,4

= -4,5±-^4,52 +Ф

Х3Х4 к1

Таким образом, получено выражение, связывающее переменные I и Яе. Это позволяет рассчитать и построить траекторию движения минеральных частиц в рабочей зоне магнитного сепаратора (рис. 7).

у, м

0.01 0

I- / /

/ V

/ /

у

X, м

0.1

0.2

0.3

0.4 0.5

Рис. 7. Расчётные траектории движения магнитных частиц с учётом вязкостного (а) и общего (б) сопротивления среды

Как видно из графика, расчётные траектории частиц существенно

отличаются, что необходимо учитывать при математическом моделировании магнитной сепарации частиц крупностью более 0,1 мм.

Подстановка в уравнение параметров разделяемой среды, величины нагрузки и требуемого качества концентрата позволила рассчитать оптимальные параметры магнитного сепаратора:

- для тарельного сепаратора производительностью 1 т/ч - диаметр тарели 400-500 мм, скорость вращения тарели - 0,5-4,0 об/мин, зазор между магнитами и рифлями стола при использовании магнитов из сплава ЫсШеВг- 15-^-25 мм;

- для сепаратора с рабочим каналом 30x90 мм и клинообразным зазором шириной 40 мм угол раствора составил 60~65°.

3. Разработка и модернизация магнитных сепараторов для обогащения золотосодержащих концентратов

Для повышения эффективности первой стадии доводки гравитационных концентратов предлагается конструкция гравитационно-магнитной установки, представляющая собой комбинацию тарельного магнитного сепаратора и концентрационного стола (рис. 8). Такое сочетание обогатительных аппаратов представляется целесообразным, поскольку концентрационный стол, кроме выполнения основной функции гравитационного обогащения, является идеальным питающим устройством для равномерной подачи мокрого мелкозернистого материала в зону действия магнитного поля. Рабочий орган с плоской магнитной системой радиально расположенных магнитов является наиболее подходящим инструментом для формирования магнитного поля в рабочей зоне и

11

Рис 8. Установка для гравитационно-магнитного обогащения концентратов (а), магнитная система (б)

выноса магнитной фракции. Тонкий слой водной пульпы в сочетании с гармоническими колебаниями деки создают благоприятные условия для селективного извлечения магнитных частиц из потока исходного питания

Тарель с магнитами устанавливается над декой стола с возможностью регулировки по высоте. Электропривод с редуктором приводит её во вращение. Разгрузка магнитной фракции осуществляется очисткой нижней поверхности тарели неподвижно установленной щёткой.

Предварительные испытания установки на искусственных смесях кварца, галенита и магнетита разной крупности показали высокую эффективность гравитационно-магнитной сепарации.

Для второй стадии мокрой доводки гравиоконцентратов разработан канальный магнитный сепаратор (патент РФ № 2478009 от 27.03.2013), схема которого представлена на рис. 9. Сепаратор включает в себя систему постоянных магнитов - 1, рабочий канал - 2, разделительные перегородки -3, приемники продуктов разделения - 4.

Рис. 9. Принципиальная схема магнитного сепаратора канального типа

Разработана и изготовлена лабораторная модель канального сепаратора с клинообразным зазором. Для испытания этой модели в качестве исходного сырья использовали пробы гравитационных концентратов, получаемых из медно-никелевьгх руд на фабриках ГМК «Норильский никель» с содержанием 6-10 г/т золота.

Доводку гравитационного концентрата осуществляли по магнитно-гравитационной схеме с использованием тарельного и канального магнитных сепараторов, а также сушки и магнитожидкостной сепарации.

Рис. 10. Лабораторная модель канального магнитного сепаратора

Таблица 1

Результаты доводки гравитационного концентрата Норильской ОФ

Наименование продукта Выход, % Содержание золота, г/т Извлечение, %

Концентрат МЖС 0,030 25011,2 25,80

Концентрат стола 0,50 963,6 16,50

Магнитная фракция 0,10 1226,4 4,20

Итого концентрат 0,63 2155,2 46,50

Итого хвосты 99,37 15,7 53,50

Гравитационный концентрат 100,0 29,1 100,0

В результате комбинации гравитационных и магнитных методов получен концентрат с содержанием золота 2,16 % при извлечении 46,5 %, в том числе около 10 % из них извлеклось в магнитную фракцию. Для данного объекта полученные технологические показатели являются достаточно высокими.

