RU2071831C1

RU2071831C1 - Method for mixtures separation

Info

Publication number: RU2071831C1
Authority: RU
Inventors: Павел Алексеевич Брагин
Original assignee: Павел Алексеевич Брагин
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: benefication of mineral resources, that is extraction of gold and platinum from gold placers. SUBSTANCE: method provides loading of material on screen, that makes arc-shape movement in liquid, its separation and separated products unloading. Movement of screen is exercised so, that each its point makes vibrations with amplitudes proportionally increasing in vertical and decreasing in horizontal planes depending upon distance of the point of screen to immovable point, around which screens are making swinging movements. EFFECT: increased effectiveness of gold extraction.

Description

Изобретение относится к способам обогащения полезных ископаемых, а именно к извлечению золота и платины из россыпных месторождений. The invention relates to methods for mineral processing, namely the extraction of gold and platinum from placer deposits.

Известен способ отсадки, включающий загрузку материала на колеблющееся решето и разделение его по плотности во время действия восходящих и нисходящих потоков воды, разгрузку продуктов разделения, при этом решето совершает симметричные колебания по дуге окружности, равной радиусу коленчатого рычага [1]
Недостаток способа низкая эффективность разделения материала по плотности, т.к. время свободного падения при симметричном цикле невелико, материал не успевает разделиться из-за большой стесненности материала. Кроме того, амплитуды колебаний решета в месте загрузки и разгрузки материала равны по величине, что снижает извлечение и производительность, т.к. нельзя интенсифицировать процесс, например частотой колебаний или увеличить разрыхленность постели.A known method of depositing, including loading the material into an oscillating sieve and dividing it by density during the action of ascending and descending flows of water, unloading the separation products, while the sieve performs symmetrical vibrations along an arc of a circle equal to the radius of the cranked arm [1]
The disadvantage of this method is the low efficiency of separation of material by density, because the free fall time with a symmetric cycle is small, the material does not have time to separate due to the large tightness of the material. In addition, the oscillation amplitudes of the sieve at the place of loading and unloading of the material are equal in magnitude, which reduces extraction and productivity, because you can not intensify the process, for example, with the frequency of oscillations or increase the looseness of the bed.

Известен способ отсадки с применением полигармонического асимметричного закона движения решета, что обеспечивает разгон решета по одному закону, а замедление по другому, т.е. привод в течение определенного промежутка времени сообщает решету постоянную скорость, благодаря чему отсадочная постель разрыхляется по всей толщине, после чего наступает интенсивное торможение. Это способствует интенсификации процесса [2]
Недостаток способа: не позволяет достичь высокой эффективности процесса разделения материалов по плотности из-за резкого торможения решета, и не обеспечивает повышенной производительности по той же причине, что и предыдущий аналог.There is a known method of jigging using the polyharmonic asymmetric law of motion of the sieve, which ensures acceleration of the sieve according to one law, and deceleration according to another, i.e. during a certain period of time, the drive informs the sieve of constant speed, due to which the jigging bed loosens over the entire thickness, after which intensive braking occurs. This contributes to the intensification of the process [2]
The disadvantage of this method: it does not allow to achieve high efficiency of the process of separation of materials by density due to the sharp braking of the sieve, and does not provide increased performance for the same reason as the previous analogue.

Известен способ разделения смесей, включающий загрузку материала на решето, совершающее дугообразное движение в жидкости, который реализуется в отсадочной машине с трехсекционным подвижным решетом и верхним приводом. Машина состоит из ванны с четырьмя камерами, подвижного короба с решетом, подвешенного на пружинных амортизаторах и приводного механизма. A known method of separating mixtures, including loading material onto a sieve, making an arcuate motion in a liquid, which is implemented in a jigging machine with a three-section movable sieve and top drive. The machine consists of a bathtub with four chambers, a movable box with a sieve, suspended on spring shock absorbers and a drive mechanism.

Решето приводится в действие от кривошипно-шатунного механизма, сообщающего решету дугообразное движение с горизонтальным перемещением в сторону загрузки руды при ходе решета вниз и подачей его вперед при подъеме вверх. Вследствие этого достигается одновременно разрыхление постели и продвижение отсаживаемого материала вдоль решета. Движению материала в сторону разгрузки хвостов способствует также небольшой уклон (около 5^o) короба и ступенчатое расположение секций решета.The sieve is driven by a crank mechanism, which informs the sieve in an arcuate motion with horizontal movement towards the loading of ore during the sieve down and feeding it forward when lifting up. As a result of this, loosening of the bed and promotion of the deposited material along the sieve are achieved simultaneously. The movement of the material in the direction of unloading the tails is also facilitated by a small slope (about 5 ^o ) of the box and the stepwise arrangement of the sieve sections.

