Совершенствование магнитных сепараторов для повышения эффективности доводки золотосодержащих концентратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.13, кандидат наук Подковыров, Игорь Юрьевич

• Подковыров, Игорь Юрьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Подковыров, Игорь Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

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

1.1. Применение магнитного обогащения в золотодобывающей промышленности

1.1.1. Первичное обогащение золотосодержащих россыпей

1.1.2. Доводка золотосодержащих концентратов

1.2. Оборудование для магнитного обогащения золотосодержащих концентратов

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

1.4. Выводы и основные задачи исследований

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

2.1. Современные методы математического описания двухмерных магнитных полей

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

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

2.4. Расчёты магнитного поля множества равноотстоящих магнитов

2.5. Аналитический метод расчета пондеромоторных сил в магнитных полях

2.6. Выводы

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

3.1. Моделирование движения частиц в мокрых магнитных сепараторах

3.2. Аналитическое решение уравнения движения частиц в мокрых сепараторах

3.3. Моделирование движения частиц в сухих магнитных сепараторах

3.4. Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕПАРАТОРОВ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ

4.1. Разработка магнитных сепараторов для мокрого обогащения концентратов

4.1.1. Магнитный сепаратор тарельного типа

4.1.2. Магнитный сепаратор канального типа

4.2. Модернизация магнитных сепараторов для сухого обогащения концентратов

4.3. Выводы

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ СЕПАРАТОРОВ

5.1. Внедрение магнитных сепараторов в технологию шлихообогатительной установки

5.2. Применение магнитных сепараторов в технологии шлихообогатительной фабрики

5.3. Доводка концентратов в промышленной практике геологоразведки

5.4. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование магнитных сепараторов для повышения эффективности доводки золотосодержащих концентратов»

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 гравитационные концентраты, так называемые шлихи. Извлечение свободного золота из шлихов до настоящего времени осуществляют вручную на вашгерде скребками, или щетками на концентрационном столе. Магнитные минералы при этом убирают также вручную постоянными магнитами. Хвосты вашгерда после многократных перечисток сдают на металлургический передел или доводят ртутной амальгамацией. Очистку золота осуществляют с помощью отдувки. Обе операции вредны и малоэффективны [44].

При переработке коренных руд золото крупнее 0,05 мм извлекается гравитацией [3] в продукт, называемой "золотой головкой" (50 % и более Аи) с отправкой её на аффинажный завод. Содержание золота в хвостах доводки составляет сотни граммов на 1 т. Эти продукты направляют в голову процесса обогащения, где тонкое золото теряется с отвальными хвостами (515 % относительных).

Вместо амальгамации с конца прошлого века стали использовать магнитожидкостную сепарацию — процесс разделения минералов в псевдоутяжеленных ферромагнитных коллоидах [7, 58, 87]. Эффект псевдоутяжеления ферромагнитной жидкости обусловлен воздействием на неё неоднородным магнитным полем, в результате чего в объеме ФМЖ возникает дополнительная выталкивающая сила, зависящая от интенсивности магнитного поля. Это позволяет создать уровень выталкивающих сил, достаточный для плавания минералов любой плотности, следовательно, и для их разделения [27, 77, 87]. Однако перед МЖ сепарацией необходимо тщательно выделять магнитные минералы. Это сдерживает пока широкое распространение МЖ-сепарации в технологии доводки золотосодержащих концентратов.

Большинство МЖ-сепараторов на базе электро- или постоянных магнитов разработаны научно-производственным предприятием «Геос» (г. Владикавказ), хотя известны и другие разработки, созданные, например, учеными ГП ГПКИ ОО «Гипромашуглеобогащение» (г. Луганск, Украина), ООО «Грант» (г. Наро-Фоминск Московской обл.), ООО «Итомак» (г. Новосибирск) и другими [54, 69].