В ходе длительной эксплуатации оборудования сепарационного комплекса «Шлих-2» было установлено, что при использовании двухвалкового сепаратора золотоносные концентраты частично засорены магнитными минералами. Для повышения эффективности работы данного

13

аппарата был проведен комплекс исследований, направленных на усовершенствование его конструкции. В результате создан модернизированный вариант двухстадиального магнитного сепаратора МС2ВС-М.

Рис.12. Реконструкция магнитной системы первого (а) и второго (б) валков

сепаратора МС2ВС-М 14

Рис.11. Общий вид модернизированного двухвалкового магнитного сепаратора МС2ВС-М В ходе модернизации сепаратора в магнитной системе количество, размеры и расположение магнитов изменены (рис. 12 и 13), что позволило увеличить ширину рабочей зоны первого валка на 35 % (от 12 до 18 см) и в 2,7 раза (от 40 до 110 кА/м) повысить напряжённость магнитного поля на поверхности второго валка. В исходном варианте на обоих валках было установлено по два магнита 15x30x60 мм с одинаковым направлением вектора намагничивания. ___

а) ВК . . * б>

4. Промышленные испытания и внедрение магнитных сепараторов в технологию доводки концентратов золотодобывающих предприятий

Золотодобывающее предприятие ЗАО «Дальзолото» (п. Бриакан Хабаровского края) ведет отработку россыпи и обогащение песков с применением шлюзовой технологии на основе промывочных приборов типа ПГШ-50. Доводку осуществляли шлюзом мелкого наполнения (200х300-2500мм) с ручной отмывкой промпродукта на вашгерде и окончательной очисткой золота в геологическом лотке.

Для механизации доводки шлюзового концентрата разработана, спроектирована и изготовлена шлихообогатительная установка (ШОУ), в технологической схеме которой (рис. 13) использовали разработанный автором тарельный магнитный сепаратор.

Высота установки позволила обеспечить самотечное сопряжение следующих аппаратов: приемный бункер, отсадочная машина, виброгрохот, магнитный сепаратор, концентрационный стол, центробежный концентратор, центробежный водяной насос, подшлюзок 0,2x1,2 м, шлюз мелкого наполнения размером 0,3x2,5 м.

Комплекс установленного оборудования позволил перерабатывать на ШОУ шлихи с производительностью до 1 т/ч. Окончательную доводку шлихов в ЗГ1К осуществляли с помощью модернизированного двухвалкового магнитного и магнитожидкостного сепараторов НПП «Геос». При этом получали шлиховое золото (85-95 %), которое перерабатывают на месте с получением слитков лигатурного золота с пробой 920-955.

Промышленные испытания проведены в течение 34 дней. В результате гравитационно-магнитной сепарации шлюзового концентрата, содержащего 1007,7 г/т золота, в период испытаний получен гравитационный концентрат с содержанием золота 19633 г/т при

извлечении 98,78 %.

В процессе испытаний изучали влияние скорости вращения тарели (п, об/мин) и высоты её установки над рифлями деки стола (/г, мм) на упрощенный критерий эффективности Хэнкока (¥ = £-/, где е -извлечение золота в концентрат стола, %; у - выход концентрата стола, %).

Гравитационные концентраты

и

Бункер 1

Вибрационный грохот

-2 мм

I

Тарельный магнитный _сепаратор_

(-6+2^ мм

I

Магнитный шкив

Немагнитный фракция

Магнитная фракция

Магнитная

фракцнг

Концентрационный стол СКО-2

Концентрат

Хвосты

I

Канальный магнитный сепаратор

Немагнитная фракция

I

Ценгробежный концентратор Итомак

Магнитная фракция

С

Немагнитная фракция

Мапнп пая фракция

Концентрационный стол СКО-0,5

Концентрат

Сушка 1

Магнитный сепаратор МСВ-2

Хвосты

I_

Немагнитная фракция

Магнитная фракция

Магнитожидкостный _сепаратор_

Д

Шлиховое золото

Хвосты

I_

+6 ММ

Немагнитная фракшш

На шлюз нромнрибора

Мап

флокуляционный шлюз

Концентрат

Хвосты й В отвал

На виброгрохот

4

На ш.|ро-, иирометаллургнческую переработку

Рис. 13. Технологическая схема разработанной шлихообогатительной установки

17

Планирование и обработку результатов экспериментов осуществляли в соответствии с законами математической статистики, в результате чего получено уравнение регрессии:

У = 58,984 + 29,198п + 2,607 Ь - 14,532п2 - 0,0593к2 -О.ЗбОпк (15) Это позволило определить оптимальные значения исследуемых переменных: п=2,3 об/мин и Ь=32 мм. Значения частоты вращения тарели (п, об/мин) и зазора между магнитами и рифлями стола (Ь, мм) находятся в теоретически рассчитанном диапазоне параметров, что свидетельствует об адекватности разработанной модели и используемых аналитических уравнений. Средние результаты балансовых опытов приведены ниже.

Таблица 3

Результаты доводки концентрата гравитационно-магнитного сепаратора

Наименование продукта Базовая технология Разработанная технология

Выход продукта, % Содержание золота, г/т Извлечение золота, % Выход продукта, % Содержание золота, г/т Извлечение золота, %

Концентрат после доводки 6,85 14443 93,77 5,07 19633 98,78

Магнитная фракция 26,01 126,2 3,11 16,20 43,5 0,70

Хвосты стола 67,14 49,03 3,12 78,63 6,66 0,52

Концентрат шлюза 100,0 1055,1 100,0 100,0 1007,7 100,0

Таким образом, при перечистке концентрата разработанным методом - совмещением операций магнитной сепарации и концентрации на столе -извлечение золота в концентрат стола увеличивается на 5,01 %, а содержание золота в нем на 35,9 %.

На шлихообогатительной фабрике с/а «Полярная» (Чукотка) при доводке концентрата ручным магнитом в сезон теряли до 20 кг золота. Содержание золота в магнитной фракции составляло в среднем 140 г/т, извлечение в немагнитную фракцию было на уровне 46 %. При переработке магнитной фракции с применением разработанного оборудования по схеме с двухстадиальной магнитной сепарацией извлечение золота составило 87,8 % (табл. 4), то есть потери его с магнитной фракцией уменьшились почти в 2 раза.

Таблица 4

Результаты извлечения золота из магнитной фракции с/а «Полярная»

Наименование продукта Выход, % Содержание Аи, г/т Извлечение Аи, %

Тяжелая фракция МЖС 0,013 944000 87,70

Легкая фракция МЖС 48,297 23,36 8,06

Концентрат тарельного магнитного сепаратора 51,69 11,48 4,24

Исходная магнитная фракция 100,0 140,0 100,0

Это послужило основанием для принятия разработанной технологии и оборудования в постоянную эксплуатацию.

Примером эффективного практического применения модернизированного двухвалкового магнитного сепаратора является использование его в сочетании с магнитожидкостным сепаратором в процессе полупромышленных испытаний обогатимости проб Петиниканского и Бастахского месторождений (Средняя Колыма), отобранных в процессе геологоразведочных работ на лицензионных площадях ОАО «НПО 79-й элемент».

Таблица 5

Результаты обработки геологических проб золоторудных месторождений

Продукты Петиниканское месторождение Бастахское месторождение

Выход, % С одер жание Аи, г/т Распределение, Аи % Выход, % Содерж ание Аи, г/т Распределение, Аи %

Аи- концентрат 0,65 68,56 81,78 9,36 78,972 95,14

Класс - 0,08 мм 0,13 0,121 0,03 - - -

Магнитная фракция 20,17 0,318 11,96 4,31 1,231 0,71

Хвосты 79,05 0,042 6,23 86,73 0,355 4,15

Питание 100,0 0,536 100,0 100,0 7,436 100,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе результатов проведенных исследований изложены научно обоснованные решения по созданию магнитных сепараторов для доводки концентратов при обогащении золотосодержащего сырья. Реализация результатов исследований вносит существенный вклад в развитие и совершенствование технологии добычи золота.