Регулирование хода решета производится перестановкой плит с кривошипами на приводных дисках. The sieve is controlled by rearranging plates with cranks on the drive discs.

Тяжелый продукт разгружается через щели в решете, регулируемые козырьками при помощи маховичков. The heavy product is unloaded through slots in the sieve, adjustable by the visors using the handwheels.

Выгрузка подрешетных продуктов и хвостов производится ковшовыми обезвоживающими элеваторами [3, прототип]
Недостаток способа реализуемого в прототипе, заключается в низкой эффективности разделения материалов по плотности и крупности из-за плоскопараллельного перемещения решета, т.к. время свободного падения частиц материала при симметричном цикле невелико, материал не успевает разделиться из-за большой стесненности его; амплитуды колебаний решета в месте загрузки и разгрузки материала равны по величине, что снижает не только эффективность разделения, но и производительность, т.к. нельзя интенсифицировать процесс или увеличить разрыхленность постели частотой колебаний.Unloading of undergrate products and tails is carried out by bucket dehydrating elevators [3, prototype]
The disadvantage of the method implemented in the prototype is the low efficiency of the separation of materials by density and particle size due to plane-parallel movement of the sieve, because the time of free fall of the particles of the material with a symmetric cycle is small, the material does not have time to separate due to its great tightness; the oscillation amplitudes of the sieve at the place of loading and unloading of the material are equal in magnitude, which reduces not only the separation efficiency, but also productivity, because you can not intensify the process or increase the looseness of the bed with a frequency of oscillations.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения минеральных смесей. The aim of the invention is to increase the efficiency of the process of separation of mineral mixtures.

Цель достигается тем, что колебательное движение решета осуществляют таким образом, что каждая его точка совершает колебания с амплитудами, пропорционально увеличивающимися в вертикальной и уменьшающимися в горизонтальной плоскостях в зависимости от расстояния этой точки решета до неподвижной точки, вокруг которой совершают качательные движения решета. The goal is achieved in that the oscillatory movement of the sieve is carried out in such a way that each of its points oscillates with amplitudes proportionally increasing in the vertical and decreasing in the horizontal planes depending on the distance of this point of the sieve to the fixed point around which the sieve moves.

Сущность способа разделения минеральных смесей заключается в том, что колебательное движение решета в водной среде с находящимся на нем материалом осуществляют с амплитудами, величины которых изменяются от места загрузки материала в сторону его движения при постоянных параметрах возбудителя колебаний (или с амплитудами, величины которых изменяются по длине рабочего органа). The essence of the method of separation of mineral mixtures lies in the fact that the oscillatory movement of the sieve in an aqueous medium with the material on it is carried out with amplitudes whose values vary from the place of loading of the material in the direction of its movement with constant parameters of the pathogen (or with amplitudes whose values vary according to the length of the working body).

Механизм разделения материала на решете, погруженном в водную среду, может быть представлен следующим образом. The mechanism of separation of the material on a sieve immersed in an aqueous medium can be represented as follows.

При обогащении сыпучих материалов (минерального сырья) по предложенному способу в пульсирующей жидкой среде разделение материала на легкие и тяжелые фракции происходит главным образом за счет воздействия вертикальных и горизонтальных составляющих скорости потока, которые зависят от амплитуд колебания решета. In the enrichment of bulk materials (mineral raw materials) according to the proposed method in a pulsating liquid medium, the separation of the material into light and heavy fractions occurs mainly due to the influence of vertical and horizontal components of the flow velocity, which depend on the amplitude of the sieve.

