способ переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа и комплекс для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа, включающий возведение дамбы на прибрежном шельфе в зоне прилива с образованием накопителя приливной воды, установку обогатительного устройства типа шлюзовой камеры в тело дамбы с возможностью перетока приливной воды в накопитель и обратно, выемку песков пляжных отложений, их транспортирование на поверхность дамбы с подачей в обогатительное устройство и последующей промывкой возвратно-поступательным перетоком морской воды, удаление образующегося концентрата при минимальном уровне прилива.

2. Комплекс переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа, содержащий гидротехническое сооружение в виде дамбы, возведенной на прибрежном шельфе в зоне приливного и отливного потока и выполненное с накопителем морской воды, обогатительное устройство типа шлюзовой камеры, установленное в теле дамбы с образованием сквозного возвратно-поступательного перетока приливной морской воды в накопитель и обратно, классификатор, размещенный над шлюзовой камерой выше максимального уровня прилива, причем шлюзовая камера снабжена улавливающим покрытием.

3. Комплекс переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа по п.2, отличающийся тем, что шлюзовая камера дополнительно снабжена бункером, установленным под шлюзами, причем шлюзы выполнены с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и снабжены двухсторонним улавливающим покрытием днища.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке россыпных месторождений прибрежно-морского шельфа и может быть использовано при добыче ценного компонента благородных и редких металлов, например золота, платины, ильменита, циркона и др. из береговых пляжных отложений.

Известен способ добычи и переработки металлоносных песков из россыпей, включающий возведение гидротехнических сооружений в виде дамб, плотин, руслоотводных канав, выемку исходных песков, их транспортирование к месту переработки, классификацию, подачу классифицированных песков и воды на обогатительное оборудование типа шлюза для промывки в гидродинамическом потоке, удаление хвостов и концентрата (см. Шорохов С.М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений. М.: Недра, 1973, с.124-134; Шорохов С.М. Разработка россыпей. М.: Металлургиздат, 1948, с.81-87).

Известны комплексы для переработки песков, включающие выемочное, транспортирующее, классифицирующее устройства исходных песков, систему подачи воды, обогатительное устройство в виде шлюза, оборудование для удаления хвостов переработки и концентрата (см. там же с.23-34 - промывочная установка или драга; Лешков В.Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпаковыми драгами. М.: Недра, 1980, с.36, 100-101).

Недостатками этих решений являются высокие затраты на водоподготовку и водообеспечение обогатительного процесса, удаление хвостов промывки, а при переработке металлоносных песков прибрежно-морского шельфа - на транспортировку исходных песков из мест периодического затопления морским приливом, ограниченная работоспособность комплекса в зоне действия приливного и отливного потока воды прибрежного морского шельфа.

Техническим результатом изобретения является разработка способа и комплекса для переработки металлоносных песков непосредственно в прибрежной зоне морского шельфа с сокращением затрат на водподготовку и водообеспечение обогатительного процесса.

Сущность изобретения состоит в том, что способ переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа включает возведение дамбы на прибрежном шельфе в зоне прилива с образованием накопителя приливной воды, установку обогатительного устройства типа шлюзовой камеры в тело дамбы с возможностью перетока приливной воды в накопитель и обратно, выемку песков пляжных отложений, их транспортирование на поверхность дамбы с подачей в обогатительное устройство и последующей промывкой возвратно-поступательным перетоком морской воды, удаление образующегося концентрата при минимальном уровне прилива.

Сущность изобретения состоит также в том, что комплекс переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа содержит гидротехническое сооружение в виде дамбы, возведенной на прибрежном шельфе в зоне приливного и отливного потока и выполненное с накопителем морской воды, обогатительное устройство типа шлюзовой камеры, установленное в теле дамбы с образованием сквозного возвратно-поступательного перетока приливной морской воды в накопитель и обратно, классификатор, размещенный над шлюзовой камерой выше максимального уровня прилива, причем шлюзовая камера снабжена улавливающим покрытием.

Комплекс отличается также тем, что шлюзовая камера дополнительно снабжена бункером, установленным под шлюзами, причем шлюзы выполнены с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и снабжены двухсторонним улавливающим покрытием днища.

