RU2139142C1 - Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы - Google Patents

Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы Download PDF

Info

Publication number
RU2139142C1
RU2139142C1 RU99106735/03A RU99106735A RU2139142C1 RU 2139142 C1 RU2139142 C1 RU 2139142C1 RU 99106735/03 A RU99106735/03 A RU 99106735/03A RU 99106735 A RU99106735 A RU 99106735A RU 2139142 C1 RU2139142 C1 RU 2139142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noble metals
leaching
substance
pulse
amplitude
Prior art date
Application number
RU99106735/03A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Чантури
В.А. Чантурия
В.Д. Лунин
И.Ж. Бунин
ев Ю.В. Гул
Ю.В. Гуляев
В.А. Черепенин
В.А. Вдовин
А.В. Корженевский
Г.В. Седельникова
Г.С. Крылова
Original Assignee
Институт проблем комплексного освоения недр РАН
Институт радиотехники и электроники РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Институт радиотехники и электроники РАН filed Critical Институт проблем комплексного освоения недр РАН
Priority to RU99106735/03A priority Critical patent/RU2139142C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2139142C1 publication Critical patent/RU2139142C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Использование: обогащение полезных ископаемых, в частности выщелачивание благородных металлов из упорных руд или продуктов их обогащения. Технический результат- повышение эффективности вскрытия упорного материала, содержащего благородные металлы за счет создания каналов и микротрещин, обеспечивающих доступ выщелачивающего раствора к частицам благородных металлов. Перед операцией выщелачивания материал подвергается воздействию электромагнитного импульса. С амплитудой напряженности электрической компоненты импульса больше электрической прочности вещества руды и длительностью фронта импульса меньше времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого материала. Для увеличения эффекта может быть использовано воздействие серией таких импульсов. 1 з.п.ф-лы,2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к выщелачиванию благородных металлов из упорных руд или продуктов их обогащения.
Известен способ извлечения благородных металлов из руды, включающий измельчение и выщелачивание [1].
Недостатком этого способа является низкое извлечение золота и серебра при больших энергозатратах на измельчение.
Известен способ переработки золотосодержащего сырья, включающий операции гравитационного разделения, флотацию и выщелачивание [2].
Недостатком этого способа является также невысокое извлечение благородных металлов при сложной технологической схеме и больших затратах [3].
Наиболее близким к предложенному является способ переработки материалов, содержащих благородные металлы, включающий рудоподготовку и выщелачивание [4].
Недостатком способа является низкое извлечение благородных металлов при ограничениях, зависящих от вещественного состава руды.
Задачей изобретения является повышение извлечения благородных металлов. Технический результат - повышение эффективности вскрытия упорного материала, содержащего благородные металлы, за счет создания каналов и микротрещин, обеспечивающих доступ выщелачивающего раствора к частицам благородных металлов.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки материалов, содержащих благородные металлы, включающем рудоподготовку и выщелачивание, перед выщелачиванием на материал воздействуют электромагнитным импульсом с амплитудой напряженности электрической компоненты поля большей электрической прочности материала и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала.
Воздействие может быть осуществлено серией импульсов.
Воздействие на материал, состоящий из природных полупроводников, диэлектриков и частиц золота и серебра, осуществляют электромагнитным импульсом, который может представлять собой как радиоимпульс с частотой заполнения в микроволновом или высокочастотном диапазоне, так и видеоимпульс.
