RU2102162C1

RU2102162C1 - Method for sorting lumpy gold-containing ores

Info

Publication number: RU2102162C1
Application number: RU96110652A
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Канцель; Борис Михайлович Сельцов; Юрий Алексеевич Голубев; Владимир Викторович Канцель; Сергей Александрович МАЗУРКЕВИЧ; Николай Иванович Кучерский; Евгений Александрович Толстов; Александр Петрович Мазуркевич; Сергей Борисович Иноземцев; Владимир Антонович Щепетков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Интегра"
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: mining concentration industry. SUBSTANCE: it can be used for preliminary concentration and separation of ores containing gold-carrying lumpy components. According to method, sorting of lumps of rock mass is effected according to thermophysical characteristics of surface. For this purpose, lumps are subjected to radiation, response is recorded and lumps are directed according to their response. Super-high frequency radiation is effected with power capacity sufficient for ore lumps to acquire difference of temperature in relation to initial temperature. Recorded as parameters of response is changing of average temperature of lump surface and value indicating nonuniformity of heating lumps on termination of treatment. Dose of radiation, temperature characteristics and values of nonuniformity of lump heating are determined by experiments. EFFECT: high efficiency. 3 cl

Description

Изобретение относится к горно-обогатительной промышленности и может быть использовано для предконцентрации и сепарации руд по содержанию в них полезных компонентов, преимущественно для покусковой сепарации золотосодержащих пород. The invention relates to the mining and processing industry and can be used for preconcentration and separation of ores according to the content of useful components in them, mainly for piecewise separation of gold-bearing rocks.

Известны различные методы сортировки кусковых материалов в горно-обогатительной промышленности, основанные на регистрации отраженного или прошедшего через них излучения, в частности, в инфракрасном диапазоне длин волн. Для этого создают условия для покусочной подачи материалов в зону измерений, регистрируют долю отраженного или прошедшего излучения, и исходя из предварительно определенных тарировочных характеристик, проводят разделение материалов. Так, в изобретении [1] таким путем предложено сортировать руду, содержащую фосфаты, и дифференцировать их от кварцитов. There are various methods for sorting bulk materials in the mining and processing industry, based on the registration of reflected or transmitted radiation through them, in particular, in the infrared wavelength range. For this, conditions are created for piecewise supply of materials to the measurement zone, the fraction of reflected or transmitted radiation is recorded, and based on predefined calibration characteristics, materials are separated. So, in the invention [1] in this way it was proposed to sort the ore containing phosphates, and to differentiate them from quartzites.

Известны также методы сортировки кусковых материалов, преимущественно угля, основанные на нагревании его кусков бесконтактным путем в электромагнитном поле и сепарации по результатам измерения температуры. Электромагнитное поле осуществляет, в частности, подсушивание кусков угля, что улучшает их сортировку по зольности [2]
Аналогичным образом действует сортировочное устройство, основанное на различии теплофизических характеристик разделяемых кусковых материалов и предметов [3] Кроме того, как следует из описания этого патента, в изобретении осуществляется регулирование температуры нагрева "черного тела", что придает дополнительную селективность контролю, однако оба упомянутых метода не раскрывают критериев, по которым возможно было бы сортировать золотосодержащие руды.Methods are also known for sorting lump materials, mainly coal, based on heating its lumps in a non-contact way in an electromagnetic field and separation based on temperature measurements. The electromagnetic field, in particular, carries out the drying of pieces of coal, which improves their sorting by ash [2]
A sorting device operates in a similar way, based on the difference in the thermophysical characteristics of the separated lump materials and objects [3]. In addition, as follows from the description of this patent, the invention regulates the heating temperature of the "black body", which gives additional selectivity to control, however, both of these methods do not disclose criteria by which it would be possible to sort gold-bearing ores.