В середине 90-х годов более 50 сепарационных комплексов типа "Шлих" было произведено и внедрено на разных объектах золотодобычи. Магнитные и МЖ-сепараторы этих комплексов были созданы на базе редкоземельных постоянных магнитов. Замена электромагнитов на постоянные магниты сделала оборудование легким, экономичным и недорогим, однако эффективность разделения при этом несколько снизилась. Регулировка эффективной плотности ферроколлоида стала более грубой, эпюра выталкивающих сил в разделительной среде (магнитной жидкости) стала менее благоприятной для точного разделения. В связи с этим при разработке ШОУ для промывочных приборов необходимо продолжить теоретические и экспериментальные исследования особенностей разделения и конструирования магнитных и МЖ-сепараторов.

Высокие показатели доводки черновых концентратов были достигнуты в ходе испытаний концентрационных столов ветет (Австралия) и доводочной установки воШ^оп [23, 60, 71, 96]. После доводки чернового концентрата с содержанием золота около 1500 г/т на этой установке получен товарный золотой концентрат с извлечением на уровне 93 %.

Промывочные приборы в РФ комплектуются ШОУ, представляющими собой последовательно работающие отсадочную машину МОД-1М и концентрационный стол СКО-2. Практика эксплуатации подобных ШОУ показывает, что необходимой концентрации металла они не обеспечивают. Следовательно, современные ШОУ должны включать наиболее современные гравитационные, центробежные, магнитные и комбинированные процессы обогащения, созданные в нашей стране.

1.2. Оборудование для магнитного обогащения золотосодержащих концентратов

Для мокрой магнитной сепарации разработан и серийно выпускается ОАО «Механобр-техника» сепараторы типа ПБМ и ЭБМ (рис. 1.1). Наиболее подходящим для первой стадии доводки шлихов является магнитный сепаратор ПБМ-50/10. Сепаратор создан на базе ферритовых постоянных магнитов, установленных в барабане диаметром 500 мм и шириной 150 мм. Напряженность магнитного поля на поверхности барабана составляет от 800 до 1000 Э. Мощность привода барабана - 0,18 кВт, масса аппарата 160 кг.

Рис. 1.1. Магнитные сепараторы ПБМ {а) и ЭБМ (б) для мокрого обогащения: 1 - барабан; 2 - электромагнитная система; 3 - противоточная ванна; 4, 10 — соответственно, загрузочная и разгрузочная коробки; 5 - питающий лоток; 6 - хвостовые насадки; 7 - сливной патрубок; 8, 9 - соответственно, отжимной и очищающий скребки; 11 - привод; 12 - рама.

Производительность на материале крупностью 0,1-2 мм до 75кг/ч. Для второй стадии мокрой магнитной сепарации шлихов можно использовать электромагнитный сепаратор ЭБМ 32/20, с диаметром барабана 320 мм и шириной 200 мм. Индукция магнитного поля в рабочей зоне до 0,5 Тл. Производительностью по твёрдому до 0,15 т/ч.

Общим недостатком обоих аппаратов является относительно сложное их устройство, небольшая производительность на единицу массы, необходимость тщательной подготовки материала по крупности и строго дозированной нагрузки по питанию, сложность в ремонте и обслуживании, требующие высококвалифицированного технического персонала для их эксплуатации.

Для грубой очистки крупнозернистых материалов ОАО НПО «Итомак» выпускает ленточный магнитный сепаратор на постоянных магнитах из редкоземельных сплавов (рис. 1.2.). Сепаратор обеспечивает индукцию в рабочем пространстве до 330 мТл, производительность на материале

крупностью 10-0,5 мм до 2т/ч. Масса сепаратора 110 кг, длина ленты 1,5 м, ширина 0,88 м. Недостатком данного аппарата является относительно узкий питающий жёлоб, который формирует турбулентный взвесенесущий поток в рабочей зоне. Это ухудшает условия разделения минеральных частиц, что увеличивает потери золота.

На второй стадии мокрого обогащения ОАО НПО «Итомак» предлагает использовать сепараторы типа ММС разного типа-размера производительностью от 20 кг/ч и более. На рис 1.3.а показана одна из моделей этого ряда - сепаратор противоточный. Магнитная система которого выполнена в виде колеса с постоянными магнитами, вращающегося внутри неподвижного барабана из немагнитного материала.