Рассмотрим возможные физические процессы при воздействии на описанную выше среду электромагнитного импульса с высокой амплитудой напряженности электрической компоненты поля. При амплитуде напряженности электрической компоненты поля, превышающей критическую величину, называемую электрической прочностью материала, в нем развивается электрический пробой, сопровождающийся возникновением электрического тока в узком канале (токовой нити). Процесс образования нити называется шнурованием тока и обусловлен сильной нелинейностью вольтамперной характеристики среды в условиях электрического пробоя. Поскольку среда, подвергаемая воздействию, неоднородна, возможна ситуация, когда основной ток разряда пойдет по имеющимся в материале воздушным зазорам, минуя микронеоднородности и не затрагивая их внутренний объем. Избежать этого можно, используя воздействие электромагнитного импульса с коротким фронтом и длительностью, при которых искровой разряд в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала не успевает сформироваться. При этом амплитуда электрической компоненты поля должна превосходить электрическую прочность вещества материала. При таком воздействии пробой по воздушным зазорам не успеет развиться из-за значительного времени, необходимого для ионизации газа вдоль узкого сильно искривленного пути, и основным каналом протекания тока станет менее инерционный пробой между микронеоднородностями вещества материала. Соответствующие значения величин электрической прочности вещества материала и длительности фронта импульса для конкретного устройства могут быть определены экспериментально.
При протекании тока по токовому шнуру происходит выделение энергии. В начальный момент (единицы-десятки наносекунд) процесс можно считать адиабатическим, и энерговыделение в шнуре приводит к испарению вещества материала, резкому повышению давления и в конечном итоге к разрушению вещества материала с образованием сквозного отверстия. Если разряд поддерживается и дальше, выделяющееся тепло начинает перераспределяться по объему материала, и может привести к перегреву, оплавлению и спеканию частиц, заплавлению образовавшихся отверстий, что затруднит дальнейший технологический процесс выделения благородных металлов. Таким образом, для большинства руд эффективное воздействие предполагает создание источников электромагнитных импульсов с коротким (порядка 1-5 нс) фронтом и длительностью порядка 5-200 нс с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, превышающей электрическую прочность вещества руды (обычно на уровне 107 В/м). Для некоторых типов руд возможно также использование импульсов микросекундной длительности. При этом импульс может иметь высокочастотное наполнение (т.е. представлять собой микроволновое излучение), что может дать определенные преимущества благодаря простоте и разнообразию возможностей подвода энергии электромагнитного излучения СВЧ диапазона к обрабатываемому веществу. Оценим плотность мощности p, необходимую для реализации предлагаемого способа воздействия. Амплитуда напряженности электрической компоненты поля для линейно-поляризованной плоской волны E связана с p соотношением
Figure 00000002
Для рассмотренной ранее напряженности 107 В/м получаем оценку плотности мощности ~ ГВт/м2, что вполне реализуемо с помощью приборов релятивистской сильноточной электроники. Другой вариант - использование воздействия видеоимпульса электрического поля в специальной камере, обеспечивающей требуемую напряженность поля и ограничение суммарного протекающего заряда (режим частичных разрядов), с целью недопущения оплавления и спекания вещества материала.
Известно, что неоднородности среды, особенно электропроводящие включения, существенно облегчают развитие пробоя из-за повышения напряженности электрического поля в местах неоднородности, поэтому образующиеся каналы будут преимущественно связывать крупинки золота между собой и с поверхностью, что весьма полезно с точки зрения эффективности последующей обработки материала химическими реагентами. Для образования достаточного количества каналов потребуется воздействие серии импульсов. Известно, что при повторяющемся воздействии частичных разрядов в твердых диэлектриках, к которым можно отнести некоторые типы веществ руды, образуются древовидные структуры - дендриты, ветви которых представляют собой области разрушаемого от импульса к импульсу вещества. Электрическая прочность твердых диэлектриков, близких к тем, которые могут входить в состав подвергаемого воздействию вещества руды или минералов, варьируется в широких пределах, см. табл. 1. Она может существенно уменьшаться из-за наличия неоднородностей и повышаться при импульсном воздействии.