Однако сортировка именно золотосодержащих руд коренных месторождений вызывает особую проблему. Ввиду крайней ограниченности содержания золота (оно колеблется в пределах нескольких грамм на тонну горной массы) не следует ожидать эффективности в промышленных условиях от известных средств сортировки [4]
Наиболее близким к изобретению по назначению, технической сущности и достигаемому результату является способ [5] предназначенный для сортировки штуфов золотоносной породы активационным методом, что предусматривает облучение штуфов нейтронами и регистрацию возбужденного частицами золота гамма излучения. Однако использование данного метода, как и других ядерно-физических методов обогащения полезных ископаемых, сопряжено со сложностью измерений, а кроме того, с недостаточной производительностью.However, the sorting of gold-bearing ores of primary deposits is a particular problem. Due to the extremely limited gold content (it varies within a few grams per tonne of rock mass), one should not expect effectiveness in industrial conditions from known sorting agents [4]
Closest to the invention in purpose, technical nature and the achieved result is a method [5] intended for sorting gold ore ore by the activation method, which involves irradiation of ore ore with neutrons and registration of gamma radiation excited by gold particles. However, the use of this method, as well as other nuclear-physical methods of mineral processing, is associated with the complexity of measurements, and in addition, with insufficient productivity.

Цель изобретения обеспечение возможности сортировки штуфов золотосодержащей горной массы по теплофизическим характеристикам поверхности. Техническим результатом изобретения является установление критериев, по которым возможно дифференцировать золотосодержащую руду по классам содержания золота и пустую породу. The purpose of the invention is the provision of the ability to sort ore of gold-bearing rock mass according to the thermophysical characteristics of the surface. The technical result of the invention is the establishment of criteria by which it is possible to differentiate gold-containing ore according to the classes of gold content and waste rock.

Цель достигается тем, что способ сортировки штуфов золотосодержащих, преимущественно золотосульфидных руд, включает воздействие на них излучением, регистрацию отклика и адресацию штуфов в соответствии с результатами отклика. Воздействие осуществляют электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона длин волн (СВЧ-излучение) с мощностью, достаточной для приобретения штуфами различия в температуре по отношению к исходной. В качестве параметров отклика фиксируют изменение средней температуры поверхности штуфов и значение показателя неоднородности их нагрева непосредственно после прекращения воздействия, при этом дозу воздействия, характеристические температуры и значения показателя неоднородности нагрева штуфов определяют опытным путем. The goal is achieved in that the method of sorting gold ore, mainly gold sulfide ore, includes exposure to radiation, recording the response and addressing the ore in accordance with the response results. The exposure is carried out by electromagnetic radiation of the microwave range of wavelengths (microwave radiation) with a power sufficient to allow the ore to acquire differences in temperature relative to the original. As response parameters, a change is recorded in the average temperature of the surface of the ore and the value of the indicator of heterogeneity of their heating immediately after the termination of exposure, while the dose of exposure, characteristic temperatures and values of the indicator of heterogeneity of heating of the ore are determined experimentally.

Способ может характеризоваться тем, что значение показателя неоднородности нагрева определяют как величину дисперсии распределения температуры по поверхности штуфов. The method may be characterized in that the value of the indicator of the heterogeneity of the heating is determined as the dispersion value of the temperature distribution over the surface of the ore.

Воздействие может быть осуществлено в процессе транспортирования штуфов через зону электромагнитного излучения, при этом дозу воздействия регулируют изменением скорости транспортирования. Регистрацию температуры поверхности транспортируемых штуфов возможно проводить со стороны, открытой к источнику электромагнитного излучения. The impact can be carried out in the process of transporting the ore through the zone of electromagnetic radiation, while the dose of exposure is regulated by changing the speed of transportation. It is possible to record the surface temperature of transported ore from the side open to the source of electromagnetic radiation.

