CN1327483A - 分离黄金微粒的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于分离黄金微粒的和沉积于黏土、泥土和污泥中其他物质的方法和设备是,在一个有三个出口的倾斜薄板沉淀容器内,在所需要的时间内,让加入充足水量的泥浆液流经薄板之间的垂直距离,在不受黏土、泥土的沉积物影响之前,使黄金微粒顺利地落下,沉淀容器是由薄板之间的众多相近的蜂窝状的格子组成,薄板的形状不一,有平行四边形,平行的、平面板的、弯曲板的,因此从锥体最高处流出不太浑浊的液体,从锥体不太高处进入需分离的混合液体,从锥体最低处流出可分离的微粒和从锥体不太低处流出最浑浊的液体。

Description

分离黄金微粒的方法和设备

技术领域：本方法和设备适用于分离黄金微粒和其他含在黏土和各类泥土或淤泥中的高密度物质，因此矿产部门可以使用。但是也可用于某些水处理和工业处理。

现有技术：罗马人从黏土和各类泥土或淤泥中分离黄金微粒做法是，把从采石场或泥塘采出的物质和充足的水混合，从设有栅栏或斜撑的排水渠道流出后，在渠道底部沉淀了形状不同质量超过1微克或更多的黄金微粒。巴西的“淘金者”在继续使用这种方法。目前，当微粒体积很小的时候，也使用氰化物方法，即用氰化物溶解黄金，一般使用钠来加快黄金的分离。这种方法由于其危险性而不适用，其危险性在于氰离子是有毒物质，会污染水和土地。另外，也可使用浮选法。

方法说明：在连续方法中，通常要分离的含有黄金或其他物质的黏土、泥土或淤泥与足够量的水均匀混合，或在某些情况下混入其他液体，即在黏土中混有另外的较多的水流。使这股稀释的泥流从一个直径大约有120微米网眼的筛子流过，分离出较大的微粒，以避免影响后边的工作。大的微粒的分离可根据不同情况采用气旋法、或摇床、或震动筛，或任何其他可用的处理方法。

流经筛子的液体保持晃动，液体流入一个有三个出口的沉淀容器中，液体被分成以下三个部分：

第一部分：沉淀的微粒，其中包括黄金和其他高密度物质，低密度和较大微粒以及其他少量夹带物，还有一些第二部分的污泥；

第二部分：集中在入口处的大量污泥几乎含有所有未沉淀的微粒；

第三部分：含有精细微粒的比较清的水。

为了得到这三部分东西必须调整泥流在沉淀容器中的滞留时间，它涉及到泥流的流入量/排出量的比例，薄板之间的垂直距离；并与被分离微粒和含有这些微粒的黏土、泥土或淤泥的特性有关。为了取得最佳的经济效果，在任何情况下对以上调整都需经过试验，也就是说在黏土和其他微粒沉淀之前，能得到最多的黄金和其他有价值的微粒。

例如，从不含沙的黏土中分离黄金，第三部分含有精细微粒的水一般不到输入时的30％，第一部分留下的沉淀物和水量可达到输入时的1％，此外，如果是细微的黏土，能分离出低于7μm的黄金和其他的高密度物质的精细微粒。对于黄金又可根据形状分离出从80微微克[2μm直径]到20毫微克的黄金微粒。

除水之外，在第一部分沉淀的微粒中黄金和其他物质比在原泥流中要高20到1000倍，这取决于不同原料的大小和形状以及为获得最大密度(黄金和其它)分离的处理方式。如果密度的大小很细微或细微密度比率很高，上述方法不是合适的。如类似从某些石英岩中分离黄金的情况，在低于5平方毫米和几A°(10^-10m)的厚度的透明薄板上，它们在空气中沉降很慢，一般来说所有微粒低于黄金80微微克。

使用这个处理手段也能够从黏土中分离石英沙和类似密度的材料。如果我们用120×120μm²网眼的筛子，分离相同直径的沙子的沉淀速度比黏土和泥土高50％。

通过沉淀得到的20到1000多倍含量的黄金和其它材料，也可广泛在摇床或震动筛上进行，或通过先前的类似的沉淀方式。或通过其他尾矿处理方式，或者拿到外部工厂进行加工处理。

由于为了顺利地进行黄金的沉淀，根据其颗粒大小每公斤干土需要20到160升水，在此，水将成为一个问题。在亚马孙河及其支流使用河底淤泥开采实施不会有问题，但是在一个水资源有限和考虑生态而有严格规定的生活区域就必须考虑下述原则：