В начале решета горизонтальная амплитуда имеет максимальное значение и уменьшается по мере продвижения материала, а вертикальная минимальное и возрастает в направлении движения материала. Материал, поступивший в первые ячейки трафарета, получает максимальные знакопеременные горизонтальные перемещения в пределах ячейки и незначительные в вертикальной плоскости, что способствует быстрому проникновению мелких и тяжелых фракций к плоскости решета. Мелкие легкие и тяжелые фракции выпадают в подрешетный продукт, а крупные тяжелые оседают в ячейках трафарета. Поскольку амплитуда колебания решета в вертикальной плоскости мала, то частицы большей плотности взвешиваются на меньшую высоту чем легкие, вытесняя их в верхние слои. At the beginning of the sieve, the horizontal amplitude has a maximum value and decreases as the material moves, and the vertical minimum increases in the direction of movement of the material. The material received in the first cells of the stencil receives the maximum alternating horizontal displacements within the cell and insignificant in the vertical plane, which contributes to the rapid penetration of small and heavy fractions to the sieve plane. Small light and heavy fractions fall into the sublattice product, and large heavy fractions settle in the stencil cells. Since the amplitude of the sieve vibrations in the vertical plane is small, particles of higher density are weighed to a lower height than light ones, forcing them into the upper layers.

По мере продвижения материала толщина его слоя уменьшается за счет просеивания мелких легких и тяжелых фракций, что благоприятствует просеиванию мелких и оседанию тяжелых полезных компонентов. As the material advances, the thickness of its layer decreases due to the sieving of small light and heavy fractions, which favors the sieving of small and sedimentation of heavy useful components.

На фиг. 1 показана схема устройства отсадочной машины, на которой может быть реализован способ, при этом она может быть модульной; на фиг.2 показана схема устройства отсадочной машины с одним решетом и показаны параметры для реализации способа. In FIG. 1 shows a diagram of a jigging machine on which the method can be implemented, while it can be modular; figure 2 shows a diagram of the device jigging machine with one sieve and shows the parameters for implementing the method.

Машина (фиг.1) включает раму 1, камеру 2 и 3, стойку 4, к которой на шарнире 5 закреплено коромысло 6, имеющее плечи 7 и 8 (плечо 8 и камера 3 съемные). The machine (Fig. 1) includes a frame 1, a chamber 2 and 3, a rack 4, to which a beam 6 is mounted on a hinge 5, having shoulders 7 and 8 (shoulder 8 and chamber 3 are removable).

К коромыслам 7 и 8 прикреплены подвесками 9 коробы 10 и 11 в которых установлены решета 12 и 13 с порожками 14 и 15. Шарнир 16 с помощью рычага 17, шатуна 18 соединен с приводом 19. Правое съемное коромысло 8 снабжено разъемными фланцами 20 скрепленных болтами 21, при этом камера 3 также съемная и прикреплена к стойке 4 болтами 22. Suspension brackets 9 of the box 10 and 11 are attached to the rocker arms 7 and 8, in which sieves 12 and 13 with sills 14 and 15 are installed. The hinge 16 is connected with the drive 19 using the lever 17, the connecting rod 18, and the right removable rocker arm 8 is provided with detachable flanges 20 fastened by bolts 21 , while the camera 3 is also removable and attached to the rack 4 by bolts 22.

По желанию эксплуатационников двухкамерная машина (фиг.1) может быть преобразована в однокамерную (фиг.2), где показано цифрой 20 обозначение контргрузов, т.е. балансиров. At the request of the operators, the two-chamber machine (Fig. 1) can be converted into a single-chamber machine (Fig. 2), where the designation of counterloads is shown by the number 20, i.e. balancers.

Процесс отсадки осуществляется следующим образом (см.фиг.2). The jigging process is as follows (see figure 2).

Включается привод 19, от которого через шатун 18 приводится в движение коромысло 17. На решето 12 подается исходный материал. При движении коромысла решето поднимается и опускается. За счет пульсаций воды на решете происходит расслоение материала. Мелкие частицы проходят через решето, легкие крупные частицы за счет активного взвешивания и транспортирующей способности решета, уходят за пределы камеры. Крупные тяжелые частицы золота остаются на нижней части решета 12. The drive 19 is turned on, from which the beam 17 is driven through the connecting rod 18. The source material is fed to the sieve 12. When the rocker moves, the sieve rises and falls. Due to the pulsations of water on the sieve, the material is stratified. Small particles pass through the sieve, light large particles due to active weighing and the transporting ability of the sieve, go outside the chamber. Large heavy particles of gold remain on the bottom of the sieve 12.