В основу изобретения положены результаты экспериментальных исследований, показавших возможность сортировки горной массы золотосульфидных месторождений штокверкового типа, в которых, как известно, содержится около 80% основных окислов кварца и глинозема, 0,3-3% сульфидов (пирит, арсенопирит, халькопирит и др.), а также ряд других минералов. На месторождениях данного типа в сульфидах содержится до 80-90% всего золота, а сами сульфиды приурочены к кварцевым жилам и прожилкам с крупно- и среднезернистым кварцем. При этом в промышленное обогащение попадают руды с содержанием золота 2-5 г/т (Хабиров В. В. и др. Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья. М. Недра, 1994, с. 10-12, 36 и 66). Поскольку сульфиды характеризуются полупроводниковыми свойствами и размещаются крайне неупорядоченно во вмещающей породе, они и определяют, в основном, локальные области поглощения СВЧ энергии и соответственно нагрева породы. Наряду с этим степень разогрева тем выше, чем выше уровень межповерхностной поляризации, вызванной движением свободных носителей заряда на "дефектных" участках пониженной проводимости: межкристаллитных прослойках, микротрещинах, флуктуациях химического состава. Если принять, что плотность "дефектных" участков во всех штуфах одинакова, то различия в их разогреве будут зависеть от содержания сульфидов. Кроме того, учитывая неоднородность распределения сульфидов в штуфах, можно ожидать, что штуфы, содержащие большее количество сульфидов, будут отличаться высокой степенью неоднородности нагрева. Выше указывалось, что сульфиды являются минералами концентраторами золота. Учитывая это обстоятельство, следует ожидать, что золотосодержащие штуфы при одинаковой дозе воздействия СВЧ энергией будут разогреваться сильнее, чем "пустые", и степень неоднородности их нагрева будет более высокой. В этом и состоит основная идея патентуемого способа. The invention is based on the results of experimental studies that have shown the possibility of sorting the rock mass of gold-sulfide deposits of the stockwork type, which, as you know, contain about 80% of the main oxides of quartz and alumina, 0.3-3% of sulfides (pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite, etc. ), as well as a number of other minerals. Sulfides contain up to 80-90% of all gold in deposits of this type, and the sulfides themselves are confined to quartz veins and veins with coarse and medium-grained quartz. At the same time, ores with a gold content of 2-5 g / t fall into industrial enrichment (V. Khabirov et al. Progressive technologies for the extraction and processing of gold-bearing raw materials. M. Nedra, 1994, pp. 10-12, 36 and 66). Since sulfides are characterized by semiconductor properties and are located extremely disordered in the host rock, they mainly determine local regions of microwave energy absorption and, accordingly, rock heating. Along with this, the degree of heating is the higher, the higher the level of inter-surface polarization caused by the movement of free charge carriers in the “defective” areas of reduced conductivity: intergranular interlayers, microcracks, fluctuations in chemical composition. If we assume that the density of the “defective” areas in all the ores is the same, then the differences in their heating will depend on the sulfide content. In addition, given the heterogeneous distribution of sulfides in the ore, it can be expected that ore containing more sulfides will have a high degree of heating heterogeneity. It was indicated above that sulfides are minerals of gold concentrators. Given this circumstance, it should be expected that gold-bearing ore at the same dose of microwave energy will be heated more than "empty", and the degree of heterogeneity of their heating will be higher. This is the main idea of the patented method.

