Способ электрической сепарации золотосодержащего минерального комплекса
Назначение: обогащение полезных ископаемых, в частности электрическая сепарация золота. Сущность изобретения: разделение частиц минерального комплекса после дробления до класса - 0,5 мм проводят в электрическом поле напряженностью 2,5-3 кВ/см, помещая частицы на нижний электрод плоского конденсатора, при одновременном нагреве при 200-220°С при отрицательной полярности верхнего электрода. 1 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности золота. Обеспечивает повышение степени извлечения золота, снижает трудоемкость процесса электрической сепарации золота.
Известен способ электростатического разделения частиц, в том числе золота, где частицы разделяются в электрическом поле в зависимости от величины электропроводности [1]. Недостатком этого способа является невозможность разделить частицы с близкой электрической проводимостью. Известен также способ электрической сепарации золота [2]. Способ заключается в следующем: частицы минерального комплекса после зарядки в коронном поле селективно разряжаются на заземленный металлический электрод в электрическом поле в зависимости от величины сопротивления минерала и удельного веса. Недостатками такого способа являются: малая эффективность, поскольку вместе с золотом из минерального комплекса извлекаются частицы минералов с близкими значениями сопротивления; трудоемкость процесса, так как минеральную пробу после дробления необходимо делить на классы по крупности и проводить сепарацию частиц разной крупности при разных режимах, для сепарации используют большие значения напряженности поля между электродами. Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения степени извлечения золота. Цель достигается тем, что после дробления частиц минерального комплекса до 0,5 мм частицы помещают на заземленный электрод, а разделение частиц осуществляют в электростатистическом поле горизонтального плоского конденсатора напряженностью 2,5-3,0 кв/см при отрицательной полярности верхнего электрода при одновременном нагреве частиц до 200-220оС. Способ осуществляется следующим образом. Минеральную пробу дробят до класса -0,5, помещают на нижний электрод плоского конденсатора и воздействуют электрическим полем Е=2,5-3,0 кВ/см при одновременном нагреве при 200-220оС при отрицательной полярности верхнего электрода. На чертеже представлена зависимость Qs+(T) от природы и размеров частиц. При обычных условиях минеральные частицы нейтральны. При нагреве минеральных частиц при указанных температурах на поверхности образуется оптимальная величина положительного заряда Qs+ за счет разрыва связей гидроксильных групп ОН-, имеющих отрицательный заряд с поверхностью. Если верхний электрод имеет отрицательную полярность, то частицы, зарядившись положительно за счет индукционного механизма заряда в сумме с положительным зарядом за счет разрыва групп ОН-, притягиваются к отрицательно заряженному электроду при значительно меньших значениях Е, чем в электрическом поле без нагрева. Если частицы при индукционной зарядке получили заряд Qj+, который одного порядка с величиной Qs+, что достигается при указанных условиях, то можно разделять частицы с близкими значениями Qj+, но разными значениями Qs+. Наиболее эффективно отделяются частицы, у которых Qs+=0 (золото, алмазы) от частиц, у которых Qs+>0 (кварц, рутил, ильменит и т.д.). Достаточно такую пробу поместить на нижнюю обкладку конденсатора с положительной полярностью при одновременном нагреве, отрицательно заряженный электрод улавливает все частицы с положительным зарядом при Емакс, необходимой для улавливания всех частиц, обладающих Qs+>0, причем Е для частицы с минимальным положительным зарядом намного меньше, чем Е, необходимое для улавливания частиц без образования Qs+ (без нагрева). На нижнем электроде при наличии достаточно малых Е за счет Qs+ останутся частицы, для которых Qs+=0. На i-ую частицу с зарядом qi в поле Е действует сила Fi, определяемая по формуле Fi=q i E, (1) Такая частица двигается к верхней противоположно заряженной обкладке конденсатора при условии Fi mig (2) где mi - масса i-й частицы; g - ускорение свободного падения. Для N частиц F = Q E, (3) F mg, (4) где Q=qi m=mi Тогда Q=mg/E, (5) При нагреве на поверхности частиц образуется положительный заряд Q+s= qsi (qsi - заряд на поверхности одной частицы) за счет разрыва связей ОН-групп с поверхностью. Тогда на частицы с зарядомQ+ = Qj+ + Qs+
будет действовать сила F в поле Е
F=(Qj+ + Qs+) E (6)
Из уравнений (3), (4) и (6) следует, что