第一，重复利用所有可使用的水；

第二，废水应具有饮用水的相同成分(即同一pH值和洁净度)。

既然在沉淀容器中进行沉淀要求没有凝絮粒，那么从沉淀容器三个出口流出的水就不是清亮的，但是这种水仅仅含有直径小于1μm体积的黏土微粒和有机物质的残渣，其比率为每百万少于50个单位，因此这些水还可直接用于稀释其他黏土，无须做任何处理。但是沉淀容器中仅有近1/3的水能重新利用，因此必须重复利用三个出口沉淀容器流出来的第二部分含有黏土的水和其它废水。

为了重新利用第二部分的水，最合适的办法是贴着三个出口沉淀容器设置另外一个只有两个出口的沉淀容器，其中一个出口放出清亮或浑浊的水，另一个出口放出浓度为1.3到1.5的污泥。如果流出浓度为1.4的污泥，所有水的50％多被重新利用，剩余不能利用的每5到40升含有1公斤泥土的水流入重新处理水塘，在那里一部分表层水能直接重新利用，另一部分通过过滤流到天然或人造的泉和沟渠里，在那里当然也能重新利用，再一部分被蒸发或滞留一段时间后成为最湿润的土壤。这样为了作业需要再加新的水就能够很容易做到每1公斤干土只需加1到3升即可。

我们可以想象有一座沉淀物库，那里保存着因某种原因不可分离的黏土和黄金，还有筛选出的不可分离的每吨含有1公斤沉淀沙的材料，库中还有要分离的黄金颗粒和黏土粒。把1吨的原料和处理过的水加上2立方米净水均匀地混合在一起，将会得到带有黄金的聚集物、1公斤沙、大约3升较清的泥浆液、总共约4.5公斤聚集物，从这些聚集物里容易地分离出黄金和沙子，但是处理含黄金的聚集物自干的原料起始要进行500到1000多次处理。应用这个方法总能从每吨干污泥中提取0.10克黄金，而巴西“淘金者”在全部处理过程中使用流动泥浆的方法，只能从每吨干污泥得到0.08克黄金。如果从干黏土开始，每吨干黏土可得到0.15克到0.3克黄金。根据当地条件，在黄金和其他矿物微粒很细的情况下使用这种方法是可以的，就不能够使用其他高成本或污染的方法了。

在图1给出了一个除了未做权利要求的先期处理或后续处理过程之外的方法流程图。说明如下：

1-是混合与摇动的地方，在这里把来自00.1的新水、添加入来自2.1、3.1和4.1的循环水，与来自0.1的被粉碎为屑状物的污泥或泥土混合在一起，用网眼为120×120平方微米筛子进行筛选。从1.4处送出大颗粒再经常规方法处理，从1.2处送出筛选出的物质到沉淀容器2；

2-这是具有三个出口的沉淀容器。从1.2处接收摇匀的混合物，从2.1处输出给混合器1的清亮或较浑浊的循环水，浑浊泥浆从2.3流出到沉淀器3，而黄金、沙粒和高密度物质从2.5送到储存地或进行补充处理；

