Трубные сепараторы и гидроциклоны

Эти аппараты начинают находить применение в практике извлечения крупного и мелкого золота в циклах измельчения рисунок 6.

 

                   Хвосты

 

Рисунок 6. Трубный сепаратор

1 — вращающийся цилиндр; 2 — труба с брызгалами для смыва концентрата; 3 — желоб для концентрата; 4 — труба с брызгалами для промывки концентрата

Короткоконусные гидроцик­лоны перспективны для обога­щения слива классификатора, где часто присутствует сравни­тельно крупное золото, медленно растворяю­щееся при выщелачивании. Поэтому гравитационное извле­чение такого золота улучшает суммарные технологические пока­затели.

Экспериментальная часть.

 

Описание экспериментальной установки

 

Опыты проводятся в двух различных вариантах. Первый вариант не требует специальной установки. Необходимо только лишь носилки, лопаты, источник воды и плоские корыта для промывки золотоносного песка, совок и 2 отстойных бака на 1-2 м³. Экспериментальная установка по гравитационному обогащению по второму варианту представлена на рисунке 7.

 

 

Рисунок 7. Экспериментальная установка для изучения процесса гравитационного обогащения золотоносных песков.

 

В гидравлическую ловушку 2 засыпается проба золотоносного песка и через регулировочный кран 10 и расходомер 1 подается вода. Легкие частицы под действием потока воды поднимаются вверх и в виде шламов и взвесей удаляются через шламовые вентили 3. Уровень воды в ловушке определяется количеством закрытых вентилей. Последовательно закрывая вентили, начиная с нижнего уровень воды в ловушке повышают. Шлам стекает в фильтрующую воронку 5 с перегородкой 6 на которой уложен войлочный или суконный фильтр. Фильтрат стекает в вакуумную камеру 7. Вакуум создается насосом 9. Из камеры фильтрат спускается через вентиль 8 либо в канализацию, либо в отстойный бассейн, находящийся вне помещения (в случае если фильтрат сильно загрязнен илом). Концентрат собирается в конической части сепаратора. Периодически глухой фланец 11 откручивается и концентрат собирается

 

Порядок выполнения работы.

 

Первый вариант:

 

1. Получить в установленном порядке материалы для проведения опытов – золотоносный песок или металл

2. В случае отсутствия песка приготовить его самостоятельно. Для этого расплавить в муфельной печи полученный металл массой 20-30 грамм и в жидком состоянии влить его в емкость с водой. Полученные гранулы различного диаметра («самородки») высушить, произвести гранулометрический анализ с разделением на фракции 0-0,25; 0,25-0,5; 0,5-1,0; 1,0-2,0; 2,0-3,5; 3,5-4,5; 4,5-5,5 мм.

3. Высушенные гранулы равномерно рассыпать по поверхности 100-150 кг песка (грунта) расположенного в носилках и тщательно перемешать лопатами. Под носилки положить клеенку во избежание потерь песка. Приготовить несколько партий золотоносного песка и использованием различных грунтов.

4. Набрать в промывочное корыто воды, из носилок отобрать совком часть песка и перемешать до равномерного распределения песка по дну корыта. Слить взмученную взвесь первичного шлама в первый бак.

5. Производить поступательные движения корыта вверх, вниз поднимая взвесь легких частиц. Не давая осесть сливать пульпу из пустой породу во второй бак. Интенсивность движения и время слива выбирать таким образом, чтобы не допускать перехода в хвосты золотин. Тяжелый осадок, содержащий «самородки» выгрузить в специальную емкость.

6. Повторять данную операцию до полного израсходования всего песка

7. Собранный концентрат высушить и произвести рассев на вышеуказанные фракции. Каждую из фракций взвесить, переплавить в муфельной печи и взвесить королек металла.

8. В том случае если общее извлечение составит менее 95% повторить промывку золотоносного песка, собранного в баках.

9. Рассчитать остаточное содержание золота в песке и гранулометрический состав золотин, содержащихся в песке, высушить песок на воздухе или в камерной печи.

10.  Металл и песок упаковать, снабдить ярлыками и сдать на ответственное хранение в установленном порядке.

11.  Осевшую муть из первого бака осторожно собрать, высушить и взвесить.

12.  Все результаты записывать в таблицы 2, 3, 5.

 

Второй вариант:

 

1. Получить в установленном порядке материалы для проведения опытов – золотоносный песок или металл

2. Измерить расстояние от места ввода воды в ловушку до уровня всех шламовых вентилей - h_сл.

3. Приготовить песок, как описано в первом варианте

4. Взять ведро с калиброванным отверстием в днище, насыпать песок и опытным путем определить расход песка через отверстие. Рассчитать для данного расхода песка расход воды в ловушку, чтобы обеспечить отношение Ж:Т, заданное преподавателем.

5. В ловушку через калиброванное отверстие засыпать песок одновременно пустить воду. Открыть самый нижний вентиль. Включить вакуумный насос для фильтрации. Шланг с вакуумной камеры вывести в отстойный бак. Периодически опорожнять вакуумную камеру предварительно выровняв давление в ней с атмосферным. Продолжать процесс до полного израсходования песка.

6. Собрать из конической части ловушки концентрат. Собранный концентрат высушить и произвести рассев на вышеуказанные фракции. Каждую из фракций взвесить, переплавить в муфельной печи и взвесить королек металла.