Основные результаты работы, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. На основе использования понятия и выражения потенциала одинарного слоя тока из теории функций комплексных переменных получены аналитические выражения векторного магнитного потенциала, магнитной индукции и модуля пондеромоторных сил двух постоянных магнитов, расположенных под углом друг к другу. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования в канальных магнитных сепараторах магнитных систем с рабочим зазором клинообразной формы. Результаты проведенных экспериментов подтвердили, что расхождение расчётных параметров магнитного поля и измеренных на физической модели не превышает 15 %.

2. На основе известных и разработанных методов математического моделирования полей постоянных магнитов выполнен расчёт магнитных систем для тарельного, канального и валкового магнитных сепараторов. Формулы, выведенные для определения основных параметров магнитного поля, могут быть использованы в математических моделях магнитных сепараторов разного назначения.

3. Получено аналитическое решение уравнения движения частиц в жидкой среде под воздействием магнитного поля с учётом вязкостного и гидродинамического сопротивлений в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 3000. Выведена формула, связывающая скорость движения и путь при перемещении магнитных частиц в рабочей зоне канального магнитного сепаратора. Полученное выражение позволяет определить необходимую магнитную силу для расчёта магнитного сепаратора, размеры сспарационной камеры и параметры питающего устройства.

4. С применением известных и разработанных методов физического и математического моделирования магнитных систем рассчитаны конструктивные параметры тарелыюго, канального и двухвалкового магнитных сепараторов для доводки золотосодержащих концентратов. Для тарелыюго сепаратора производительностью 1 т/ч получены следующие параметры: диаметр тарели 450 мм, скорость вращения - 0,76 об/мин, зазор между магнитами и рифлями стола при использовании магнитов из сплава NdFeBr - 20 мм. Для магнитного сепаратора с рабочим каналом 30x90 мм и клинообразным зазором шириной 40 мм угол раствора составил 63°

5. Созданы и испытаны лабораторные модели сепараторов. Испытаниями на искусственных смесях и пробах золотосодержащих продуктов подтверждена эффективность созданного оборудования и возможность применения в технологии доводки золотосодержащих концентратов.

6. Опытные образцы разработанных и модернизированных сепараторов внедрены в практику на объектах золотодобычи, включая шлихообогатительную фабрику с/а «Полярная» (Чукотка), где применение магнитных сепараторов уменьшило с 46 до 87 % потери золота с магнитной фракцией; в ЗАО «Дальзолото», где разработанное оборудование принято в постоянную эксплуатацию и обеспечило увеличение извлечения золота в технологии доводки на 5,01 %. Разработанное оборудование внедрено в практику геологоразведки ОАО «НПО 79-й элемент. Внедрение разработанного оборудования в практику золотодобычи и геологоразведки обеспечило получение дополнительного количества золота, что повысило технико-экономические показатели предприятий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Подковыров И.Ю., Солоденко А.Б. Разработка магнитного сепаратора на основе аналитического расчёта поля постоянных магнитов // Труды Владикавказского научного центра РАН. -2012. -№3. -С. 9-15.

2. Солоденко A.A., Подковыров И.Ю. К вопросу о математическом

моделировании движения частиц в магнитных сепараторах // Горный

информационно-аналитический бюллетень. -2013. -№2. -С. 139.

21

3. Подковыров И.Ю., Солоденко A.A. Теоретический анализ перемещения частиц в рабочей зоне магнитного сепаратора // Труды Владикавказского научного центра РАН. -2012. -№4. -С. 34-41.

4. Солоденко A.A., Подковыров И.Ю. Аналитическое решение уравнения движения частиц в маловязких средах под воздействием магнитного поля // Международный научный журнал «Устойчивое развитие горных территорий». -Владикавказ, СКГМИ. -2013. -№2. -С. 57-65.

5. Ходов С.А., Солоденко A.A., Подковыров. И.Ю. Разработка и испытания двухвалкового магнитного сепаратора // Сборник научных трудов СОО АНВШ РФ. -2012. -№10. -С. 42-47.

6. Солоденко А.Б., Подковыров И.Ю., Солоденко A.A. Промышленные испытания обогатимости золоторудного сырья перспективных месторождений // Международный научный журнал « Устойчивое развитие горных территорий». -Владикавказ, СКГМИ. -2012. -№3. -С. 5-8.