3-这是具有二个出口的沉淀容器。在这里集中来自2.3轻度浑浊的泥浆，从3.1处输给混合器1浑浊的循环水，重度浑浊泥浆从3.4送到重新处理水塘；

4-这里是重新处理水塘。在已经取走原料土的地方作为重新处理水塘来重新保存浑浊泥浆，这些水塘还能从4.1处输出水给混合器1。

如果从某个库点取走有些潮湿的黏土，最好像铣削金属一样把黏土铣削成1到3毫米粗和相同长度的泥条，然后尽快和安全地把它们融化到所需的大量的水中。溶液流经一个约有120μm网眼的抖动筛。带着水的筛出物导入一个摇床，在那里从沙子中分离黄金和其它高密度微粒。筛子连同具有三个出口的沉淀容器可以固定，可以安装在货车或轮子上移动。根据矿床的形状和规模确定下一起始点和重新处理水塘的设置。具有三个出口的沉淀容器中的第三部分沉淀物，连同集中的大部分黄金可使用气或水的喷枪，或者传送链从容器底部取出，送往另外一个设备中去分选出黄金和其它高密度或大的物体，那些被扔掉的细微颗粒可以同时处理或另外加工。混合液如果加进泥浆之后，可再次过筛。设备说明：具有三个出口的沉淀容器由类似水管炉栅样的结构组成，根据图2，即一个小格子在由X、Y、和Z轴确定的三个直角平面的正交投影图，一般为二维平面，它由许多平行并列的几毫米厚的管子状的小格子组成。宽度约几厘米和高度为几分米，其主面对平面的倾角约60°和其在中间的面对平面有一半倾角约20°±10°。在容器中的小格子由其四个窄面是开放的，延其a和b两个平面或曲面的板材是封闭的。在零处，0是被分离物的入口处，1是分离后所得物的出口，2是次低点泥浆出口处，3是最高点清亮水的出口处。在靠着XY确定的平行面上的窄面及其延长面上形成有对称的许多小格子，它们具有相同的功能，除了在容器顶端封闭以外，其余部分也是开放的。分指数所指的面是倾斜的a和b面的投影角。

由于泥浆密度较低，从零(0)处流入的泥浆沿着由线4标出的a和b两个平面流下，当泥浆下沉到底部时，水面就上升到顶部。然后水在顶部上沿b面最大虚线向上移动，到达2与3的交界处，而后继续上升到3，从这里流出，与此同时，沉淀物落下到a板的底面，在a面上根据虚线移动，直到0与1交界处，然后从此下落直到通过区域1；y流出，除去一小部分难免随同沉淀物从1区流出外，没有沉淀的黏土与水一起从2区流出。

为了充分发挥功能，必须调节三个出口的流量。从出口1自由流出的沉淀物流入一个漏斗，在漏斗的下部有一个或几个出口，它们由能控制流量的喷枪或其他设备来调节。出口2流量最大。在第3和第2部分流出物之间的不同液面中有一个在任何情况下都要计量调节的部分。所以，当第3部分流出物液面最高时，其流量相对小，第2部分的流量就大。调节的目的在于要尽可能大量和直接重新利用第3部分的水。

一般来说格子是靠在一起的，所以，从图2XY轴确定的垂直平面来看，两个对称的格子拥有一个共同的交接面0/1，而2/3交接面是相对于沿2/3棱线平行于XY轴的另一平行面的两个对称的格子共有的。连续的a面和b面组成了两个一起的折叠板，没有明显棱线。但是每两个板间具有一致的圆柱体。也可以是正弦波形或其他波形的板。这样连续的折叠或波形的格子构成了沉淀器内水管炉栅样结构的主面之一。从Z轴看称之为其宽度。炉栅的另一面称之为其厚度。它是由大量的像a和b全部平行和等距离板组合成的，从X轴看，能有上百块的折叠或波形板。再一个炉栅的面，其高度，从图2来看，即板的折叠长度或在Y轴上的投影。

照此方式，依据平行于XY轴区域0排列成行。区域3也根据平行于插入的X轴，落在平行于XZ轴面的下部，区域1落在平行于X轴的XZ面的一线上和区域2也落在平行于X轴的XZ面的一线上，这也相当于在图3中观察，按透视法来看，图中最高面由那些3线所确定，次高面由那些0线所确定，最低面由那些1线所确定，次低面由那些2线所确定。

如果格子的分隔薄板是波形样的，到达3/2母线的波峰区的分离物将不知是落向两侧还是沿波峰继续下落而可能到达出口2。为了避免上述情况发生，在出口上方几厘米处，即连接所有波峰处，设置一个三角或角形状的部件，其厚度相当于以波峰面积母线间相同二等分的板间分隔区的40％，这也相当于在图4中观察，按透视法来看，图中的5，显示出具有三角或角形状的零件。有效的角度应该小于60°。图中箭头指出了能使沉淀出的微粒流流向出口1，离开出口2。

要使“炉栅”很好的运转，必需使分离的混合液在所有的格子中滞留的时间都是一样的，要做到这点，应该使每个格子的流入量和流出量相同，共同拥有3/2或0/1开放的格子，没有空格的时候。此外，在输入的混合液有凝絮粒的情况下，应该把混合液引入刚启动的摇动分配器中，为的是在格子中保持尽可能长的时间内既没有滗出也没有凝聚污泥(黏土或其他泥土)。