Естественно, что неоднородность должна регистрироваться непосредственно после воздействия СВЧ-энергией, чтобы на результаты измерений не оказывало влияние усреднение температуры по объему штуфов вследствие теплопроводности. Кроме того, следует учитывать, что аномалии распределения температурного поля по поверхности могут определяться как упомянутой неоднородностью разогрева самого образца, обусловленного его структурой, так и неоднородностью поля источника излучения. В любом случае с течением времени аномалии изменяются не только по величине, но и по форме. В силу этого существенное значение при тепловом методе приобретает однородность нагрева (Авт. свид. СССР N 1712852, 1992) и (по возможности) обеспечение его быстрого темпа. Naturally, the inhomogeneity should be recorded immediately after exposure to microwave energy, so that the measurement results are not affected by the averaging of temperature over the volume of pieces due to thermal conductivity. In addition, it should be borne in mind that the anomalies in the distribution of the temperature field over the surface can be determined by the aforementioned inhomogeneity of heating of the sample itself, due to its structure, and the inhomogeneity of the field of the radiation source. In any case, over time, the anomalies change not only in size, but also in shape. Because of this, the uniformity of heating (Auth. Certificate. USSR N 1712852, 1992) and (if possible) ensuring its fast pace is of great importance in the thermal method.

Известность механизма взаимодействия электромагнитных полей сверхвысоких частот с реальными диэлектриками с дефектами (см. например, Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1984, с. 178-179), а именно таковыми являются золотосодержащие сланцы коренных месторождений, не дает оснований считать, что в изобретении достигаемый технический результат очевидным образом следует из уровня техники. Аналогичный вывод можно сделать относительно упомянутых патентов и других аналогичных, в которых присутствуют операции нагрева СВЧ излучением сортируемых тел и регистрации изменения температуры предметов, но полностью отсутствуют какие-либо критерии отнесения горных пород сложного состава, содержащих сульфиды, к золотосодержащим. Новизна зависимости "отличительные признаки технический результат" предполагает, что изобретение удовлетворяет условию изобретательского уровня. The popularity of the mechanism of interaction of electromagnetic fields of microwave frequencies with real dielectrics with defects (see, for example, the Physical Encyclopedic Dictionary. M. Sovetskaya Encyclopedia, 1984, pp. 178-179), namely, gold-bearing shales of primary deposits does not give reason to believe that In the invention, the technical result achieved obviously follows from the prior art. A similar conclusion can be made regarding the mentioned patents and other similar ones, in which there are operations of heating microwave radiation of sorted bodies and recording temperature changes of objects, but there are no criteria for classifying sulfides of complex composition as gold-containing. The novelty of the dependency "distinctive features technical result" suggests that the invention meets the condition of an inventive step.

Пример. Проводилась сортировка образцов золотосульфидных руд. Образцы нагревались в СВЧ печи (2750 МГц, максимальная мощность 800 Вт) при различных значениях мощности и времени выдержки, определяющих дозу поглощенной СВЧ энергии. Непосредственно после окончания нагрева регистрировалось распределение температуры по поверхности образцов с помощью тепловизора. Использовался тепловизионный измерительный комплекс "ИРТИС-200". Спектральный диапазон фотоприемника 3-5 мкм, время формирования кадра 2 сек, чувствительность на кадр при 30^oС 0,05^oС, динамический диапазон (-20) (+200)^oС, точность 1-2% в зависимости от перепада температур по кадру, но не хуже 2^oС. Определялись значение средней температуры t_ср поверхности и показатель дисперсии D как

где N число точек измерения;
t_i температура в i-oй точке образца;
t_ср средняя температура.Example. Samples of gold sulfide ores were sorted. The samples were heated in a microwave oven (2750 MHz, maximum power 800 W) at various power and exposure times that determine the dose of absorbed microwave energy. Immediately after the heating was completed, the temperature distribution over the surface of the samples was recorded using a thermal imager. The thermal imaging measuring complex "IRTIS-200" was used. The spectral range of the photodetector is 3-5 μm, the formation time of the frame is 2 seconds, the sensitivity per frame at 30 ^° С is 0.05 ^° С, the dynamic range is (-20) (+200) ^° С, the accuracy is 1-2% depending on the temperature difference over the frame, but not worse than 2 ^o C. The average temperature t _{cf of the} surface and the dispersion index D were determined as

where N is the number of measurement points;
t _i temperature at the i-th point of the sample;
t _cf average temperature.