7. Ходов С.А., Подковыров. И.Ю., Солоденко A.A. Технология и экономика переработки песков техногенного месторождения цветных и благородных металлов // Сборник научных трудов СОО АНВШ РФ. -2012. -№10. -С. 47-51.

8. Гзогян С.Р., Епутаев Г.А., Подковыров И.Ю. Механизм движения ферромагнитных частиц в ленточном магнитном сепараторе // Материалы 11 международного симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». -Белгород: Изд-во ФГУП «ВИОГЕМ». -2011. -С. 365-369.

9. Данилова М.Г., Епутаев Г.А., Подковыров И.Ю., Варламов Б.С. Способ магнитной сепарации и устройство для его осуществления / Российский патент на изобретение. №2478009 -02.11.2011. Бюл. №9. от 27.03.2013.

10. Дациев М.С., Подковыров. И.Ю. Исследования обогащения руд месторождения Норильск-1 // Труды СКГМИ. -Владикавказ. -2012. -№19. -С. 41-45.

11. Солоденко A.A., Подковыров И.Ю., Евдокимов С.И. Разработка схемы реконструкции обогатительной фабрики для повышения извлечения золота. // Сборник материалов 9-го Конгресса обогатителей стран СНГ. -2013. -Том 2.-С. 538-540.

12. Солоденко А.Б., Подковыров И.Ю. Сепаратор для предварительной концентрации руд гравитационно-магнитным способом // Сборник материалов 9-го Конгресса обогатителей стран СНГ. -2013. -Том 2. -С. 541542.

Подписано в печать 21.11.2013. Формат 60x90/16. Бумага офсетная 1,0 п. л. Тираж 100 )ю. Заказ .№> 2733

/\\ И 3 Д А Г Е Л Ь С Т В О

^^¿МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Лицензия на издательскую деятельность ЛР Л? 062809 Код издательства 5X7(03)

Отпечатано в типографии Издательства Московского государственного горного университега

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД№ 53-305

119991 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6; Издательство МГГУ; тел. (499) 230-27-80; факс (495) 737-32-65

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Подковыров, Игорь Юрьевич, Москва

ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский горно-металлургический институт» (государственный технический университет)

ПОДКОВЫРОВ ИГОРЬ ЮРЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОВОДКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 25.00.13. - "Обогащение полезных ископаемых"

На правах рукописи

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Солоденко Александр Борисович

Владикавказ 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................5

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА И КОНСТРУИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ДОВОДКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ..........................................................................................8

1.1. Применение магнитного обогащения в золотодобывающей промышленности.............................................................................8

1.1.1. Первичное обогащение золотосодержащих россыпей..........................9

1.1.2. Доводка золотосодержащих концентратов......................................11

1.2. Оборудование для магнитного обогащения золотосодержащих концентратов...............................................................................12

1.3. Аналитические методы расчёта и моделирования магнитного поля сепараторов на постоянных магнитах...................................................21

1.4. Выводы и основные задачи исследований.......................................23

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ РАСЧЁТОВ СИЛОВЫХ ПОЛЕЙ СИСТЕМ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ ДЛЯ СЕПАРАТОРОВ.....................................................................26

2.1. Современные методы математического описания двухмерных магнитных полей...........................................................................................28

2.2. Формулы расчёта плоскопараллельных магнитных полей с применением теории функций комплексных переменных..........................................32

2.3. Вывод формул для расчёта магнитного поля системы двух магнитов на ферромагнитной плоскости...............................................................37

2.4. Расчёты магнитного поля множества равноотстоящих магнитов...........44

2.5. Аналитический метод расчета пондеромоторных сил в магнитных полях..........................................................................................48

2.6. Выводы...................................................................................50

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В РАБОЧИХ ЗОНАХ МАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ..........................................................51

3.1. Моделирование движения частиц в мокрых магнитных сепараторах......51

3.2. Аналитическое решение уравнения движения частиц в мокрых сепараторах..................................................................................53

3.3. Моделирование движения частиц в сухих магнитных сепараторах.........58

3.4. Выводы...................................................................................65

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ.........................66

4.1. Разработка магнитных сепараторов для мокрого обогащения концентратов.................................................................................66