在图5中显示出许多分配管之一的横断面部分，分配管置于区域零0上面，是用于滗析混合液的输入区域。6是一个用于滗析混合液的分配管，7是用于流出混合液的一条沟或一排孔，8是一个用来减缓混合液流出速度的扩散器，这是因为如果混合液高速流向0区域将降低沉淀器的效率。混合液流到0区域的速度相当于在格子中下降速度的两倍。分配管底部的沟7非常窄，其作用是减少管内液体流动的压力。通过长度单位和格子获得同一流量，这是必需的。这些分配器也可分离从0区域流入沉淀器的浑浊的混合液，从区域3流出清亮或略浑浊的水。

图6显示在每个格子上带有1个或2个孔10的管道9的横断面部分。同样，这些孔非常小，可使所有格子中的流量相同。连接管子的长形零件11用来支撑所有格子确定的板的区域2上的横沟。

图7是一幅根据XY面切下的“炉栅”的侧视图，图中1，所示全部零件的代表数字都与其他图中的数字相同。从线3表示出的平面看是最高的，0是次高，1是最低和2是次低。折叠或波形的板体安在零件11的沟上。在区域3的最上部分，分配器和板材的支撑物可以是橡胶、塑料或其它材料制成。或者锁链。

图8是一幅“炉栅”的接收容器的侧视图，图中数字与到11的叙述部分的数字相同。12是调节清亮或略浑浊水面的溢流道，13是调节从格子区域2流到的集合管9的混合液面的一个出口，14是收集从一个或几个出口15连续或间断地排出的分离物的漏斗，漏斗中尽可能盛满分离物。

图9是一幅容量较小的同一接收容器的前视图，从图中分辨出一些混合液输入管道6，分散器8和泥浆液流出管道9，以及两个漏斗14和滗出物出口15。溢液管道12设在前脸或背后均可。

这个接受器可用钢筋混凝土、金属、塑料或其它材料制成。图中线段表示了相应内部的物体。根据当地条件可在地下、水下、地上或混合使用该设备。

这个沉淀器的一个优点是它有三个出口。如果没有清亮或较浑浊水出口3，那麽被分离出来的水不可避免地滞留在沉淀容器内而不得不从出口1和2流出，泥浆液就没有滗出分离物的时间了。另一个优点是依靠高度一致的运行，即要分离的混合液流入和流出每个格子都是相同的，最后也是最重要的优点，是四种流体既不会混合也不会交叉。

如同在图10中所见，从有三个出口沉淀容器T的第2出口流出的较清亮泥浆液通过管道9溢出并由出口13导引入与其并列的另一个有两个出口的沉淀容器，正如图10所示。因此，从出口13流出的大量液体通过类似6的分流器16被分流。进入有两个出口的沉淀容器D。在上述图10中，T表示有三个出口的沉淀容器；从沉淀容器D的出口17输出聚集的污泥和通过出口18输出清亮的水。

第二个沉淀容器中薄板的倾斜度可以小于60°，最低到10°，这样既能使澄清的水顺畅地升高，又能使聚集的污泥顺畅地沉到底部。为避免占用太多底部面积，又能使污泥到达倾斜度最低处，因此，最合适的水平倾斜度在45°到60°之间。

由于这第二个沉淀容器体积相对比较大，在作为固定设备时可用钢筋混凝土制造，埋入地下或半地下，在作为移动设备时可用金属或其它材料制造装在轮子上或车厢内，或浮在水面上。

第二个沉淀容器中的清水出口相同于有三个出口沉淀容器的清水出口，聚集的污泥的输出，可以通过泵、虹吸管或通过管道向上输送，或者由浮动在河上或湖上的沉淀容器直接排入河底或湖底。

先前提到有三个出口的沉淀容器，没有清水出口，但是，有利于澄清从水塘出来的或其他废水，然后回流入公共河道或通过管路重复利用。在此情况下，从上部输入未经处理的浑浊的泥浆水，当从最底处出口1排出沉淀物时，从次低部和管道9流出清亮水。

这种方式的优点是便于从上部输入，所有流体几乎平行流向底部，分离物与输入的水不会混合。使用这种方法时，板的高度相对不要太高，或加大其宽度，接近于有横流的普通沉淀容器的宽度，但除了保持流体少许不一致外，没有水和微粒的垂直运动。

Claims (6)