По калиброванным независимым активационным методом образцам определены характеристические температуры отнесения штуфов к обогащенной и обедненной золотом фракциям и соответствующие им дозы воздействия СВЧ излучением. Например, по результатам экспериментов и статистической обработки полученных значений показана принципиальная возможность сортировки штуфов при воздействии СВЧ-излучением с плотностью мощности около 20 Вт/дм³ в течение 2 мин. Так, для значений характеристической температуры около 40^oС удалось рассортировать штуфы на бедные (нерудные) и на золотосодержащие с содержанием золота 3-8 г/т. При этом для штуфов обогащенной фракции характеристическая температура и показатель дисперсии имеют повышенные значения, а для штуфов обедненной фракции пониженные. Установленная связь дает возможность рассортировать также как бедную, так и богатую фракции на соответствующие промежуточные по содержанию фракции. Патентуемый способ принципиально не изменится, если одновременно нагревать некоторое количество (порцию) камней, регистрировать распределение температуры по их поверхности, а сортировку осуществлять соответственно для все порции сразу.Using the calibrated independent activation method, the samples were used to determine the characteristic temperatures for referring ore to enriched and gold-depleted fractions and the corresponding doses of exposure to microwave radiation. For example, according to the results of experiments and statistical processing of the obtained values, it was shown that it is possible in principle to sort ore under the influence of microwave radiation with a power density of about 20 W / dm ³ for 2 minutes. So, for values of the characteristic temperature of about 40 ^o C managed to sort ore into poor (nonmetallic) and gold-bearing with a gold content of 3-8 g / t. At the same time, for the ores of the enriched fraction, the characteristic temperature and the dispersion index have increased values, and for the ores of the depleted fraction lower. The established connection makes it possible to sort both poor and rich fractions into corresponding intermediate fractions in terms of content. The patented method will not fundamentally change if you simultaneously heat a certain amount (portion) of stones, record the temperature distribution over their surface, and sort accordingly for all portions at once.

Осуществление способа возможно с использованием конструктивных схем, аналогичным описанием, снабженных транспортерными лентами для сортируемого материала и СВЧ излучателями проходного типа. В этом случае удобно регистрировать указанные теплофизические характеристики штуфов со стороны, открытой к источнику излучения. Если штуфы нагревать в свободном падении через источник СВЧ излучения, то в этом случае средства для регистрации теплофизических характеристик могут быть размещены в поперечном направлении. Во всех случаях целесообразно использовать компьютерную обработку информации о температуре образцов горной массы. The implementation of the method is possible using structural schemes, a similar description, equipped with conveyor belts for the sorted material and microwave emitters of the passage type. In this case, it is convenient to record the indicated thermophysical characteristics of the ore from the side open to the radiation source. If the ore is heated in free fall through a microwave radiation source, then in this case, means for recording the thermophysical characteristics can be placed in the transverse direction. In all cases, it is advisable to use computer processing of information about the temperature of rock samples.

Claims

1. A method of sorting gold ore, mainly gold sulfide ore, including irradiating the ore, recording the response and addressing the ore in accordance with the response results, characterized in that the exposure is effected by electromagnetic radiation of the microwave range of wavelengths with a power sufficient for the ore to acquire a temperature difference in relation to the initial one, and as the response parameters, the change in the average temperature of the surface of the ore and the value of the indicator n heterogeneities of their heating immediately after the termination of exposure, while the dose of exposure, characteristic temperatures and values of the heterogeneity index of the heating of the ore are determined empirically.

2. The method according to p. 1, characterized in that the value of the indicator of heterogeneity of heating is determined as the dispersion value of the temperature distribution over the surface of the ore.

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the effect is carried out in the process of transporting the ore through the zone of electromagnetic radiation, while the dose of exposure is regulated by changing the speed of transportation.

4. The method according to any one of paragraphs. 1 3, characterized in that the registration of the surface temperature of the transported ore is carried out from the side open to the source of electromagnetic radiation.