Электроимпульсный способ избирательного разрушения материала в жидкой среде

(51) 02 19/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ горно-обогатительной промышленности и при обогащении полезных ископаемых. Задачей изобретения является повышение технологических показателей, производительности измельчения и возможности переработки трудноизвлекаемых,находящихся в связанном состоянии с породой золотосодержащих продуктов с различным содержанием золота и одновременной экономией энергозатрат. Для этого измельчение осуществляют подводными искровыми разрядами с удельной энергией 280 Дж/см при частоте следования разрядов 11 Гц.(76) Кусаиынов Каппас Нусупбеков Бекболат Рахишевич Сакипова Сауле Еркешовна Хасенов Аянберген Каирбекович Нусупбеков Аян Бекболатович Кусаиынова Асия Каппасовна(54) ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫЙ СПОСОБ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛА В ЖИДКОЙ СРЕДЕ(57) Настоящее изобретение может быть применено в промышленности строительных материалов, в Изобретение относится к горно-обогатительной промышленности, в том числе к обогащению полезных ископаемых и позволит повысить эффективность обогащения золотосодержащих продуктов. Способ мокрого измельчения рудных материалов включает разделение воды на анолит и католит путем электрохимической обработки в электрокатализаторе, подачу католита и материала в мельницу, измельчение и классификацию пульпы. После классификации пульпу смешивают с анолитом в зумпе и осуществляют обогащение (А.с. 1782662 МКИ В 02 С 23/06,23/22, 1992). Недостатком указанного способа является его низкая эффективность и ограниченность применения. В способе мокрого измельчения рудных материалов, включающем разделение воды на анолит и католит путем ее электрохимической обработки в электрокатализаторе, данный процесс влечет за собой не только нарушение дисбаланса химических веществ и ухудшение экологической ситуации, но и требует больших энергозатрат. Наиболее близким способом и прототипом является изобретение Способ избирательного измельчения материала (Патент РФ 2095140,МПК В 02 С 19/00, 1997). Сущность изобретения заключается в том, что способ избирательного измельчения включает операции подачи исходного материала в замкнутый цикл измельчения,измельчения циркулирующего продукта в зазоре между измельчающими дисками, классификации циркулирующего материала с удалением тонкоизмельченных компонентов и последующего удаления оставшегося продукта. При этом измельчение ведут при уменьшении во времени зазора между дисками и разряжении на выходе материала из зазора. В этом способе процесс разрушения циркулирующего продукта осуществляют в зазоре между измельчающими дисками, что не позволяет получить высокое его качество, так как при уменьшении зазора между дисками, во время работы,происходит переизмельчение обрабатываемого материала, а с удалением тонкоизмельченных компонентов появляются потери золота. Техническим результатом изобретения является повышение технологических показателей,производительности измельчения и возможности переработки трудноизвлекаемых, находящиеся в связанном состоянии с породой, золотосодержащих продуктов с различным содержанием золота и одновременной экономией энергозатрат. Технический результат достигается за счет создания в камере между рабочими электродами,помещенными в жидкость мощной ударной волны. При мощном импульсном электрическом разряде возникает электрогидравлический эффект Юткина,который заключается в том, что быстрое выделение энергии в канале разряда увеличивает давление в нем, а дальнейшее его расширение приводит к возникновению ударной волны и потоков жидкости. Ударная волна с большой скоростью 2 распространяется по границам зерен и естественным трещинам породы, способствуя эффективному раскрытию минералов или зерен полезного компонента. При этом реализуется интенсивное силовое воздействие на обрабатываемый объект. Потоки жидкости,распространяющиеся со скоростью 102103 м/с, передают кинетическую энергию обрабатываемому объекту, вызывая, как и ударная волна, его механические изменения. Сущность способа состоит в том, что в измельчительной камере устанавливают электроды и осуществляют высоковольтный импульсный разряд в рабочей емкости со смесью. При этом, под действием электрического разряда в жидкости возникают гидродинамические потоки жидкости и акустическая волна, и в результате местного понижения давления в жидкости возникает кавитация. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырек захлопывается и излучает при этом ударную волну. В результате схлопывания пузырьков кавитации образуются микроудары кумулятивных струй. Смесь, получив ускорение от расширяющегося с большой скоростью канала разряда, перемещается от него во все стороны. Канал разряда в начале процесса расширяется с максимальной скоростью. После прекращения протекания тока полость канала разряда вследствии инерционности окружающей среды продолжает расширяться,достигает предельных размеров и затем начинает сжиматься. При расширении полости температура и давление в ней падают, а при сжатии повышаются, что приводит к затухающим пульсациям полости. Таким образом, воздействия, осуществляемые при подводном искровом разряде, приводят к разрушению породы с последующим извлечением благородных металлов из золотосодержащих продуктов. На этом разовый цикл электроимпульсного эффекта завершается и повторяется в дальнейшем с заданной частотой следования импульсов. По предлагаемому избирательному способу разрушают и измельчают золотосодержащий продукт. На рисунке представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Электроимпульсный способ измельчения руды или золотосодержащих продуктов содержит цилиндрический корпус 1, патрубок 2, пустотелый цилиндр 3 со сборником слива 4, вертикальный патрубок 5 для подачи исходного продукта и воды. Снизу к корпусу 1 прикреплен встроенный корпус 6 с рабочими электродами 7 и 8. Отрицательный рабочий электрод 7 выполнен в виде сито и имеет центральное конусообразное отверстие 9. Положительный электрод 8 подключенный к распределителю разрядов 10 и соединенный с высоковольтным накопителем энергии 11 закреплен снизу встроенного корпуса 6. В корпусе 6 имеется патрубок с входной сеткой 12 для забора измельченного продукта, соединенный трубопроводом 13 с патрубком 2 основного корпуса 1, и патрубок 14 для выпуска конечного продукта с заслонкой 15. Способ избирательного разрушения материала в жидкой среде реализуется следующим образом. Предварительно перемешанный с водой золотосодержащий материал подается с постоянным массовым расходом в корпус 1 и через патрубок 5 поступает во встроенный корпус 6. Внутри корпуса 6 установлены электроды 7 и 8, которые подключены к высоковольтному накопителю энергии 11 и золотосодержащий материал подвергают мощному импульсному электрическому разряду, возникающему при подводном искровом разряде в жидкости, где осуществляется процесс разрушения и дробления. При этом к рабочему электроду подводится удельная энергия, равная 280 Дж/см с частотой следования разряда 11 Гц до возникновения электрического разряда между электродами 7 и 8. При этом крупные частицы пустой породы измельчаются и через патрубок 12,трубопровод 13 подаются в корпус 1 с помощью насоса 16. В цилиндре 3 создаются восходящие потоки воды,которые поднимают вверх тонкодисперсные тонкие частицы, которые вместе с водой направляются в сборник слива 4. После интенсивного дробления все более мелкие частицы пустой породы, в виде тонкодисперсных частиц породы уносятся в слив, а тяжелые частицы благородных металлов остаются во встроенном корпусе 6. В процессе разрушения и целенаправленного удаления пустой породы со сливом в циркулирующем продукте происходит увеличение массовой доли золота. По окончании избирательного измельчения открывается заслонка 15 и через патрубок 14 осуществляется выпуск циркулирующего продукта в концентрат. Эффективность обогащения золотосодержащих продуктов обеспечивается выбором энергетического режима электроимпульсной установки и частоты следования разрядов. Пример, иллюстрирующий выбор указанного способа. Для осуществления способа по избирательному измельчению подвергали пески классификации второй стадии измельчения золотосодержащей руды месторождения Нурказган Карагандинской области. В избирательно-измельчительную электроимпульсную установку через патрубок 5 загружали концентрат-смесь массой 15 кг и затем непрерывно подавали воду в количестве 15 л/ч. Расход воды определялся из условия невыноса в слив частиц золота крупностью больше 15 мкм. Процесс избирательного измельчения осуществлялся в течении 4 мин с частотой следования импульсов 1112 Гц. Электроимпульсное воздействие в пульпе с частотой следования разрядов 1112 Гц является наиболее эффективным для процесса извлечения редких металлов из металлсодержащего и техногенного сырья. Это обусловлено тем, что при воздействии частотой следования импульсов 1112 Гц в пульпе возникают ударные волны,которые с большой скоростью распространяются по границам зерен и естественным трещинам породы,способствуя эффективному раскрытию минералов или зерен полезного компонента. Частотный диапазон установлен на основании экспериментальных исследований. Если частота следования импульсов ниже 9 Гц,наблюдается некоторое уменьшение извлечения редких металлов из пульпы и увеличение времени обработки. Выбор величины удельной энергии 280 Дж/см подводного искрового разряда зависит от геометрических параметров установки и увеличения массовой доли золота. Показатели избирательного электроимпульсного измельчения золотосодержащих песков по предлагаемому способу и извлечение золота в концентрат составляет 94,5. Применение электроимпульсного способа избирательного разрушения материала в жидкой среде позволяет увеличить массовую долю золота в концентрате. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электроимпульсный способ избирательного разрушения материала путем подачи его в размольный контур, содержащий измельчитель в виде установленных с рабочим зазором между собой рабочих электродов, отличающийся тем, что для повышения эффективности,измельчение осуществляют подводными искровыми разрядами посредством электродов,установленных во встроенном корпусе с удельной энергией 280 Дж/см при частоте следования разрядов 11 Гц.