При наличии порожков 14 самородки золота не могут их преодолеть из-за того, что при колебаниях решета 12 в воде высота их (частичек) взвешивания меньше, чем пустых пород, а скорость и ускорения падения больше. Поэтому пустые породы за счет более активного взвешивания переходят через порожки 14 и, обезвоживаясь, транспортируются за пределы гидрокамеры 2, а золотины остаются в задней части решета 12. In the presence of sills 14, gold nuggets cannot overcome them due to the fact that, when the sieve 12 is oscillating in water, their (particles) weighing height is less than that of empty rocks, and the speed and acceleration of falling are greater. Therefore, waste rocks, due to more active weighing, pass through the sills 14 and, being dehydrated, are transported outside the chamber 2, and the gold remains in the back of the sieve 12.

При снятии порожков 14 машина работает как грохот, при этом осуществляет дезинтеграцию и классификацию материала с последующим обезвоживанием надрешетного материала. When removing the sills 14, the machine operates as a screen, while disintegrating and classifying the material, followed by dewatering of the oversize material.

Сущность способа заключается в следующем (см.фиг.2). Любая точка решета 12 движется по радиусу. На фиг.2 пунктиром показаны четыре такие точки, но чтобы не загрязнять чертеж не обозначены, и соответствующие этим точкам радиусы r₁, r₂,r₃ и r₄. Из рисунка видно, что координата любой точки определяется как sinα=a/r, cosα=b/r, tgα=a/b где а расстояние до точки решета по вертикали; b расстояние до точки решета по горизонтали.The essence of the method is as follows (see figure 2). Any point of the sieve 12 moves along the radius. In figure 2, the dotted line shows four such points, but in order not to contaminate the drawing, they are not indicated, and the radii r ₁ , r ₂ , r ₃ and r ₄ corresponding to these points. It can be seen from the figure that the coordinate of any point is defined as sinα = a / r, cosα = b / r, tgα = a / b where a is the vertical distance to the sieve point; b horizontal distance to the sieve point.

Из фиг. 2 также видно, что каждая точка решета движется по окружности своего радиуса. Поскольку радиусы от начала решета до его конца увеличиваются, изменяется и угол α наклона радиусов, т.е. угол между радиусом и коромыслом, а угол g колебания коромысла величина постоянная, то с увеличением радиуса увеличивается длина дуги и, как следствие, увеличивается вертикальная и уменьшается горизонтальная амплитуда (составляющие амплитуды колебания) колебания решета хотя угол колебания коромысла не меняется. From FIG. 2 also shows that each point of the sieve moves around the circumference of its radius. Since the radii from the beginning of the sieve to its end increase, the angle α of the inclination of the radii also changes, i.e. the angle between the radius and the beam, and the angle g of the rocker arm oscillation is constant, then with increasing radius the arc length increases and, as a result, the vertical and horizontal amplitude (components of the vibration amplitude) of the sieve oscillations decrease, although the angle of the rocker arm does not change.

Увеличивая вертикальные и уменьшая горизонтальные амплитуды в направлении движения материала, мы обеспечиваем:
лучшую разрыхляемость слоя материала и, как следствие, разделение по плотности и крупности;
уменьшение толщины слоя по мере продвижения материала к месту разгрузки, что позволяет уменьшить габариты машин, снизить металлоемкость и энергоемкость;
лучшее проникновение мелких и тяжелых частиц к поверхности решета, за счет увеличения разрыхляемости постели по мере продвижения материала вперед, что повышает эффективность грохочения и извлечение надрешетного золота, т.к. отсеявшийся материал не служит помехой в разделении, а способствует увеличению разрыхляемости постели материала на решете, что также способствует извлечению полезного компонента.By increasing vertical and decreasing horizontal amplitudes in the direction of movement of the material, we provide:
better loosening of the material layer and, as a result, separation by density and size;
reduction of the layer thickness as the material moves to the unloading place, which allows to reduce the dimensions of the machines, reduce metal consumption and energy intensity;
better penetration of small and heavy particles to the surface of the sieve, by increasing the loosening of the bed as the material moves forward, which increases the efficiency of screening and the extraction of over-sizing gold, because the eliminated material does not interfere with separation, but rather increases the loosening of the bed of material on the sieve, which also helps to extract the useful component.

В целом предложенный способ позволяет, при правильно выбранном технологическом режиме обогащения, извлекать золото из надрешетного продукта в полном объеме, т.е. 100%
Поясним вышесказанное на конкретном примере.In general, the proposed method allows, with a correctly selected technological mode of enrichment, to extract gold from the oversize product in full, i.e. one hundred%
Let us explain the above with a specific example.

