способ извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья

Формула изобретения

Способ извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья, включающий облучение лазерным излучением распределенных слоем 1-3 мм частиц минерального сырья с возможностью управления режимами скоростного нагрева и охлаждения путем изменения параметров лазерного излучения, отделение дисперсного золота от пустой породы, отличающийся тем, что распределение слоя частиц минерального сырья регулируют посредством распределителя-отсекателя дисперсного материала, а скоростной нагрев и охлаждение обеспечивают посредством регулирования линейной скорости движения конвейерной ленты с термоустойчивым покрытием, над которой вертикально размещают линейку из пространственно-разнесенных источников лазерного излучения, воздействующих на золотосодержащее высокоглинистое минеральное сырье, которое располагают на движущейся конвейерной ленте с термоустойчивым покрытием, линейную скорость движения которой определяют в зависимости от величины мощности источников лазерного излучения, а область фокусировки излучения источников лазерного излучения выбирают в зависимости от настроенных параметров мощности источников лазерного излучения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области селективного концентрирования ультрадисперсных трудноизвлекаемых благородных металлов, фрагментации и дефрагментации минеральных ассоциаций техногенных золотоносных месторождений для извлечения тонкодисперсных и наномасштабных частиц золота.

Известны способы переработки и обогащения, которые основаны на разделении минералов по удельным массам в воде (мокрое обогащение), разделении по удельной массе в восходящей струе воздуха (отсадка), магнитной проницаемости (магнитное обогащение), смачиваемости поверхностей (флотация), центробежному воздействию (центрифугированию), по температуре плавления и др. [1, 2].

Данные способы обогащения не позволяют извлекать мелкое и тонкое золото крупностью менее 0,5 мм до 90%. Однако мелкое и субмикронное золото присутствует во всех россыпях, и количество его составляет от 30 до 95% всего золота, высвобожденного из руд [3].

Известен способ лазерной обработки дисперсных материалов, включающий распыление дисперсных материалов в несущем газе и облучение частиц материала прямым падающим и обратным отраженным лазерным излучением, при этом длину волны лазерного излучения выбирают отличной от длины волны интенсивной линии поглощения несущего газа, а обработку материала ведут с возможностью управления режимами скоростного нагрева и охлаждения частиц путем изменения параметров лазерного излучения [4].

Недостатком указанного способа является необходимость распыления частиц в несущем газе, подбора длины волны лазерного излучения, не совпадающей с линией поглощения несущего газа, и наличия оптического плоского, устойчивого или неустойчивого конфокального резонатора, что усложняет процесс и конструкцию, ограничивает применимость в технологических процессах и не обеспечивает гомогенности обрабатываемых дисперсных материалов.

Наиболее близким по существу решаемой задачи, принятым за прототип заявляемого способа является способ лазерного формообразования и обогащения благородными металлами минеральных ассоциаций [5], включающий облучение частиц минеральных ассоциаций с возможностью управления режимами скоростного нагрева и охлаждения путем изменения параметров лазерного излучения, при этом обрабатываемые минеральные ассоциации размещают слоем до 1-3 мм, облучение осуществляют прямым падающим расфокусированным излучением с диаметром лазерного луча 2-5 мм, а управление режимами скоростного нагрева и охлаждения частиц осуществляют изменением длительности импульсов излучения, длину волны излучения варьируют в пределах от 1 до 10 мкм, соответствующих области поглощения породообразующих компонентов в ультрадисперсных минеральных ассоциациях с выделением более крупных гранул, последующим их разделением и отделением дисперсного золота от пустой породы.

Недостатками указанного способа, принятого за прототип заявляемого способа, являются низкая эффективность процесса из-за малой зоны термообработки минерального сырья, невозможность ведения непрерывной поточной переработки минерального сырья.

Технический результат - повышение эффективности извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья с фрагментацией извлечения дисперсных золотосодержащих минеральных ассоциаций с применением поточной линии переработки.

Поставленная задача достигается тем, что способ извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья, включающий облучение лазерным излучением распределенных слоем 1-3 мм частиц минерального сырья с возможностью управления режимами скоростного нагрева и охлаждения путем изменения параметров лазерного излучения, отделение дисперсного золота от пустой породы, отличается тем, что распределение слоя частиц минерального сырья регулируют посредством распределителя-отсекателя дисперсного материала, а скоростной нагрев и охлаждение обеспечивают посредством регулирования линейной скорости движения конвейерной ленты с термоустойчивым покрытием, над которой вертикально размещают линейку из пространственно разнесенных источников лазерного излучения, воздействующих на золотосодержащее высокоглинистое минеральное сырье, которое располагают на движущейся конвейерной ленте с термоустойчивым покрытием, линейную скорость движения которой определяют в зависимости от величины мощности источников лазерного излучения, а область фокусировки излучения источников лазерного излучения выбирают в зависимости от настроенных параметров мощности источников лазерного излучения.

Совокупность существенных отличий, которые включает предлагаемый способ, решает поставленную задачу. Мощность источников лазерного излучения, фокусировка лазерного излучения, линейная скорость конвейерной ленты с термоустойчивым покрытием и распределенный слой частиц минерального сырья позволяют получить интенсивность лазерного излучения, которая достаточна для активизации процесса выделения агломерированных частиц ценного компонента.

Предлагаемый способ представлен на чертежах.