Зависимость мощности P, выделяющейся в разряде от напряженности поля E носит существенно нелинейный характер P = αEn, где n=10-16 в зависимости от конкретного вещества. Если пробой происходит в режиме частичного разряда, когда протекающий заряд определяется поляризацией обрабатываемого вещества, полная выделяющаяся энергия вещества пропорциональна квадрату средней напряженности поля: W = βE2, где β зависит от типа руды. Образование отверстий произойдет, если этой энергии хватит для сублимации вещества в канале, а время, за которое она выделяется, будет существенно меньше необходимого для теплопередачи и рассеяния тепла в окружающих областях. Если же имеет место режим сквозного пробоя, необходим подбор оптимального сочетания величины напряженности поля и длительности протекания тока, которое должно обеспечивать соответствующее устройство.
На фиг. показана блок-схема экспериментальной установки, с помощью которой реализован способ. Цифрами обозначены: 1 - преобразователь напряжения сети, 2 - высоковольтный трансформатор, 3 - формирователь импульсов, 4 - электродная система и объект воздействия. Установка генерирует импульсы с амплитудой 150 кВ, длительностью импульса порядка 10 нс и длительностью фронта импульса порядка 5 нс. Промышленные генераторы импульсов могут иметь и большее напряжение (вплоть до 1-2 MB).
Устройство воздействия на материал - минеральную среду представляет собой область с двумя дискообразными электродами диаметром 120 мм, расстояние между которыми можно менять в широких пределах для обеспечения необходимой амплитуды напряженности электрической компоненты поля. Расстояние между электродами много меньше диаметра, что обеспечивает достаточную однородность электрического поля между ними. На этой установке с помощью регулировки зазора между электродами удается обеспечить амплитуду напряженности электрической компоненты поля 1-50 МВ/м.
Исходный материал измельчают (рудоподготовка) и в виде навески золото- и серебросодержащего минерального сырья помещают между электродами и подвергают воздействию электромагнитным импульсом с длительностью фронта импульса порядка 5 нс и длительностью импульса около 10 нс с амплитудой до 150 кВ с частотой повторения 50 Гц. Количество импульсов варьируют в зависимости от условий опытов. С помощью регулировки расстояния между электродами устанавливают оптимальную величину амплитуды напряженности электрической компоненты электромагнитного поля, которая для используемых образцов материала изменялась в пределах 15-50 МВ/м. Таким образом, амплитуда напряженности электрического поля оказывалась больше электрической прочности руды 10 МВ/м, а длительность фронта (5 нс), меньше времени формирования искрового разряда (10-20 нс) в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала (3-5 мм). Затем материал подвергают выщелачиванию.
В табл. 2 представлены данные об извлечении золота и в серебра из материала классов минус 50 и 500 мкм сорбционным цианированием в продуктивные растворы.
После импульсного воздействия ситовая характеристика класса минус 500 изменилась незначительно, но величина извлечения благородных металлов из частиц данного класса приближается к аналогичному показателю для частиц класса минус 50 мкм. Этот факт свидетельствует об эффективности вскрытия упорного материала за счет создания каналов пробоя и микротрещин, обеспечивающих доступ выщелачивающего раствора к частицам золота и серебра. Это предопределяет создание принципиально новой, высокоэффективной энергосберегающей технологии, которая позволит сократить путь от сырья к конечному товару, исключив необходимость вложения средств в энергоемкие и экологически опасные процессы окислительного обжига или автоклавного выщелачивания при переработке упорного сырья, содержащего благородные металлы.
Источники информации:
1. Фишман М.А., Зеленев В.И. "Практика обогащения руд цветных и редких металлов", М., Недра, 1967, с.35.
2. Масленицкий И.Н., Чугуев П.В. "Металлургия благородных металлов", М., Металлургия, 1972.
3. Лодейщиков В.В. "Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом", М., Металлургия, 1973, с.51-52.
4. Патент РФ N 2099147, кл. B 03 B 7/00, 20.12.97.