Проанализируем движение решета согласно фиг.2 первичных материалов заявки. Произведем замеры рисунка с помощью линейки и транспортира, предполагая что масштаб равен 1:1, получим: α₁=72^°; α₂=47^°; α₃=35^°; α₄=16,5^°;; r₁ 45; r₂ 56; r₃ 71 и r₄ 98 мм.We analyze the movement of the sieve according to figure 2 of the primary materials of the application. We make measurements of the drawing using a ruler and a protractor, assuming that the scale is 1: 1, we get: α ₁ = 72 ^° ; α ₂ = 47 ^° ; α ₃ = 35 ^° ; α ₄ = 16.5 ^° ;; r ₁ 45; r ₂ 56; r ₃ 71 and r ₄ 98 mm.

Подставляя эти данные (принимаем γ=4^°) в формуле (10 и 11) для вертикального и горизонтального размаха колебаний решета, получим:
размах по вертикали

H₂ 2,66 мм; H₃ 4,06 мм; H₄ 6,56 мм,
размах по горизонтали

H₂ 2,85 мм; H₃ 2,5 мм; H₄ 1,94 мм.Substituting these data (we take γ = 4 ^° ) in the formula (10 and 11) for the vertical and horizontal range of sieve vibrations, we obtain:
vertical span

H ₂ 2.66 mm; H ₃ 4.06 mm; H ₄ 6.56 mm
horizontal span

H ₂ 2.85 mm; H ₃ 2.5 mm; H ₄ 1.94 mm.

Амплитуды равны соответствующим полуразмахам, т.е. The amplitudes are equal to the corresponding half-spans, i.e.

Из приведенного примера видно, что вертикальные амплитуды возрастают, а горизонтальные убывают.

It can be seen from the above example that the vertical amplitudes increase and the horizontal ones decrease.

Следовательно, то же самое произойдет со скоростями, ускорениями и вибрационными силами. Поэтому термин неоднородные вибрационные силовые поля, т. е. вибрационные поля, или неоднородные вибрационные силовые поля не изменяет сущности изобретения, наоборот подтверждает сущность изобретения, а именно:
по вертикали:
амплитуда А_у1 H_у1:2, мм
скорость v_y1=ωA_y1, м/c
ускорение ω_y1=ω²/A_y1, м/c²
вибрационная сила mω²A_y1
Отсюда заключаем, что в формулу изобретения практически на равных могут быть включены любой кинематический параметр: амплитуда, скорость, ускорение или динамический вибрационная сила.Therefore, the same thing will happen with speeds, accelerations and vibrational forces. Therefore, the term inhomogeneous vibrational force fields, i.e., vibrational fields, or inhomogeneous vibrational force fields does not change the essence of the invention, on the contrary it confirms the essence of the invention, namely:
vertically:
amplitude A _y1 H _y1 : 2, mm
velocity v _y1 = ωA _y1 , m / s
acceleration ω _y1 = ω ² / A _y1 , m / s ²
vibration force mω ² A _y1
Hence we conclude that in the claims almost any kinematic parameter can be included on an equal footing: amplitude, speed, acceleration or dynamic vibrational force.

Проведенные нами испытания промышленного образца (в настоящее время внедрен в промышленность, работает с 1992 г.) в производственных условиях по извлечению самородного золота, подтвердили эффективность предложенного способа, извлечение золота крупностью + 4 мм составило 100%
Предложенный способ является новым, так как не известен из уровня техники; имеет изобретательский уровень, так как он явным образом не следует из уровня техники; является промышленно применимым, так как уже использовался и используется в промышленности.Our tests of an industrial design (currently introduced in the industry, operating since 1992) under production conditions for the extraction of native gold, confirmed the effectiveness of the proposed method, the extraction of gold with a grain size of + 4 mm was 100%
The proposed method is new, as it is not known from the prior art; has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art; It is industrially applicable, as it has already been used and is used in industry.

Claims

A method for separating mixtures, including loading material onto a sieve, making an arcuate motion in a liquid, separating it and unloading separation products, characterized in that the sieve is moved so that each point of it oscillates with amplitudes proportionally increasing in the vertical and decreasing in the horizontal planes depending on the distance of this sieve point to a fixed point around which the sieve is swinging.