Рис. 1.2. Ленточный сепаратор ОАО НПО «Итомак» для мокрой сепарации Данная конструктивная схема магнитного сепаратора целесообразной не представляется, поскольку в ней возможно механическое засорение магнитных фракций немагнитными минералами, а следовательно, существует большая вероятность потерь благородных металлов. Кроме того, возможны потери магнитных минералов в процессе движения магнитных

прядей по неподвижной поверхности барабана, что также снижает эффективность сепарации.

Для сухой магнитной сепарации ОАО НПО «Итомак» разработан электромагнитный сепаратор СЭМС 1-20 (см. рис 1.3.6). По конструкции и принципу действия этот аппарат аналогичен индукционному роликовому сепаратору 138-Т (см. рис. 1.4), выпускаемому до 1980 г. опытным заводом «Геоприбор» для геолого-разведочных экспедиций. Электромагнитная система сепаратора обеспечивает индукцию в рабочей зоне до 1,9 Тл. Масса сепаратора 220 кг, производительность на материале крупностью 4-1 мм составляет 20 кг/ч. Модернизированный вариант данного аппарата СМС-20М имеет дополнительную магнитную систему тарельного типа, что обеспечивает две стадии магнитной сепарации.

а) б)

Рис. 1.3. Магнитные сепараторы ОАО НПО «Итомак» для мокрой (а) и сухой (б)сепарации

Рис. 1.4 Роликовый электромагнитный магнитный сепаратор 138 Т

Для доводки чёрных шлихов этот аппарат подходит в наибольшей степени. Однако удельная его производительность из-за электромагнитной системы остается низкой, что ограничивает возможности его применения особенно в полевых условиях.

Определённый интерес представляет оборудование для выделения магнитных минералов, разработанное ОАО «Грант» (г. Наро-Фоминск). Предприятие выпускает двухстадиальный дискобарабанный магнитный сепаратор СМБД-50. Данный аппарат имеет систему постоянных магнитов, которая обеспечивает напряженность магнитного поля в рабочей зоне на уровне 40 кА/м2. Производительность сепаратора - на материале 2-0,074 мм составляет 10 кг/ч. Известны и другие производители подобного оборудования (ООО «Техком» г. Екатеринбург, ООО «Таурус» г. Тольятти). Однако продукция этих предприятий по своим характеристикам мало подходит для доводки шлихов.

Одним из первых доводочных комплексов для золотосодержащего сырья является набор оборудования под названием «Шлих-1» (рис. 1.5.) , разработанный ООО НПП «Геос» (г. Владикавказ). Он включает два магнитных сепаратора, вибролотковый МЖ-сепаратор и вибросито для предварительного рассева шлихов на 4 класса по крупности (рис. 1.4.).

Рис. 1.5. Сепарационный комплекс «Шлих-1»

Для выделения из шлихов сильномагнитных минералов и железного скрапа в данном комплексе предусмотрен сухой магнитный сепаратор тарельного типа. Сепаратор представляет собой вибролоток, по которому перемещаются минеральные частицы. Над лотком неподвижно установлена система постоянных магнитов. Между лотком и магнитами вращается тарель с радиальными ребрами, обращенными к лотку. Магнитные частицы, оказавшись в поле действия постоянных магнитов, отрываются от лотка, прилипают к тарели и в процессе ее вращения выносятся ребрами из магнитного поля, разгружаясь в соответствующий приемник. Немагнитные частицы разгружаются в конце лотка в другой приемник. В сепараторе использована трехполюсная система открытого типа из самарий-кобальтового сплава. Магнитная индукция в рабочем пространстве достигает 0,12 Тл. Оптимизация режима сепарации осуществляется изменением высоты магнитов над лотком, амплитуды колебаний лотка и его наклона. Производительность на материале крупностью 1 мм составляет 20-50 кг/час. Сепаратор хорошо выделяет из шлихов магнетит, пирротин и их сростки.