Qs+= mg(1/E-1/E), (7) где mg = const для частиц данной природы и одного размера. Const для частиц определенного размера будет разной для разных минералов. Сonst не вносит вклада в характер поведения кривой Qs+(T), в то же время затрудняет наглядность демонстрации зависимости Qs+(T) от природы и размеров частиц, так как const из уравнения (7) дает смещение Qs+(T) по оси ординат. П р и м е р 1 (по прототипу). Пробу минерального комплекса дробят и делят на классы по крупности согласно таблице. Для выделения из минерального комплекса частиц минералов с высокой проводимостью (в том числе золота) применяют коронное электрическое поле. При этом режим сепарации устанавливается следующий: угловое положение коронирующего электрода соответствует углу k= 60о, расстояние между коронирующим и осадительным электродами Н=20 мм, напряжение, подаваемое на коронирующий электрод, отрицательное, температура подогрева вибролотка 80оС, осадительного - 50оС, частота вращения осадительного электрода в зависимости от крупности обрабатываемого материала отражена в таблице. Напряженность поля между электродами - 7,5 кВ/см. Из таблицы видно, что процент извлечения золота данным способом при напряженности поля Е= 7,5 кВ/см невелик, а трудоемкость выполнения операций большая. П р и м е р 2. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=1,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с некоторого значения Q+ захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 75%, следовательно, Е=1,5 кВ/см < Емакс (т.е. меньше напряженности поля, необходимого для улавливания отрицательным электродом частиц с минимальным Q+). П р и м е р 3. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=2,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, Е=2,5 кВ/см= Емакс (т.е. при такой напряженности поля все частицы с Q+ >0 улавливаются отрицательным электродом). П р и м е р 4. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=3 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, при данных параметрах режим, рассмотренный в примере 3 и 4 оптимальный. П р и м е р 5. Пробу минерального комплекса дробят до крупности менее 0,5 мм, помещают между обкладками конденсатора при Е=7,5 кВ/см при одновременном нагреве до 200-220оС. Частицы с Q+ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, дальнейшее повышение напряжения между обкладками нецелесообразно. Эффективность предлагаемого способа максимальна, так как извлечение золота составляет 100%. Способ рассчитан на мелкие и тонкие классы минералов с большой удельной поверхностью частиц.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к устройствам для электростатического разделения твердых частиц и может быть использовано для сепарации в электрическом и гравитационных полях мелких частиц по их геометрическим и электрофизическим свойствам, например абразивных порошков одной природы по максимальному размеру - эльбора, алмазного порошка
Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов с помощью электрического поля
Электростатический сепаратор // 2018374
Электрический барабанный сепаратор // 2008976
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а конкретно, к коронно-электростатической сепарации и может быть использовано для разделения минеральных смесей, компоненты которых отличаются по электропроводности или крупности
Сепаратор кусковых материалов // 2007233
Способ сухого обогащения волластонитовых руд // 2002513
Электрический сепаратор // 1830286
Электростатический сепаратор // 1810115
Питатель электростатического сепаратора // 1810114
Электромеханический сепаратор // 2100093
Изобретение относится к устройствам сепарации сыпучих материалов и может быть использовано для очистки сельскохозяйственных культур от обрушенной оболочки, различных примесей с помощью электростатического поля
Способ разделения смеси полимерных частиц // 2101091
Барабанный электросепаратор // 2119828
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, может быть использовано для разделения зернистых материалов по электрофизическим свойствам
Электрокоронный сепаратор // 2123390
Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов электрическим полем и может быть использовано в сельском хозяйстве
Изобретение относится к технологиям разделения мелкодисперсных и ультрадисперсных порошков
Сепаратор // 2147938
Изобретение относится к области техники и технологий, осуществляющих извлечение частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий), и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), для извлечения окислов металлов, белковых веществ и т.д., для разделения заряженных частиц, для очистки воды
Устройство для сепарации с ленточным транспортером и способ сепарации составляющих смеси частиц // 2152263
Изобретение относится к способу сепарации составляющих смеси частиц путем зарядки частиц посредством поверхностного контакта и устройству для сепарации
Изобретение относится к электромеханическому разделению высоких концентраций проводящих материалов
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к разделению и сортировке сыпучего материала в электростатическом поле
Диэлектрический сепаратор // 2166375
Изобретение относится к области разделения несмешивающихся жидкостей, а также разделения твердых диэлектрических примесей и жидкости, используемых при ее гидротранспортной системе перекачки