Claims (2)

1. Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы, включающий рудоподготовку и выщелачивание, отличающийся тем, что перед выщелачиванием материал подвергается воздействию электромагнитного импульса с амплитудой напряженности электрической компоненты поля большей электрической прочности материала и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при воздействии используется серия импульсов.
RU99106735/03A 1999-04-12 1999-04-12 Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы RU2139142C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106735/03A RU2139142C1 (ru) 1999-04-12 1999-04-12 Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106735/03A RU2139142C1 (ru) 1999-04-12 1999-04-12 Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139142C1 true RU2139142C1 (ru) 1999-10-10

Family

ID=20217975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106735/03A RU2139142C1 (ru) 1999-04-12 1999-04-12 Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139142C1 (ru)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176558C1 (ru) * 2000-12-22 2001-12-10 Бунин Игорь Жанович Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы
RU2247165C2 (ru) * 2003-05-07 2005-02-27 Чернышев Валерий Иванович Способ извлечения благородных металлов из содержащего их материала
RU2264865C1 (ru) * 2004-07-21 2005-11-27 Читинский государственный университет (ЧитГУ) Способ обогащения цеолитсодержащих пород
RU2287373C2 (ru) * 2004-05-31 2006-11-20 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Способ подготовки минерального сырья к флотации
RU2318028C2 (ru) * 2002-04-02 2008-02-27 Дзе Юниверсити Оф Ноттингем Создание электромагнитного излучения с высокой напряженностью поля и обработка материалов с его помощью, например разупрочнение многофазных материалов
RU2383391C1 (ru) * 2008-12-22 2010-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Устройство для переработки материалов, содержащих благородные металлы
RU2388543C1 (ru) * 2009-03-13 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) Устройство для диспергирования руды в потоке
RU2540101C1 (ru) * 2011-02-10 2015-02-10 Хохшуле Миттвайда (FH) Способ и устройство для вскрытия руды
RU2605012C1 (ru) * 2015-07-23 2016-12-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Способ и устройство для обработки руд, содержащих благородные металлы
RU2757774C2 (ru) * 2020-10-07 2021-10-21 Виталий Евгеньевич Дьяков Способ выщелачивания вольфрама из шлаков плавки оловянного сырья и аппарат для его осуществления
CN114929395A (zh) * 2019-12-27 2022-08-19 “无机材料技术”有限责任公司 一种电磁矿石加工方法及其实施装置
RU2799219C1 (ru) * 2022-12-19 2023-07-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Способ извлечения низкоразмерных структур благородных металлов из углеродистого сырья

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2261066A1 (en) * 1974-02-19 1975-09-12 Vish Minno Geoloshki Inst Ore dressing and classifying plant - using vibratory grinding and simultaneous flotation by continuous aeration via submerged air piping
RU2015730C1 (ru) * 1992-11-27 1994-07-15 Эдуард Михайлович Богушевский Способ обогащения золотосодержащих руд
RU2018363C1 (ru) * 1992-04-20 1994-08-30 Медико-инженерный центр "Гиперселективное воздействие" 1-го Ленинградского медицинского института им.акад.И.П.Павлова Устройство для дробления твердых пород
RU2045348C1 (ru) * 1992-11-10 1995-10-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Способ разрушения горных пород и искусственных материалов
RU2070837C1 (ru) * 1994-03-31 1996-12-27 Спиртус Марк Аврамович Способ переработки золотосодержащих материалов
RU2099147C1 (ru) * 1996-01-17 1997-12-20 Амурский комплексный научно-исследовательский институт Амурского научного центра Дальневосточного отделения РАН Способ переработки сырья, содержащего благородные металлы
RU2123885C1 (ru) * 1996-03-20 1998-12-27 Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН Способ обогащения сульфидных сидеритсодержащих руд

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2261066A1 (en) * 1974-02-19 1975-09-12 Vish Minno Geoloshki Inst Ore dressing and classifying plant - using vibratory grinding and simultaneous flotation by continuous aeration via submerged air piping
RU2018363C1 (ru) * 1992-04-20 1994-08-30 Медико-инженерный центр "Гиперселективное воздействие" 1-го Ленинградского медицинского института им.акад.И.П.Павлова Устройство для дробления твердых пород
RU2045348C1 (ru) * 1992-11-10 1995-10-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Способ разрушения горных пород и искусственных материалов
RU2015730C1 (ru) * 1992-11-27 1994-07-15 Эдуард Михайлович Богушевский Способ обогащения золотосодержащих руд
RU2070837C1 (ru) * 1994-03-31 1996-12-27 Спиртус Марк Аврамович Способ переработки золотосодержащих материалов
RU2099147C1 (ru) * 1996-01-17 1997-12-20 Амурский комплексный научно-исследовательский институт Амурского научного центра Дальневосточного отделения РАН Способ переработки сырья, содержащего благородные металлы
RU2123885C1 (ru) * 1996-03-20 1998-12-27 Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН Способ обогащения сульфидных сидеритсодержащих руд