4.1.1. Магнитный сепаратор тарельного типа.......................................66

4.1.2. Магнитный сепаратор канального типа........................................73

4.2. Модернизация магнитных сепараторов для сухого обогащения концентратов.................................................................................88

4.3. Выводы.................................................................................101

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ СЕПАРАТОРОВ........................................103

5.1. Внедрение магнитных сепараторов в технологию шлихообогатительной установки......................................................................................103

5.2. Применение магнитных сепараторов в технологии шлихообогатительной фабрики.......................................................................................114

5.3. Доводка концентратов в промышленной практике геологоразведки.... 116

5.4. Выводы.................................................................................117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................119

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................................121

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................133

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. При добыче золота из россыпей в РФ основным является шлюзовой способ переработки песков, после промывки которых получают гравитационные концентраты (шлихи). Шлюзовые концентраты доводят на шлихообогатительных установках (ШОУ), имеющих несложные технологические схемы и оборудование. При этом теряется до 10 % золота, в том числе из-за плохой работы магнитных сепараторов, активно применяемых в технологии доводки.

Удаление примесей из шлихового золота часто осуществляют вручную с применением ковриков, лотков, ртути и отдувки. Это трудоемкие, вредные для здоровья и не всегда эффективные операции. Альтернативой им является процесс магнитожидкостной сепарации (МЖС). Однако показатели МЖС зависят от степени предварительного выделения магнитных минералов, то есть от эффективности работы магнитных сепараторов. Неполное выделение магнитных составляющих в исходных концентратах или большие потери золота с хвостами магнитных сепараторов снижают общие показатели технологии доводки. Таким образом, разработка и усовершенствование оборудования для магнитной сепарации золотосодержащих концентратов является актуальной.

Цель работы состоит в моделировании, установлении закономерностей, определении оптимальных параметров, обеспечивающих повышение эффективности извлечения золота из россыпей за счёт применения в операциях доводки золотосодержащих концентратов усовершенствованного оборудования для магнитного обогащения.

Идея работы заключается в улучшении показателей технологии доводки золотосодержащих концентратов на основе совершенствования магнитных систем тарельного, канального и двухвалкового магнитных сепараторов с применением высококоэрцитивных магнитов из

редкоземельных сплавов, принятых по результатам математического моделирования магнитных полей.

Задачи исследований:

- моделирование магнитной сепарации в сепараторе канального типа;

- получение решения уравнения движения частиц в жидкой среде под воздействием магнитного поля с учётом вязкостного и гидродинамического сопротивлений в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 3000;

- определение оптимальных параметров, закономерностей процессов магнитной сепарации для доводки золотосодержащих концентратов;

- разработка конструкций магнитных сепараторов и проведение промышленных испытаний разработанного оборудования.

Методы исследований. В работе использованы современные методы аналитического расчёта магнитных полей постоянных магнитов, фундаментальные положения гидродинамики, методы аналитического решения дифференциальных уравнений, системного анализа, физического моделирования разделительных процессов, лабораторные и промышленные испытания сепараторов и установок.

Защищаемые научные положения:

1. Используя понятие и выражение потенциала одинарного слоя тока из теории функций комплексных переменных, получено аналитическое выражения векторного магнитного потенциала для системы двух постоянных магнитов прямоугольной формы, расположенных под углом друг к другу, являющееся основой математической модели магнитного поля сепараторов канального типа. Полученные уравнения позволяют рассчитать магнитную индукцию и пондеромоторную силу в рабочей зоне сепаратора. Результатами экспериментальных проверок показано, что расхождение расчётных параметров магнитного поля и измеренных на физической модели не превышают 15%.

2. Получено аналитическое решение уравнения движения частиц в

жидкой среде под воздействием магнитного поля с учётом вязкостного и

5

гидродинамического сопротивлений в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 3000, соответствующем режиму магнитной сепарации гравитационных концентратов.

3. Определены конструктивные и технологические параметры тарельного, канального и валкового магнитных сепараторов. Для тарельного сепаратора производительностью 1 т/ч диаметр тарели составил 450 мм, скорость вращения - 0,76 об/мин, зазор между магнитами и рифлями стола при использовании магнитов из сплава ШБеВг - 20 мм. Для сепаратора с рабочим каналом 30x90 мм и клинообразным зазором шириной 40 мм угол раствора составил 63°.

