способ извлечения мелких кристаллов алмаза из кимберлитовой породы

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКИХ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ПОРОДЫ, включающий измельчение кимберлитовой породы, ее циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот с последующим выпариванием непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазокимберлитовой массы и ее сушку, отличающийся тем, что циклическую обработку кимберлитовой породы смесью кислот проводят в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода смесь кислот, равном 1 5, затем алмазокимберлитовую смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки водой алмазокимберлитовой смеси и ее сушки мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам добычи и извлечения алмазов из породы.

Известен способ промышленной добычи крупных кристаллов алмаза на обогатительных фабриках путем дробления и флотации кимберлитовой породы [1] Недостатком способа является невозможность извлечения мелких кристаллов алмаза, составляющих 1-5% от общей массы кристаллов и идущих в результате обработки породы в отвалы.

Известен способ извлечения алмазов путем дробления породы и обработки ее кипячением в кислотах [2] Недостатком способа является то, что он может быть использован только в лабораторных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения кристаллов алмаза при анализе кимберлитовой породы, включающий ее измельчение, циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот с последующим выпариванием непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазо-кимберлитовой массы и ее сушку [3] Недостатком способа является невозможность его использования для извлечения кристаллов алмаза из большого объема породы в промышленных масштабах.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при получении возможности извлечения мелких кристаллов алмаза.

Достигается это тем, что в способе, включающем измельчение кимберлитовой породы, ее циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот, последующее выпаривание непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазо-кимберлитовой массы и ее сушку, циклическую обработку породы смесью кислот проводят в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода:смесь кислот, равном 1:5, затем алмазо-кимберлитовую смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки водой алмазо-кимберлитовой смеси и ее сушки мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

Новым в способе является то, что обработку кимберлитовой породы смесью кислот ведут в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода: смесь кислот, равном 1:5, после чего алмазо-кимберлитовуюю смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки и сушки алмазо-кимберлитовой смеси мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

Существенными отличиями способа, не известными ни из прототипа, ни из других источников, являются: соотношение порода:смесь кислот, равное 1:5 при обработке этой смесью кимберлитовой породы, проведение обработки кимберлитовой породы смесью кислот в емкости с тефлоновым покрытием и отделение алмазо-кимберлитовой смеси от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием и отделение мелких кристаллов алмаза от пустой породы седиментацией в бромоформе. Именно эти операции в сочетании с известными позволяют достичь поставленной цели.

На фиг. 1 изображена металлическая емкость 1 полусферической формы с тефлоновым покрытием 2 внутренней поверхности и патрубком 3 с напорным устройством 4. Емкость имеет герметично закрываемую крышку 5 с сальниковым устройством для вала 6 механической мешалки 7. В крышке имеется тефлоновый карман 8 для введения в емкость ниже уровня жидкости ультразвукового излучателя 9 в тефлоновой камере 10, заполненной машинным маслом.

На фиг.2 показана металлическая центрифуга 11 с тефлоновым покрытием 12 внутренней поверхности и круговым карманом 13, который может быть единым по окружности или разделен на отдельные сектора. Внутри центрифуги соосно с осью вращения помещена крестовина 14 для усиления центробежного эффекта разделения обрабатываемой смеси. Вращение центрифуги происходит на подшипниках качения 15 и 16. Верхний (наливной) и нижний (сливной) патрубки снабжены запорными устройствами соответственно 17 и 18.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез полусферической металлической емкости 19 с внутренним платиновым покрытием 20 для отделения отработанной смеси кислот от пустой кимберлитовой породы и кристаллов алмаза.

На фиг.4 показана схема операции отделения кристаллов алмаза от остатков кимберлитовой породы.

Сущность способа состоит в следующем. Кимберлитовую породу после выборки из нее крупных кристаллов алмаза и минералов-спутников (гранатов, пикроильменитов и др.) и измельчения подвергают обработке смесью равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. В результате реакции кислот с породой ее составляющие переходят в растворимые соединения, что дает возможность отделить от них твердую фазу и высвободить мелкие кристаллы алмаза из частиц породы. Из кислотно-алмазно-кимберлитовой смеси наиболее тяжелую твердую часть выделяют центрифугированием. При этом, будучи наиболее тяжелыми по плотности, алмазы с частью измельченной кимберлитовой породы собираются в кармане центрифуги. После накопления в кармане центрифуги достаточного количества этой смеси алмазы отделяют от остатков кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе, который тяжелее породы (плотность 2,89 г/см³), но легче кристаллов алмаза (плотность 3,51 г/см³).

П р и м е р 1 (по прототипу). 5 г породы, не содержащей крупных алмазов и других ценных минералов, помещают в платиновую чашку и прибавляют 25 г смеси равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. Чашку закрывают герметично крышкой и помещают в термостат, где нагревают до 80-95^оС и выдерживают при этой температуре в течение 4-5 сут, периодически перемешивая. По окончании реакции породы с кислотной смесью последнюю сливают декантированием и промывают остаток, который представляет собой аморфно-графитовые зерна. Мелкие кристаллы отделить от графита не удается.

П р и м е p 2 (по данному способу). Готовят модель алмазоносной породы после извлечения из нее крупных кристаллов. Для этого кристалл алмаза, извлеченный из оправы стеклореза, взвешивают на аналитических весах и дробят до получения зерен диаметром не более 0,1 мм. Полученный порошок алмаза (0,319 г) перемешивают с 1 кг заранее измельченной пустой породы и помещают в емкость 1 (фиг.1). Туда же добавляют 5 кг смеси равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. Закрывают крышку 5 и включают мешалку 7 и ультразвуковой излучатель 9 на 10-15 мин. Затем прекращают механическое воздействие на 30-40 мин, после чего повторяют воздействие.

Продукты реакции перепускают по сливному патрубку 3 в центрифугу (фиг.2) через наливной патрубок 17, где смесь подвергают центрифугированию с частотой вращения 3-5 тыс. об/мин. В результате мелкие кристаллы алмаза собираются в кармане К центрифуги.

Непрореагировавшие кристаллы и пустую породу перепускают через сливной вентиль 17 (фиг.2) в емкость 19 (фиг.3), где кислоты отделяют от породы выпариванием.

Новую порцию модели алмазоносной породы с содержанием мелких кристаллов алмаза 0,12 г на 1 кг породы обрабатывают смесью кислот, а затем центрифугируют аналогичным образом. Накопившуюся в кармане центрифуги смесь алмазных кристаллов с остатками породы извлекают из кармана, сушат выпариванием в емкости (фиг.3), промывают водой и снова сушат.

Сухую массу алмазного порошка с примесями помещают в емкость (фиг.4), заливают бромоформом и перемешивают. Систему выдерживают в течение 5-6 ч, чтобы кристаллы алмаза осели на дно, а пустая порода всплыла наверх, откуда ее удаляют. Очищенный алмазный порошок собирают со дна емкости, промывают, высушивают и взвешивают. Масса порошка очищенных мелких кристаллов алмаза составила 0,39 г, что составляет 88,8% от содержащейся в двух порциях породы.

Таким образом, данный способ позволяет извлечь из отработанной алмазоносной породы мелкие алмазные кристаллы в чистом виде, чего нельзя сделать по способу-прототипу. Способ согласно изобретению может быть использован и при извлечении алмазов из неотработанных кимберлитовых пород, содержащих кристаллы.