1.快速沉淀分离含在黏土、泥土和污泥中的黄金和其他物质微粒的方法和设备，其特征在于：含有微粒的材料与相当大量的水或其他适当的液体混合并稀释，正好形成一种悬浮液，该液体经过沉淀器内的弯曲板，以及在板之间的滞留时间内，使分离的微粒顺利地向下垂直移动；为了使低速沉淀的其他微粒与快速沉淀的微粒无阻碍和垂置移动同时完成。上述滞留时间将是相当短的，同样的特征还在于：具有弯曲板的沉淀器有三个不同的出口，一个用于被分离微粒，另一个用于比输入时含有更多低速沉淀的悬浮微粒的液体，第三个用于清亮或较浑浊的液体。

2.根据权利要求1所述的分离黄金微粒的方法和设备，其特征在于：具有三个出口的沉淀器由少许厚度的平行排列的格子构成。一般在由平行四边形形状的板材，或由板材的弯曲面，或由近似于平行四边形构成的混合形状确定的窄面上是开放的，在稍宽的面上也是开放的，其板材具有需要的倾斜度以便使需分离的微粒能够从平行四边形垂直次高度区域内的每个格子的低面上滑下；从需分离的悬浮液入口处到最低的垂直区域。从快速沉淀的微粒的出口处，倾斜度不是最斜的线；从最高的垂直区域流出清亮或稍许浑浊的水，从平行四边形次低的垂直区域流出比流入时更浑浊的液体，它带有最低速沉淀的大部分微粒。

3.根据权利要求1和2所述的分离黄金微粒的方法和设备，其特征在于：弯曲板的沉淀器的少许厚度的格子由一种适当材料的板材折叠一次或数次后的平面部分确定，或者由正弦波、波状或其他形状的板材的半波确，所以相应的垂直区域在切线上，其特征还在于：在次高垂直区切线之上分布着与其平行的水平或略微倾斜的管子；管子的上半部流动输入的混合液，管子下部母线上设有沟或孔，紧接往下设有相当长的成排的扩散器，它用于减低管子中流出的混合液的速度，减幅大约是板子间低处速度的1、2和3倍；在垂直次低区域之下输出最浑浊的液体。安装有水平管道，并有支撑倾斜板的作用；在板材和管子之间的每个小空间处打有一或二个孔，板下部的管道延伸向上方，直到离清亮或稍许浑浊水的出口处几厘米的地方，用于流出最浑浊的液体；这股浑浊液体可在接收容器的里边或外边进行分离；如果板是正弦曲线形状，在每个波峰上靠近次低出口垂直向上几毫米厚的地方，装有连在一起的三角形或角形的零件，其二等分线和相对母线把最清亮液体出口与最浑浊液体出口连在一起。

4.根据权利要求1、2和3所述的分离黄金微粒的方法和设备，其特征在于：一系列格子所需的板材组合体被存放在一个水平放置的矩形或棱柱形柜中；这个板材组合体按照权利要求2所要求的倾斜度倾斜的放在上述的柜中；板材组合体主体的垂直顶部配备一个附件，在这附件里装有进水管和扩散器，可调节一侧高度的排水管用于流出清亮或稍许浑浊的水；柜子底部用一个倒角锥形的漏斗封闭，在这里收集黄金微粒和其他的分离物，再陆续送出进行加工；使用板材组合体下部的集合管道输出其相同高度或更高高度不能超过清亮或稍许浑浊水的出水口的高度的最浑浊的液体。

5.  根据权利要求1、2、3和4所述的分离黄金微粒的方法和设备，其特征在于：从权利要求2描述的三个出口的沉淀器的格子的垂直次低部区域流出带有或没有凝絮粒的最浑浊的液体；另一个权利要求2、3和4里描述的没有垂直次低部区域出口的具有另外两个相同出口的沉淀器，在这里分离出来的清水从垂直最高部区域流出，聚集的还是流体的污泥，从底部流出。

6.  根据权利要求1、2、3和4所述的分离黄金微粒的方法和设备，其特征在于：从权利要求2描述的格子的垂直最高部区域流出的清的或稍许浑浊的水以及在权利要求5中描述的类似情况下的水，将被迅速澄清，这些液体带有或没有凝絮粒均可；这些液体送往另一个有类似三个出口沉淀器的相同结构的沉淀器中去澄清，这个沉淀器仅仅只有两个出口，没有最高出口，也没有在权利要求3中描述的输入管道和扩散器，在其垂直次低部区域和下部管道设有清水出口，沉淀物从下方漏斗输出。

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