Новый электродинамический способ извлечения крупного и мелкого золота из россыпных месторождений

С.В. Котунов, В.О. Красногоров, Д.Ю. Тупиков — НПО «ЭРГА».

Основными способами переработки золотоносных песков являются гравитационные способы обогащения, основанные на высокой плотности извлекаемого ценного компонента. Центробежные концентраторы, короткоконусные гидроциклоны, винтовые сепараторы и концентрационные столы работают в водной среде, зачастую требуя подачи чистой воды, и справляются с поставленной задачей перед обогащением — достижение высокого извлечения, только при пререработке золотосодержащего сырья крупностью выше 0,2 мм. Однако добыча в маловодных районах и наличие в каждом россыпном месторождении трудноизвлекаемого гравитационным методом мелкого золота приводят к поиску новых методов обогащения данного сырья.

Рис. 1. Электродинамический сепаратор серии СМБ-ДМ: 1 — приемный бункер с виброподачей; 2 — барабан с быстроходным магнитным ротором; 3 — приемный лоток для неэлектропроводящей фракции; 4 — приемный лоток для электропроводящей фракции.

Помимо контрастности золота по удельному весу в сравнении с сопутствующими неметаллическими минералами, оно обладает другим физическим свойством — электропроводностью. При сравнении электрической проводимости чистых цветных металлов и сплавов, золото находится в ряду с медью и алюминием, которые успешно извлекаются во вторпереработке сепарацией в комбинированном электрическом и магнитном поле, но при отношении к плотности вещества, то есть полученному показателю способности подвергаться электродинамической сепарации, значение ближе к труднообогатимому данным способом цинку (табл. 1).

Металл	σ, 106Ом-1м-1	σ, 103 кг м-3	σ/ρ, 103 м2 Ом-1 кг-1
Серебро	62,5	10,5	5,95
Медь	58,1	8,92	6,51
Золото	45,5	19,32	2,36
Алюминий	37	2,7	13,70
Цинк	16,9	6,92	2,44
Латунь	15,6	8,7	1,79

Табл. 1. Физические параметры металлов и сплавов (при комнатной температуре).

Учитывая показатель σ/ρ и размеры сепарируемых частиц, при создании электродинамического сепаратора на постоянных магнитах была проведена интенсификация всего технологического процесса сепарации в бегущем магнитном поле.

Для учета факторов влияющих на силу электродинамического сепаратора можно использовать формулу [1]:

где:
H — напряженность магнитного поля;
σ — проводимость частицы;
R — радиус металлической частицы;
B — индукция поля в материале частицы.

Согласно формуле, в бегущем магнитном поле на силу, действующую на металлическую частицу, влияет величина магнитной индукции самого поля и частота его изменения. Эти величины и подверглись основной интенсификации при проектировании нового сепаратора под названием СМБ-ДМ.

Основой для разработки являлся электродинамический сепаратор СМВТ барабанного типа производства НПО «ЭРГА», предназначенный для извлечения цветных металлов крупностью свыше 1 мм при переработке бытовых отходов.

Принцип электродинамической сепарации заключается в наведении на частицу проводника переменным магнитным полем индукционных токов, которые вызывают появление магнитного момента у частицы, не обладающей магнитными свойствами. Немагнитная частица взаимодействует с внешним магнитным полем своим наведенным магнитным моментом как обычный магнетик, имеющий собственный магнитный момент [2].

Отличительной особенностью сепаратора серии СМБ-ДМ является возможность его применения для разделения различного минерального сырья, имеющий низкие электропроводные свойства по сравнению с металлами, а именно сепарации золотосодержащих руд и россыпей за счет увеличенной электродинамической силы. Возможность такой сепарации возникла после усовершенствования магнитной системы с применением высокоэнергетических постоянных магнитов, создающих магнитное поле на рабочей зоне свыше 1,4 Тл, и внесения конструкторских доработок, а именно увеличение частоты вращения ротора до 10000–15000 об/мин. Принцип работы установки СМБ-ДМ представлен на рис. 1.