Фиг. 1 - схематическое изображение способа переработки дисперсных золотосодержащих минеральных ассоциаций из высокоглинистого минерального сырья; фиг. 2 - изображения электронной микроскопии исходного субмикронного золота, сорбированного на поверхности глинистых минералов; фиг. 3 - изображения после лазерной обработки: а - сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионной спектрограммой, б - изображение с оптического микроскопа после воздействия на фракцию - 1000 + 74 мкм; фиг. 4 - а - изображение агломерированного высокоглинистого минерального сырья с концентрированием на агломератах золотосодержащих минеральных ассоциаций при обработке фракции - 74 + 40 мкм мощностью лазерного излучения 200 Вт; б - изображение с оптического микроскопа концентрирования субмикронных золотин, увеличение в 54 раза, фр. - 74 + 40 мкм; в - изображение образования цепочечных структур с золотосодержащими ассоциациями при мощности лазерного излучения 100 Вт, фр. - 74+40 мкм; г - изображение электронной микроскопии сферического золота на оплавленной поверхности высокоглинистого минерального сырья после лазерной обработки, фр. - 74 + 40 мкм; фиг. 5 - микроскопические изображения областей концентрирования золота из высокоглинистого минерального сырья различных фракций: а - фр. - 40 + 20 мкм, б - фр. - 20 + 10 мкм; фиг. 6 - концентрирование золотин размером от 50 до 5 мкм на отдельных участках цепочечных структур.

Для выполнения способа используется установка, которая содержит бункер 1 с вибромеханизмом и выходным отверстием 2, снабженным распределителем-отсекателем дисперсного материала 3, конвейерную ленту с термоустойчивым покрытием 4, линейку 5 из пространственно разнесенных источников лазерного излучения 6, вибрационный грохот 7 для отделения золотосодержащих минеральных ассоциаций от пустой породы.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходное высокоглинистое минеральное сырье в порошковом виде, соответствующего гранулометрического состава из бункера 1, оснащенного вибромеханизмом и выходным отверстием 2, поступает распределенным слоем 1-3 мм на конвейерную ленту 4 с термоустойчивым покрытием. Высокоглинистое минеральное сырье облучается на конвейерной ленте 4. Управление режимами скоростного нагрева и охлаждения осуществляется путем изменения параметров лазерного излучения. Скоростной нагрев и охлаждение обеспечивается посредством регулирования линейной скорости движения конвейерной ленты 4 с термоустойчивым покрытием, над которой вертикально размещена линейка 5 из пространственно разнесенных источников лазерного излучения 6, воздействующих на высокоглинистое минеральное сырье, расположенное на движущейся конвейерной ленте 4 с термоустойчивым покрытием. Линейная скорость движения конвейерной ленты 4 с термоустойчивым покрытием регулируется в зависимости от величины мощности лазерных источников 6. Область фокусировки излучения источников лазерного излучения выбирается в зависимости от настроенных параметров мощности источников лазерного излучения 6. Распределение слоя частиц минерального сырья на конвейерной ленте 4 регулируется посредством распределителя-отсекателя 3 дисперсного материала. При воздействии лазерного излучения на золотосодержащее высокоглинистое минеральное сырье происходит процесс укрупнения и слияния субмикронных частиц золота на фрагментированных, агломерированных и цепочечных спеках высокоглинистого минерального сырья, которые далее поступают в виброгрохот 7 для отделения дисперсного золота от пустой породы.

Пример 1. При воздействии прямого падающего расфокусированного лазерного излучения с диаметром луча 8 мм на минеральную смесь с частицами размером -1000 +74 мкм высокоглинистого минерального сырья, содержащего 2,5 г/т золота, помещенную слоем толщиной 1-3 мм на конвейерную ленту с термоустойчивым покрытием, зарегистрировано образование золотосодержащих минеральных ассоциаций на поверхности сплавившегося высокоглинистого минерального сырья, что подтверждается энергодисперсионным анализом при электронной микроскопии, фиг.3а. Таким образом, золото можно отделять от пустой породы и отправлять на дальнейшую переработку (фиг. 2, 3).

Пример 2. Обработка высокоглинистого минерального сырья фракции - 74+40 мкм. При мощности лазерного излучения 200 Вт в зоне лазерной обработки происходит агломерированние высокоглинистого минерального сырья с концентрированием на агломератах золотосодержащих минеральных ассоциаций, фиг.4а,б. При мощности лазерного излучения до 100 Вт в зоне лазерной обработки происходит образование цепочечных структур, на которых концентрируются субмикронные золотины, фиг. 4в, что подтверждается энергодисперсионным анализом при электронной микроскопии, фиг. 4г (фиг. 4).

Пример 3. Обработка высокоглинистого минерального сырья фракций -40+20 мкм и - 20+10 мкм, мощность лазерного излучения до 100 Вт. На цепочечных структурах при исследовании с помощью оптического микроскопа установлено концентрирование золотосодержащих минеральных ассоциаций (фиг. 5, 6).

Способ позволяет извлекать дисперсное, субмикронное золото, не извлекаемое традиционными гравитационными методами, повышает эффективность процесса переработки, выраженной в увеличении извлечения благородных металлов в мелких классах высокоглинистых золотосодержащих песков. Данное изобретение дает возможность вовлечь в отработку техногенные дражные полигоны с преимущественно мелким золотом, позволяет извлечь золото и золотосодержащие минеральные ассоциации из высокоглинистых золотосодержащих песков.

Способ позволяет расширить арсенал технических возможностей, используемых для извлечения благородных металлов, повысить степень извлечения металла, уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Источники информации

1. Полькин С.И. Обогащение руд и россыпей благородных металлов. М.: Недра, 1987, с. 428.

2. Кармазин В.В. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых: В 2-х т. T.1: Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых. М.: МГГУ, 2005. - 669 с.

3. В.Г.Моисеенко, Н.С.Остапенко, А.Ф.Миронюк. Нетрадиционный подход к отработке техногенных золотосодержащих россыпей // Горный журнал. 2006. № 4. С. 66-68.

4. Патент РФ № 2196023, В22F 1/00, 2003.

5. Патент РФ № 2255995 С22В 11/00, 1/00 /прототип/.