4. Разработаны конструкции и проведены испытания лабораторных моделей на искусственных минеральных смесях и пробах золотосодержащих концентратов, подтверждена эффективность разработанного оборудования.

Новизна научных положений. Впервые получены аналитические формулы для расчёта напряженности, градиента напряжённости и силы магнитного поля клинообразной системы постоянных магнитов для сепаратора канального типа.

Впервые получено аналитическое решение уравнения движения шарообразных частиц в магнитном поле с учётом вязкостного и гидродинамического сопротивления в диапазоне значений критерия Рейнольдса от 1 до 3000. Выведена формула, связывающая скорость движения и путь при перемещении частиц в направлении магнитной силы.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов и результатов физического моделирования магнитных систем, качественным совпадением результатов лабораторных и промышленных испытаний разработанного оборудования.

Практическое значение работы. Разработаны, изготовлены и успешно

испытаны в лабораторных и промышленных условиях тарельный, канальный

и валковый магнитные сепараторы, на базе которых разработана и

6

рекомендуется технологическая схема доводки золотосодержащих концентратов. Использование разработанных аппаратов и схем повышает извлечение золота из россыпей на 1-2 %, что заметно улучшает экономические показатели золотодобычи.

Реализация работы. На промучастке ОАО «Дальзолото» эксплуатируется шлиходоводочная установка, укомплектованная разработанным оборудованием. Созданные сепараторы внедрены в состав ШОУ на промучастках ЗАО «Дальневосточные ресурсы» и ГРП «Амурзолоторазведка». Предложенная схема доводки гравитационных концентратов использована при составлении ТЭО освоения Питиниканского и Бастахского золоторудных месторождений, а также и внедрена в практику геологоразведки ООО НПО «79 элемент».

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2013 г.), IX Международном конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2013 г.), XI Международном симпозиуме «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». Белгород 2011 г., IX Международной научно-практической конференции «Оборудование для обогащения рудных и нерудных материалов» (Новосибирск, 2012 г.), ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ, Владикавказ, 2008-2012 гг. и кафедре ОПИ МГГУ, Москва, 2012 г., 2013 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка использованных источников из 104 наименований и 4 приложений, 23 таблиц, 44 рисунков.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА И КОНСТРУИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ДОВОДКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ

1.1. Применение магнитного обогащения в золотодобывающей промышленности

Золотодобывающая промышленность имеет важное государственное значение во многих отраслях экономики и особенно в процессе воспроизводства высоко ликвидных валютообразующих ресурсов. Основной задачей технического прогресса в данной области является вывод России в лидеры золотодобывающей промышленности мира [15, 100].

Добыча золота в РФ осуществляется главным образом на северо-востоке страны. Себестоимость добычи золота в России сравнительно не велика и составляет около 200 долл. за унцию. Это обусловлено большим объёмом отработки россыпных месторождений [1, 101]. Для освоения коренных месторождений требуются значительные инвестиции и строительство крупных рудников и обогатительных фабрик, поэтому ведущая роль россыпного золота в России сохранится еще не менее чем на 20-30 лет [42, 42,45, 83, 88].

В практике золотодобычи перерабатывают россыпи с преобладанием золота крупностью 0,25-0,10 мм [19, 35, 65, 72, 93, 95]. Минимально крупность золота, извлекаемого на шлюзах, составляет 0,1 мм, золото крупностью 0,1-0,25 мм извлекается на 40-60 %. Около 5-6 т золота в России теряется ежегодно за счет низкого извлечения мелкого золота [34, 53, 65]. Для снижения потерь мелкого золота разработаны отсадочная технологи я на базе машин МОД-ЗМ и Труд-12, а также шлюзовая технология на базе шлюзов мелкого наполнения КОУ 1200 (Ромашка) [36, 43]. Золотины часто имеют пластинчатую форму и поэтому плохо улавливаются. Для их извлечения стали использовать концентрационные столы (Холман), многодечные концентраторы (Мозли, Кроссбелт), конусные сепараторы (Райчерт), винтовые шлюзы [5, 57, 59, 89].