Рис. 1.6. Сухой вибролотковый магнитный сепаратор тарельного типа

Для выделения слабомагнитных минералов разработан роликовый магнитный сепаратор. В этом аппарате (рис. 1.6) постоянные магниты, замкнутые магнитопроводом в цепь, установлены под и над вибролотком, причем верхний магнит находится внутри полого ролика из магнитомягкий стали. Сечение внешней стенки ролика, обращенной к вибролотку, имеет пилообразную форму. Это создает в рабочем зазоре магнитную индукцию (до 0,6 Тл) и высокий градиент этой величины, что обеспечивает извлечение таких парамагнитных минералов, как гематит, ильменит, гранат и многих других, встречающихся в золотосодержащих шлихах. Аппарат имеет производительность по шлиху в пределах 3-10 кг/час.

В данном аппарате слабомагнитные частицы под воздействием магнитного поля отрываются от дна вибролотка и прилипают к поверхности ролика. При выходе из межполюсного зазора сила притяжения частиц к ролику уменьшается и частицы отрываясь от него разгружаются в приемник.

Рис. 1.7. Вибролоткрвый сухой магнитный сепаратор роликового типа

Для выделения золота в комплексе «Шлих-1» применяется магнитожидкостный (МЖ) сепаратор. МЖ-сепараторе выполнен в виде вибролотка с рабочим слоем ферроколлоида, расположенным в клинообразном зазоре системы постоянных магнитов. Минералы расслаиваются по плотности в процессе перемещения вдоль рабочего слоя. Золото, как наиболее тяжелое, ползет по дну или скапливается на нем, остальные плывут в объеме магнитной жидкости на разной высоте. В конце лотка фракции разного удельного веса отсекаются перегородками и попадают в соответствующие приемники.

Технологическая эффективность оборудования "Шлих-1", как показали испытания, оказалась достаточно высокой. На магнитных сепараторах хорошо выделяется магнетит, гематит, ильменит, гранат и другие ферро- и парамагнитные минералы. На МЖ-сепараторе удовлетворительно извлекается свободное золото в 90-98% концентраты. Комплекс позволяет перерабатывать шлихи с нагрузкой по исходному питанию до 15 кг/час.

Гравитационные концентраты

Бункер

I

Вибрационным грохот

(-0,5+0) мм (-2+0,5) мм

f

Магнитный сепаратор ЭБМ

1

(-6+2) мм I_

+6 мм-

1

Магнитный сепаратор ПБМ

Магнитный анализатор

I

Немагнитная Магнитная Немагнитная Магнитная Немагнитная Магнитная

фракция фракция фракция фракция фракция фракция

Центробежный концентратор Итомак

Концентрат

Хвосты 1

I

Отсадочная машина _МРД-0,2

I-1

Концентрат _Г\_

I

Концентрационный стол СКО-0,5

I

Концентрат Вашгерд ручной

I-1

Концентрат

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Подковыров, Игорь Юрьевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абрамов A.A. Технология обогащения руд цветных и редких металлов. М.: Недра, 1983. - 359 с.

2. Азбель Ю.И. Расчет магнитных полей сепараторов с помощью ЦЭВМ// Обогащение руд. - 1968. - № 1.

3. Акопов М.Г., Благов И.С., Бунин Г.М. Гравитационные и специальные методы обогащения углей. М.: Недра, 1975. - 266 с.

4. Алгебраистова Н.К., Рюмин А.И., Сазонов А.И. Переработка золотосодержащих продуктов с использованием концентраторов Knelson // Цветные металлы. - 2000. - № 2. - С. 15-18.

5. Бажбеук-Меликов Н.К., Кокташев А.Е., Мацуев Л.П. Практическое руководство по эксплуатации промышленных установок и шлихообогатительных фабрик. — Магадан. - 1975. - 60 с.

6. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1978. - 486 с.

7. Берковский Б.М., Медведев В.Ф. Магнитные жидкости. М.: Химия, 1989.-240 с.

8. Берт Р.О., Миллз К. Технология гравитационного обогащения. М.: Недра, 1990.-574 с.