7. Рассчитать остаточное содержание золота в песке и гранулометрический состав золотин, содержащихся в песке, высушить песок на воздухе или в камерной печи.

8. Добавить в высушенный песок «самородков» и повторить опыт при других гидродинамических условиях (с другим расходом воды), с другим Ж:Т, с другой высотой сливного порога

9. Все результаты записывать в таблицу 2, 4, 5.

10.  Металл и песок упаковать, снабдить ярлыками и сдать на ответственное хранение в установленном порядке.

 

Обработка экспериментальных данных

 

Первый вариант:

 

1. Рассчитать исходный фракционный состав «самородков» по формуле:

 

Х_i = (M_i / M_{«самородков»}) * 100%                                                            (1)

 

где: M_i – масса i-ой фракции «самородков», грамм

M_{«самородков»} - общая масса всех самородков, грамм

 

2. Рассчитать степень извлечения i-ой фракции «самородков» по формуле:

 

Y_i = ((M_i – M_{i, k}) / M_i) * 100%                                                             (2)

 

где: M_{i, k} – масса королька металла, полученного после переплавки i-ой фракции концентрата, грамм

 

3. Рассчитать массу i-ой фракции оставшейся в песке по формуле:

 

DМ_i = M_i – M _{i, k}                                                                                  (3)

 

4. Рассчитать сквозное извлечение золота из песка по формуле:

 

Y = ((M – M _k) / M) * 100%                                                                 (4)

 

где: М – масса метала в исходном песке, грамм

M_k – масса королька металла, полученного после переплавки концентрата, грамм

 

5. Построить график зависимости доли фракции «самородков» от среднего диаметра частиц во фракции для исходного песка и для концентрата, а также график зависимости степени извлечения i-ой фракции «самородков» от среднего диаметра частиц во фракции.

6. Рассчитать концентрацию золота в концентрате по формуле:

 

Х_Au = (M_Au / М_конц) * 100%

 

7. Рассчитать долю первичных шламов по формуле:

 

доля первичных шламов, % = (М_шлам / М_песка) * 100%                     (5)

 

где: М_шлам – масса первичного шлама, кг

М_песка – масса исходного песка, кг

 

Исходя из доли первичных шламов сделать заключения о степени размываемости песка.

 

Второй вариант:

 

1. Провести расчет по первому варианту в соответствии с пунктами 1-7.

2. Рассчитать расход песка через данное калиброванное отверстие как отношение массы высыпавшегося песка ко времени высыпания, кг/мин

3. Рассчитать расход воды как произведение расхода песка и отношения Ж:Т

4. Скорость движения жидкости в ловушке из уравнения расхода:

 

w = Q / 0,785 * d²                                                                               (6)

 

где: Q – расход воды, м³/с

d – диаметр ловушки, м

 

5. Рассчитать критерий Рейнольдса, характеризующий гидродинамические условия движения жидкости в ловушке

 

Re = w * d * r / m                                                                                (7)

 

где: r - плотность жидкости, кг/м³

m - вязкость жидкость, Па*с

 

6. На основе полученных экспериментальных данных при помощи математического пакета статистической обработки данных вывести многофакторную зависимость типа: степень извлечения золота = f (Re, Т:Ж, высота сливного порога (h_сл))

Таблица 2

Гранулометрический состав «самородков» в песках и в концентратах

Фракция, мм		0-0,25	0,25-0,5	0,5-1,0	1,0-2,0	2,0-3,5	3,5-4,5	4,5-5,5
Масса фракции, грамм	В песке
	В концентрате
Доля фракции, %	В песке
	В концентрате

 

Таблица 3

Результаты гравитационного обогащения золотоносных песков по первому варианту

 

Масса, кг			Концентрация золота в концентрате, %	Доля первичного шлама, %	Заключение о степени размываемости песка	№ песка
песка	самородков	Первичного шлама

 

 

 

Таблица 4

Результаты гравитационного обогащения золотоносных песков по второму варианту

 

№ песка	Масса, кг			Концентрация золота в концентрате, %	Доля первичного шлама, %	Ж:Т	w, м/с	Re	hсл, см
	песка

 

Таблица 5

Гранулометрический состав золотин содержащихся в песке после гравитационного обогащения (прилагается к в качестве ярлыка к сдаваемому песку)

Масса песка _________________, кг

Содержание золота ________________, %

 

 

Фракция, мм	0-0,25	0,25-0,5	0,5-1,0	1,0-2,0	2,0-3,5	3,5-4,5	4,5-5,5
Масса фракции, г
Доля фракции, %

 

 

Вопросы допуска

 

1. Какова цель работы?

2. Ход выполнения работы?

3. Какие закономерности исследуются в данной работе?

 

Контрольные вопросы

 

1. Какие выводы золотоносных руд существуют, чем они отличаются?

2. Как классифицируются пески по размываемости. Для чего используется эта классификация?

3. Что такое драга?

4. Опишите работу гидравлической ловушки.

5. Опишите работу отсадочной машины.

6. Какие основные принципы разделения на шлюзах?

7. Какие факторы влияют на показатели разделения на шлюзах?

8. Опишите работу ленточного шлюза.

9. Опишите работу трубного сепаратора.

10. Опишите ручную промывку золота.

11. Какие закономерности были получены в ходе работы и какие сделаны выводы?

 

Лабораторная работа № 2