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 200-220^оС.

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 200-220^оС при отрицательной полярности верхнего электрода.

На чертеже представлена зависимость Q_s⁺(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 Q_s⁺ 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 Q_j⁺, который одного порядка с величиной Q_s⁺, что достигается при указанных условиях, то можно разделять частицы с близкими значениями Q_j⁺, но разными значениями Q_s⁺.

Наиболее эффективно отделяются частицы, у которых Q_s⁺=0 (золото, алмазы) от частиц, у которых Q_s⁺>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 Е_макс, необходимой для улавливания всех частиц, обладающих Q_s⁺>0, причем Е для частицы с минимальным положительным зарядом намного меньше, чем Е, необходимое для улавливания частиц без образования Q_s⁺ (без нагрева). На нижнем электроде при наличии достаточно малых Е за счет Q_s⁺ останутся частицы, для которых Q_s⁺=0.

На i-ую частицу с зарядом q_i в поле Е действует сила F_i, определяемая по формуле F_i=q _i E, (1) Такая частица двигается к верхней противоположно заряженной обкладке конденсатора при условии F_i m_ig (2) где m_i - масса i-й частицы; g - ускорение свободного падения.

Для N частиц F = Q E, (3) F mg, (4) где Q=q_i m=m_i Тогда Q=mg/E, (5) При нагреве на поверхности частиц образуется положительный заряд Q⁺_s= q_si (q_si - заряд на поверхности одной частицы) за счет разрыва связей ОН-групп с поверхностью. Тогда на частицы с зарядом
Q⁺ = Q_j⁺ + Q_s⁺
будет действовать сила F в поле Е
F=(Q_j⁺ + Q_s⁺) E (6)
Из уравнений (3), (4) и (6) следует, что
Q_s⁺= 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 Q_s⁺(T), в то же время затрудняет наглядность демонстрации зависимости Q_s⁺(T) от природы и размеров частиц, так как const из уравнения (7) дает смещение Q_s⁺(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= 60^о, расстояние между коронирующим и осадительным электродами Н=20 мм, напряжение, подаваемое на коронирующий электрод, отрицательное, температура подогрева вибролотка 80^оС, осадительного - 50^оС, 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 200-220^оС. Частицы с некоторого значения Q⁺ захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 75%, следовательно, Е=1,5 кВ/см < Е_макс (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 200-220^оС. Частицы с Q⁺ >0 захватываются отрицательно заряженным электродом. Извлечение золота составило 100%, следовательно, Е=2,5 кВ/см= Е_макс (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 200-220^оС. 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 200-220^оС. 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

СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, включающий помещение частиц в электрическом поле и отбор разделенных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, разделение частиц осуществляют в электростатическом поле горизонтального плоского конденсатора напряженностью 2,5 - 3,0 кВ/см при отрицательной полярности верхнего электрода при одновременном нагреве частиц до 200 - 220^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2