9. Бинс К., Лоуренс П. Анализ и расчет электрических магнитных полей. М.: Энергия, 1970. - 376 с.

10. Благов И.С. Обогащение углей на концентрационных столах. М.: Недра, 1967.-136 с.

11. Богатов А.Д. Обогащение на струйных желобах. М.:Недра,1965.

12. Бойко В.Ф. Гранулометрия золота россыпи // Колыма. - 1993. -

13. Бойко В.Ф., Ворожцов И.В., Кислицын В.Н. Функции распределения свободнодисперсных материалов: Деп. В ВИНИТИ 16.08.89, № 5523-80 / Ин-т горн. Дела ДВО АН СССР. - Хабаровск, 1989. - 21 с.

14. Бочаров В.А., Гуриков A.B., Гуриков В.В. Анализ процессов разделения золотосодержащих продуктов в концентраторах Knelson и Falcon SB' // Обогащение руд. - 2002. - № 2. - С. 17-21.

15. Бочаров В.А., Чантурия E.JL, Лапшина Г.А. Технология гравитационно-флотационного извлечения золота из сульфидных руд на основе его минеральных форм // Горный журнал. - 2001. - № 9. - С. 50-54.

16. Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей . М.: Изд-во иностраной литературы, 1961. - 713 с.

17. Виноградов H.H., Рафалес-Ламарка Э., Коллодий К.К., Егоров Н.С., Мелик-Степанова А.Г., Гурвич Г.М. Новые направления теории и технологии процесса отсадки полезных ископаемых. // В кн.: Сборник докладов VIII Международного Конгресса по обогащению полезных ископаемых. - Т. 1.-Ленинград, 1968.-С. 279-291.

18. Воробьёв А.Е., Каргинов К.Г., Козырев E.H. Физико-химическая геотехнология золота. - Владикавказ: изд-во «Ремарко», 2001. - 341с.

19. Галич В.М. О направлении повышения извлечения мелкого золота из россыпных месторождений // Обогащение руд. - 1998. - № 4. - С. 5-7.

20. 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.

21. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. М.: Гос-энергоиздат, 1956.-347 с.

22. Гуденко E.B., Епутаев Г.А., Пожарский Ю.М., Решение дифференциальных уравней и построение траекторий движения в MATHCAD 7.0 // - Труды СКГТУ. - Владикавказ. - 2000. - № 7. - С. 137

23. Гуляихин Е.В., Солоденко А.Б. Сепарация минерального сырья в псевдоутяжеленных средах. Новосибирск, "Наука", 1989. - 135 с.

24. 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.

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

26. Евдокимов С.И., Паныпин А.М. Опытно-промышленная практика извлечения мелкого золота // Обогащение руд. - 2007. - № 2. - С. 15-18.

27. Евдокимов С.И., Солоденко А.Б., Казимиров М.П. Оборудование для обогащения россыпей золота. // Сборник УГТУУПИ. - Екатеринбург. -2001.-С 23.

28. Епутаев Г.А. Основы аналитической теории взаимодействия минералов с полем сепараторов на постоянных магнитах. Владикавказ, Изд-во РИА, 1999.-320 с.

29. Епутаев Г.А., Данилова М.Г., Липовая A.A., Солоденко В.А. Метод аналитического расчета сил в магнитостатическом сепараторе // Материалы 3 международной конференции "Комплексное изучение и эксплуатация полезных ископаемых", НГПУЮ. - Новочеркасск. - 1997. -С. 348-351

30. Епутаев Г.А., Пожарский Ю.М. Сепаратор для извлечения золота из магнитных концентраторов // В кн.: Труды СКГТУ. - Владикавказ. -2001.-№ 8.-С. 18-22.

31. Епутаев Г.А., Солоденко А.Б. Движение минералов в МЖ -сепараторах//Труды СКГТУ. - Владикавказ. - 1999. - С. 25-29.

32. Епутаев Г.А., Солоденко А.Б., Данилова М.Г., Зоз М.Ю. Аналитический метод расчета сил магнитостатических сепараторов // В кн.: Труды СКГТУ(ГМИ). - Владикавказ, Терек. - 1998. - Вып. 4. - С. 47-49.