Сепаратор снабжен приемным бункером с вибропитателем 1 для равномерного распределения материала на поверхность рабочего барабана 2. Внутри барабана находится быстроходный магнитный ротор, независимо вращающийся от внешней обечайки с большой скоростью. Полученные в результате сепарации продукты уводятся в отдельные съемные лотки 3,4.

Рис. 2. График зависимости извлечения электропроводящих частиц меди от размеров самих частиц.

Конструктивно сепараторы СМБ-ДМ, а также комплексы сухой магнитной сепарации на их основе, могут быть открытого типа (что позволяет использовать их в небольших исследовательских лабораториях и вести визуальный контроль за процессом сепарации) и закрытого — в герметичном корпусе с внешними органами управления, что наиболее подходит для промышленных предприятий.

Конструкция сепараторов СМБ-ДМ позволяет для получения наилучших результатов сепарации контролировать и регулировать:

• скорость и объем подачи исходного продукта в зону сепарации;
• частоту вращения обечайки барабана;
• частоту и направление вращения быстроходного магнитного ротора;
• положение ножа-делителя.

Надежность и качество работы сепараторов СМБ-ДМ обеспечивается за счет применения в их конструкциях высококачественных материалов и комплектующих, а также высокотехнологических методов проектирования, изготовления и сборки магнитных систем.

СБМ-ДМ испытывался на искусственной смеси электропроводящих медных частиц, имеющих как и золото высокий удельный вес, разной крупности с диэлектриком — кварцевым песком. На рис. 2 представлены результаты испытания.

Полученные результаты и наблюдавшееся в ходе испытаний хорошее разделение по электропроводным свойствам, доказали работоспособность разработанного магнитного электродинамического сепаратора на постоянных магнитах и правильность настроек сепарации.

Максимальное извлечение медных частиц на уровне 97–99% достигалось при классе крупности материала -1+0,5 мм и снижалось до 90–92% с классом -0,5+0,1 мм, что можно назвать хорошими результатами, так как по сравнению с другими электродинамическими сепараторами значительно расширяется область применения СМБ-ДМ, а именно при переработке золотосодержащего минерального сырья.

Рис. 3. Комплекс сухой магнитной сепарации для удаления сильно- и слабомагнитных минералов.

Также необходимо отметить, что для улучшения качества сепарации производится предварительное удаление магнитно-восприимчивых минералов, как сильномагнитных (магнетит, пирротин), так и слабомагнитных частиц (гранат, гематит, ильменит и т.д.). Данную подготовку можно осуществить с помощью комплекса сухой магнитной сепарации, состоящей из барабанного магнитного сепаратора типа БСМ с индукцией на рабочей поверхности 0,32 Тл и валкового сепаратора типа СМВИ с индукцией на рабочей поверхности 1,5 Тл. В основе комплекса запатентованные магнитные системы из редкоземельных постоянных магнитов, не требующие потребления энергии для возбуждения магнитных полей высокой напряженности.

Граничный диаметр частиц при сухой сепарации зависит от плотности и формы частиц, содержание влаги и др. [2], и среднестатистически является 0,1 мм. Ниже данной крупности сила сцепления превышает силу тяжести и происходит налипание материала на рабочую поверхность. Принимая это во внимание, наравне с испытаниями на золотосодержащем сырье сухой модели СМБ-ДМ следующим этапом исследования процессов разделения в комбинированном магнитном и электрическом поле станет исполнение конструкции сепаратора для проведений мокрой электродинамической сепарации, с целью извлечения наиболее труднообогатимого пылевидного золота.

1. В.П. Мязин, В.И. Дядин, А.С. Латкин // Вестник ЧитГУ. 2009. — №5. — С. 45–51.
2. В.В. Кармазин, В.И. Кармазин Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. / М.: ММГУ,2005. 670с.

---

НПО «ЭРГА»
Россия, 248018, г. Калуга, ул. Хрустальная, д. 22.
Тел./факс: + 7 (4842) 54-30-08, 79-42-68.
E-mail: info@erga.ru
www.erga.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (24)/июнь 2014 г.