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Хабиров В.В. и др. Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья. - М.: Недра, 1994, с.164 - 170. *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176558C1 (ru) * 2000-12-22 2001-12-10 Бунин Игорь Жанович Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы
RU2318028C2 (ru) * 2002-04-02 2008-02-27 Дзе Юниверсити Оф Ноттингем Создание электромагнитного излучения с высокой напряженностью поля и обработка материалов с его помощью, например разупрочнение многофазных материалов
RU2247165C2 (ru) * 2003-05-07 2005-02-27 Чернышев Валерий Иванович Способ извлечения благородных металлов из содержащего их материала
RU2287373C2 (ru) * 2004-05-31 2006-11-20 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Способ подготовки минерального сырья к флотации
RU2264865C1 (ru) * 2004-07-21 2005-11-27 Читинский государственный университет (ЧитГУ) Способ обогащения цеолитсодержащих пород
RU2383391C1 (ru) * 2008-12-22 2010-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Устройство для переработки материалов, содержащих благородные металлы
RU2388543C1 (ru) * 2009-03-13 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) Устройство для диспергирования руды в потоке
RU2540101C1 (ru) * 2011-02-10 2015-02-10 Хохшуле Миттвайда (FH) Способ и устройство для вскрытия руды
RU2605012C1 (ru) * 2015-07-23 2016-12-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") Способ и устройство для обработки руд, содержащих благородные металлы
CN114929395A (zh) * 2019-12-27 2022-08-19 “无机材料技术”有限责任公司 一种电磁矿石加工方法及其实施装置
CN114929395B (zh) * 2019-12-27 2023-09-12 “无机材料技术”有限责任公司 一种电磁矿石加工方法及其实施装置
RU2757774C2 (ru) * 2020-10-07 2021-10-21 Виталий Евгеньевич Дьяков Способ выщелачивания вольфрама из шлаков плавки оловянного сырья и аппарат для его осуществления
RU2799219C1 (ru) * 2022-12-19 2023-07-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Способ извлечения низкоразмерных структур благородных металлов из углеродистого сырья

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2139142C1 (ru) Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы
Andres et al. Liberation of minerals by high-voltage electrical pulses
CN1668769B (zh) 矿石的微波处理
Amankwah et al. Improved grindability and gold liberation by microwave pretreatment of a free-milling gold ore
Andres et al. Liberation of mineral constituents by high-voltage pulses
WO1999003588A1 (en) Disintegration apparatus
JPH02125802A (ja) 粉末の焼結・成形方法
US7500623B2 (en) Process for the Treatment of a Nuclear Graphite Contaminated with Radioelements by Milling the Said Graphite in a Liquid Medium
KR101468275B1 (ko) 고전압 펄스를 이용한 선택적 파분쇄 장치 및 방법
US4416771A (en) Mine ore concentrator
GB2421203A (en) Aggregate breakdown by high voltage electrical pulses
WO2002043905A2 (en) A method and apparatus for the production of metal powder granules by electric discharge
US6761858B2 (en) Method and apparatus for processing ashes of incinerator plants
Chanturiya et al. Use of high-power electromagnetic pulses in processes of disintegration and opening of rebellious gold-containing raw material
GB2120579A (en) Method and apparatus for crushing materials such as minerals
RU2191631C1 (ru) Способ дезинтеграции и обогащения твердых материалов и устройство для его осуществления
RU2176558C1 (ru) Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы
Walkiewicz et al. Improved grindability of iron ores using microwave energy
RU2383391C1 (ru) Устройство для переработки материалов, содержащих благородные металлы
RU2605012C1 (ru) Способ и устройство для обработки руд, содержащих благородные металлы
Shmelev et al. Propagation of an electric discharge over the surface of water and semiconductor
RU2802344C1 (ru) Установка для селективной дезинтеграции твердых материалов
Filatov et al. Nanosecond-discharge-assisted selective separation of fine inclusions not involved in the impurity lattice
RU2068010C1 (ru) Способ извлечения благородных металлов из печатных схем
RU2045348C1 (ru) Способ разрушения горных пород и искусственных материалов

Legal Events

Date Code Title Description
NF4A Reinstatement of patent
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070410

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130413