33. Журавлев В.Ф. Теоретические основы и практика применения гравитационного поликаскадно-противоточного разделения минерального сырья: автореферат дис.... канд. техн. наук. - Москва. -1992. - 30 с.

34. Замятин О.В., Конюкова А.Т., Тарасова Т.Б. Технология обогащения золотосодержащих песков // Цветная металлургия. — 1988. -№ 2.-С. 21-24.

35. Замятин О.В., Лопатин А.Г., Санникова Н.П., Чугунов А.Д. Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов. М.: Недра, 1975. -264 с.

36. Замятин О.В., Маньков В.М. Современные технологии обогащения золотосодержащих песков россыпей // Горный журнал. - 2001. -№ 5. - С. 45-48.

37. Замятин О.В., Маньков В.М., Пеший В.Ф. и др. Совершенствование технологии обогащения при отработке россыпных месторождений золота //Горный журнал. - 2003. - № 12. - С. 69-72.

38. Замятин О.В., Маньков В.М., Томин B.C. и др. Совершенствование базовых технологий обогащения золотосодержащих песков на шлюзах и промывочных приборах // Горный журнал. - 1994. - № 11.-С. 46-48.

39. Замятин О.В., Маньков В.М., Томин B.C. Технологическая эффективность отсадочной технологии обогащения золотосодержащих песков // Цветные металлы. - 1991. - № 11. - С. 64-66.

40. Замятин О.В., Томин B.C. Эффективность отсадочной технологии обогащения золотосодержащих песков. // Цветные металлы. -1991. - № 11.

41. Зоммерфельд А. Электродинамика. М.: 1958. - 504 с.

42. Казимиров М.П., Евдокимов СИ., Солоденко А.Б. Гидрошлюзовой отсадочно-концентрационный промывочный прибор для отработки россыпей золота // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2001. - № 5. - С. 1013.

43. Казимиров М.П., Солоденко А.Б. Технология и оборудование для отработки золотоносных песков // Горный журнал. - 2002. - № 2. - С. 5052.

44. Казимиров М.П., Солоденко А.Б., Евдокимов С.И. Разработка и опыт использования сепараторов на постоянных магнитах для извлечения свободного золота // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2001. — № 5.

45. Каминский Ю.Д., Копылов Н.И. Технологические аспекты извлечения золота из руд и концентратов. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 1999.-124 с.

46. Кармазин В.В., Закиева Н.И. Технологические возможности магнито-флокуляционной сепарации тонких классов золота из руд и отвалов россыпных месторождений // М.: МГТУ, ГИАБ. - 1995. - № 4. - С. 204-207.

47. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения. -М.: Недра, 1984.-416 с.

48. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. Том I. М.: Горная книга, 2005. - 669 с.

49. Кармазин В.В., Рыбакова О.И., Измалков В.А., Татауров С.Б. Новые процессы извлечения мелкого золота из отвальных продуктов // Горный журнал. - 2002. - № 2. - С. 71-78.

50. Кизельватер Б.В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения - М.: Недра, 1979. - 294 с.

51. Ковлеков И.И. Извлечение мелкого золота в магнитной постели с управляемой шероховатостью и улавливающей емкостью // М.: МГТУ, ГИАБ. -2001. -№ 8. - С. 147-149.

52. Ковлеков И.И. Техногенное золото Якутии. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. - 303 с.

53. Козловский В.Т., Ушаков В.И., Татаринов В.М. и др. Применение отсадочной технологии обогащения песков на ГОКе «Алданзолото» // Колыма. - 1990. - № 10. - С. 14-16.

54. Кокташев А.Е. Технология обогащения золотоносных песков на драгах // Тр. ВНИИ-1. - Магадан. - 1974. - т. 34. - С. 122-123.

55. Кузнецов С.Н. Исследование и разработка математических моделей полей постоянных магнитов для электрических САПР: автореф. дис.... канд. техн. наук. - Владикавказ, 1997.-23 с.