Возведение дамбы на прибрежном морском шельфе снижает затраты на транспортировку исходных песков из зоны затопления морским приливом, где производится их выемка, а сквозное размещение обогатительного устройства типа шлюзовой камеры с улавливающим покрытием в теле дамбы ниже уровня прилива, позволяет формировать возвратно-поступательный гидропоток, который способствует промывке и обогащению поступающих через классификатор песков, при этом образующиеся хвосты размываются по береговому пляжу. В совокупности предлагаемое решение снижает затраты на водоподготовку, подачу воды и удаление хвостов при переработке металлоносных песков за счет естественного процесса непосредственно в зоне периодического затопления.

На фиг.1 изображен план расположения дамбы в прибрежной зоне морского шельфа и схема массопотоков во время прилива; на фиг.2 - то же, во время отлива; на фиг.3 - то же, в разрезе по А-А; на фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.3; на фиг.5 - поперечное сечение шлюзовой камеры с поворотными шлюзами и бункером; на фиг.6 - вариант возведения дамбы с использованием рельефа местности.

Осуществление заявляемого способа производится следующим образом (см. фиг.1-4, 6). На береговой пляжной зоне морского шельфа возводится дамба, причем контур дамбы в плане, в зависимости от рельефа местности, образует накопитель морской воды (фиг.1, 3). В тело дамбы устанавливается обогатительное устройство проточного типа (шлюз), с возможностью сквозного возвратно-поступательного перетока морской воды в накопитель (прилив, фиг.1) и обратно (отлив, фиг.2). В период отлива вынимаются (срезаются) исходные пески из береговых отложений морского пляжа, например, скрепером и транспортируются на поверхность дамбы, где они далее перемещаются в классификатор, например, бульдозером. Мелкая фракция, прошедшая классификатор, попадает в обогатительное устройство, где формируется массопоток гидровзвеси претоком морской воды в накопитель (прилив) и обратно (отлив) с гравитационным разделением твердой фазы: легкая фракция сносится самотеком в отвал, тяжелая фракция оседает, например, на улавливающее покрытие шлюзовой камеры, где образующийся концентрат периодически удаляется. Крупная фракция с классификатора удаляется в отвал, например, бульдозером, где она под действием потока вместе с мелкой фракцией частично размывается по пляжу.

Комплекс добычи и переработки металлоносных песков прибрежного морского шельфа состоит (см. фиг.1-4) из дамбы 1, контур которой в плане образует накопитель морской воды 2. В теле дамбы установлены классификатор 3 и обогатительное устройство типа шлюзовой камеры 4 с улавливающим покрытием 5. Причем шлюзовая камера 4 с улавливающим покрытием 5 установлена ниже, а классификатор 3 выше максимального уровня прилива один под другим. Поверхность дамбы выполнена с возможностью передвижения по ней от места выемки исходных песков до классификатора выемочно-доставочного оборудования, например, скреперов 6, бульдозеров 7 или расположения на ней транспортирующих устройств. Ниже уровня шлюзовой камеры сформированы отвалы хвостов промывки 8. Шлюзовая камера может быть выполнена с поворачивающимися шлюзами 9 вокруг продольной оси на 180° (см. фиг.5) и бункером 10 приема и накопления тяжелой фракции с гидроэлеватором 11 для удаления концентрата. Причем улавливающие покрытия 5 поворотных шлюзов с обеих сторон имеют противоположную ориентацию в зависимости от направления потока воды (прилив или отлив).

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности. Срезается слой береговых пляжных отложений морского шельфа выемочным оборудованием, например, скрепером, бульдозером и транспортируется на поверхность дамбы 1 (фиг.1-4) к классификатору 3, где крупная фракция песков сталкивается в отвал 8, а мелкая фракция поступает в шлюзовую камеру 4, где размывается возвратно-поступательным (приливным-отливным) потоком морской воды. Легкая фракция сносится потоком в отвал 8, а тяжелая фракция оседает на улавливающем покрытии шлюза 5, где она периодически удаляется. Если камера 4 снабжена поворотными шлюзами 9 и бункером 10 (фиг 5), то в зависимости от направления потока (прилив, отлив), производится смена улавливающих покрытий поворотом шлюза. Тяжелая фракция с улавливающих покрытий после поворота шлюза поступает в бункер 10, где она периодически удаляется, например, гидроэлеватором 11 на дальнейшее обогащение (доводку).

Предложенное техническое решение позволяет вовлечь в переработку береговые пляжные отложения морского шельфа, богатые содержанием россыпного золота, платины, касситерита и других минералов, сформированные за счет естественного обогатительного процесса прилива, что наблюдается на побережьях Дальнего Востока, Камчатки, Аляски, и таким образом расширить минерально-сырьевую базу.