В конце XX столетия были разработаны и стали активно применяться безнапорные центробежные концентраторы канадской фирмы «Knelson 1пс» и «Falcon 1пс» с регулируемым разрыхлением постели [14]). Высокие показатели разделения пблучают в центробежном концентраторе MGS (Multi-Gravity Separator) фирмы Mozley [37, 64]. Отечественными аналогами этих концентраторов являются концентратор ЗАО «Итомак», центробежный вибрационный концентратор (ЦВК) ОАО «Грант», концентратор центробежный с плавающей постелью (ЦКПП) МНГТО «Полиметалл», концентратор «Бегущая волна» ЦНИГРИ [4, 26, 48,49, 51, 70].

Гравитационные концентраты первичного обогащения россыпей требуют дальнейшей доводки на шлихообогатительных установках (ШОУ) или фабриках (ШОФ) с целью извлечения золота в продукт, пригодный для сдачи на аффинажный завод или для плавки на слиток сплава Доре. Доводку первичных гравиоконцентратов осуществляют на доводочном шлюзе с последующей очисткой его концентрата на вашгерде. Данный способ не обеспечивает высокого извлечения золота, особенно мелкого, так как его эффективность зависит от квалификации персонала, требует значительных трудозатрат, в том числе ручного труда. В результате потери золота при доводке могут достигать значительных величин - 10 % и более [38, 73], но для этой цели существуют прогрессивные схемы и оборудование [18, 39, 46].

Все более широкое распространение находит процесс магнитожидкостной сепарации благодаря высокой точности разделения, оперативности регулирования эффективной плотности разделительной среды, ее нетоксичности, практически неограниченному диапазону плотностей разделяемых материалов [86, 99].

1.1.1. Первичное обогащение золотосодержащих россыпей

Высокая плотность золота является основным физическим свойством, отличающим его от минералов, составляющих золотоносные россыпи. Это обеспечивает возможность его выделения с помощью сил тяжести или инерции. Поэтому на первых стадиях обогащения золотоносных песков

используют различные гравитационные методы сепарации в турбулентных криволинейных потоках, вращающихся и пульсирующих средах [63, 67].

В зарубежной практике используют широкий ассортимент шлюзов, желобов и сепараторов. Это пэлонги и ланчуги разных конструкций, неподвижные шлюзы с рифлями различных типов (шлюз Росса, круговой сепаратор Кэннона, веерные концентраторы Канко, Дилтрой, Райт, сепаратор Ланфло, шлюзы Хабарта, Кудгена, Хатал Иорка, струйный стол Рэнда, конусные сепараторы системы Райхерта [8, 36, 43]).

В нашей стране для извлечения золота из россыпей используют простые неподвижные шлюзы с металлическими трафаретами и резиновыми ковриками на дне. С появлением двухстадиальных установок КОУ-1200 (Ромашка) наметилась тенденция в перевооружении шлюзовой технологии. Нижний предел крупности частиц благородных металлов, извлекаемых гравитационными методами, составляет 30 мкм. Потери золота мельче 0,2 мм колеблются в пределах от 25 до 54 % [33, 62, 66, 92]. С применением отсадки потери золота уменьшаются [50]. Однако наибольшего прироста извлечения можно добиться при использовании центробежных сепараторов роторного типа [14, 30, 90, 91]. Эти аппараты бывают без рыхления постели (центрифуги), с механическим рыхлением (Огосоп), с вибрационным рыхлением (ЦВК, СЦВ), а также с рыхлением постели с помощью ожижающей воды (концентраторы КпеЬоп, Ра1коп, СЦМ, Итомак). Однако в будущем основу технологии промывки могут составить отсадочные машины и концентрационные столы. По конструкции эти аппараты проще центробежных сепараторов и, следовательно, дешевле и надежнее. Это подтверждается исследованиями [17, 40, 42, 68] и многочисленными примерами их использования в промывочных приборах (с/а "Чукотка", Полярнинский ГОК, с/а "Охотская", "Дальневосточные ресурсы" и др.). Практика добычи золота из руд коренных месторождений [11-13, 26, 61] также подтверждает правильность сделанного вывода.

1.1.2. Доводка золотосодержащих концентратов

Результатом первичного обогащения золотоносных песков являются гравитационн