56. Лаврентьев М.А. Шабот В.В. Методы теории функции комплексного переменного. М.: Наука, 1987. - С. 222-230.

57. Леонов С.Б., Федотов К.В., Белобородов В.И., Потемкин A.A. Модульные обогатительные фабрики // Горный журнал. - 1998. - № 5. - С. 67-68

58. Лодейщиков В.В., Стахеев И.С., Василкова H.A. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. М.: Металлургия, 1973. -288 с.

59. Лопатин А.Г., Гирдасова З.М. Разработка технологической схемы для выделения свободного золота из песков // Исследование вещественного состава, технология обогащения и анализ золотосодержащего сырья - В кн.: Труды ЦНИГРИ. М., 1971. - Вып. 97. - С. 33-40.

60. Мазий А.Л., Малахов В.А., Казимиров М.П. Доводка гравитационных концентратов при обогащении золотосодержащих песков //М.: МГТУ, ГИАБ. -2001.-11. с.

61. Макаров В. А., Шрайнер А. Д. Проблемы геологической переоценки техногенных месторождений золота // Горный журнал. - 1998. -№ 5. - С. 29-32.

62. Максимов Р.Н., Солоденко А.Б. Новое оборудование для обогащения шлихов // В кн.: Сб. докладов «50 лет Победы». - Владикавказ. -1995. - С. 3.

63. Максимов Р.Н., Солоденко А.Б., Хутуев Т.Ю. Исследования и расчеты по созданию гидро- и магнитных сепараторов // В кн.: Труды СКГМИ. - Владикавказ. - 1995. - № 1. - С. 66.

64. Маньков В.М., Замятин О.В. Извлечение мелкого золота из песков россыпных месторождений //Горный журнал. - 1995. - № 11. - С. 21-24.

65. Маньков В.М., Замятин О.В., Козловский В.Т. и др. Извлечение мелкого золота из россыпей с использованием центробежных методов обогащения // Горный журнал. - 1994. - № 11. - С. 44-46.

66. Мацуев Л.П. О механизме разделения на шлюзах // Колыма. -1996.-№ 12.

67. Мельников М.С. Современные методы и средства обработки проб при разведке россыпных месторождений золота. - М.: Обзор / ВИЭМС, 1990.-45 с.

68. Митин Л.А. Интенсификация процесса отсадки для повышения извлечения мелкого и тонкого золота из песков россыпных месторождений // Обогащение руд. - 2002. - № 4. - С. 15-17.

69. Мязин В.П., Татауров С.Б. Разработка и совершенствование технологий и оборудования по извлечению золотой амальгамы из техногенных образований // М.: МГГУ, ГИАБ. - 1997. - № 1.

§

70. Орлов Ю.А., Афанасенко С.И., Лазариди А.Н. Доводка золотосодержащих концентратов с применением центробежных концентраторов «Итомак» // Горный журнал. - 2000. - № 5. - С. 48-50.

71. П.Э. Бдайциев, A.A. Солоденко, С.И. Евдокимов. Трехмодульная обогатительная установка для переработки золотосодержащих песков // М.: МГТУ, ГИАБ. - 2003г. - № 12. - С. 208.

72. Парий A.C., Амосов P.A. Технологическое опробование техногенных россыпей с мелким и тонким золотом // Горный журнал. -1998.-№5.-С. 33-39.

73. Парий A.C., Зубынин Ю.Л. Новое оборудование для доводки черновых концентратов // // Горный журнал. - 1998. - № 5. - С. 84-87.

74. 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.

75. 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.

76. Пуанкаре А. О кривых, определяемых дифференциальными уравнениями / Перевод с французского Е. Леонтович, А. Майер и др. -ОГИЗ Государственное издательство технико-теоретической литературы, Москва, 1947. -385 с.

77. Рыбакова О.И. Разработка и внедрение комбинированной технологии доизвлечения золота из отвальных продуктов: автореф. дис. ... д-ра. техн. наук. - М., 2003. - 40 с.

78. 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.

79. Солоденко A.A., Подковыров И.Ю. К вопросу о математическом моделировании движения частиц в магнитных сепараторах // М.: МГТУ, ГИАБ. - 2013. -№ 2. - С. 139.

80. 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.

81. Солоденко А.Б. Научные основы создания техники и технологии для обогащения минерального сырья в ферромагнитных коллоидах: дисс. ... д-ра. техн. наук. - Москва, 1992. - 392 с.

82. Солоденко А.Б., Данилова М.Г., Солоденко В.А. Математическое моделирование магнитных полей магнитных и магнитожидкостных сепараторов // М.: МГГУ, ГИАБ. - 1998. - № 1. - С. 116-120.

83. Солоденко А.Б., Евдокимов С.И., Казимиров М.П. Обогащение россыпей золота. - Владикавказ, ООО НПКП "МАВР", 2001. - 368 с.

84. 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. 541-542.

85. 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.

86. Солоденко В.А. Установление закономерностей перемещения частиц в поле постоянных магнитов для магнитожидкостных сепараторов: автореферат дис. ... канд. техн. наук. - Москва, 1998.-24 с.

87. Солоденко В.А., Солоденко А.Б. Сепарационный комплекс для извлечения свободного золота // Цветные металлы. - 1998. - № 5. - С. 2931.

88. Соложенкин П.М., Емельянов А.Ф., Гардер Ю.А. и др. Усовершенствование технологии обогащения золотосодержащих песков Таджикистана // Колыма. - 1989. - № 1. - С. 19-21.

89. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. О.С.Богданова, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1983. - 381 с.

90. Стрижко B.C., Журавлев В.Ф. Моделирование процесса гидравлической классификации //В кн.: «Моделирование и синтез систем управления химиико-металлургических производств». — Ялта, 1986. - С. 2427.

91. Стрижко B.C., Журавлев В.Ф. Моделирование процесса гидравлической классификации при ламинарном и турбулентном режимах / В кн.: «Комплексное исследование горных пород и процессов». - Москва. -1987.-С. 145-149.

92. Тарасова Т.Б., Анохин С.М., Вашенков В.Е., Миронов С.Б. Отсадка - перспективный способ повышения извлечения золота при промывке песков на промывочных приборах. // Цветная металлургия. -1992. -№ 3. - С. 12-22.

93. Тверистиков Ю.И. К проблеме тонкого и связанного золота, россыпных месторождений // Горный журнал. - 1998. - № 5. - С. 25-28.

94. Тихонов О.Н. Введение в динамику массопереноса процессов обогатительной технологии. JL: Недра, 1980.

95. Тумольская Т.В., Кузьмина Н.К., Кисляков А.Д. Обогащение песков с мелким золотом при открытом способе добычи // Цветная металлургия. - 1986. - № 2. - С. 92-93.

96. Федотов К.В., Леонов С.Б., Сенченко А.Е. Практика извлечения труднообогатимого золота из россыпных месторождений // Горный журнал. -1998.-№5.-С. 56-63.

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

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

99. Хутуев Т.Ю. Совершенствование технологии и оборудования для выделения золота из шлихов: автореф. дис. ... канд. тех. наук. -Владикавказ, 1996. - 25 с.

100. Чантурия В.А., Лавриненко А.А. Проблемы и концепция развития переработки минерального сырья // Обогащение руд. - 2004. - № 2.-С. 3-7.

101. Чантурия В.А., Седельникова Г.В. Развитие золотодобычи и обогащения золотосодержащих руд и россыпей // Горный журнал. - 1998. -№5-С. 4-9.

102. Frankl D. R. Electromagnetic theory. Englewood cliffs, N. J.: Prentice-Hall, 1986.

103. Khalafalla S.E., Reimers G.W. Preparation of dilutionsable agucous maguetic fluids. IEEE. Transactions on magnetics, Mag - 16, №2, 1980, P. 178183.

104. Silvester P.P. Modern electromagnetic fields. Englewood cliffs, N. J., Prentice Hall, 1986.