Извлечение золота на шлюзах

Концентрационные шлюзы являются простейшим обогатительным аппаратом, применяемым для извлечения свободного золота из руд и россыпей.

Шлюз представляет собой желоб прямоугольного сечения, имеющий небольшой уклон в горизонтальной плоскости. На дне желоба уложено специальное покрытие (ворсистая ткань, резиновые коврики и т. п.), предназначенное для удержания осевших на дно минеральных зерен.

Пульпа измельченной руды подается в головную верхнюю часть шлюза. При движении в наклонном потоке по шлюзу зерна исходного материала расслаиваются по плотности и крупности. При этом на поверхности шлюза осаждаются преимущественно тяжелые частицы золота, а также часть крупных легких минералов. Периодически с поверхности шлюза производят съем осевшего концентрата.

Частицы твердого материала транспортируются в шлюзе потоком воды, так как угол продольного наклона дна аппарата к горизонтальной плоскости значительно меньше угла трения частиц (угол, при котором частицы скользят по наклонной плоскости в покоящейся жидкости под действием силы тяжести).

Перемещение твердых частиц потоком жидкости по наклонной поверхности шлюза происходит тремя способами: 1) влечением по дну или поверхности зерен, ранее отложившихся вследствие качения или скольжения; 2) скачкообразным движением с периодическим касанием дна и частично во взвешенном состоянии; 3) движением во взвешенном состоянии.

Например, тяжелые частицы, у которых гравитационная сила намного выше подъемной, станут быстро опускаться на дно шлюза и будут удерживаться там, если сила трения превысит силу лобового сопротивления. Легкие частицы, у которых гравитационная сила меньше подъемной, будут находиться во взвешенном состоянии и сноситься потоком со шлюза. И, наконец, частицы, у которых гравитационная сила близка к подъемной силе, будут перемещаться по шлюзу скачкообразно и, в зависимости от конкретных условий, сложившихся в момент соприкосновения с дном шлюза, будут задерживаться либо сноситься потоком.

 

 

Основными технологическими параметрами шлюзов, влияющими на показатели извлечения золота, являются длина и уклон шлюза, характер покрытия его дна, разжижение пульпы, частота сполоска.

Практикой установлено, что улавливание крупных тяжелых частиц происходит на первом метре длины шлюза. Улавливание более мелких зерен растягивается по длине, и поэтому для улавливания мелкого золота применяют длинные шлюзы. На золотоизвлекательных предприятиях длина шлюзов с мягким покрытием составляет обычно 3 - 4 м.

Угол наклона (уклон) шлюза зависит от характера перерабатываемого сырья, разжижения пульпы, применяемого покрытия и нагрузки на шлюз. При прочих равных условиях, чем больше угол наклона шлюза, тем меньше извлечение золота, но тем богаче по золоту получаемый концентрат. Как правило, оптимальный угол наклона шлюза подбирают опытным путем. Наклон неподвижных шлюзов составляет от 12 до 17 % (120 - 170 мм на 1 м длины шлюза).

Покрытия, употребляемые для улавливания золота на шлюзах, отличаются большим разнообразием. Чаще всего в качестве покрытия применяют грубую хлопчатобумажную ткань с рубчатым ворсом - кордерой. Кроме того, употребляют рифленую резину, сукно, груботканые шерстяные ткани, войлок, а для концентрации тонких сульфидов - брезент, парусину. В последние годы за рубежом широко используют коврики из губчатого натурального каучука - линатекса.

Основная задача покрытия шлюза - задержать осевшие на дно частицы золота от сноса потоком пульпы. При этом крупные частицы легких минералов (SiO2 и др.), в основном, не удерживаются покрытием, так как выступают из него. Однако часть крупных легких частиц, осевших вместе с золотом, у которых сила трения больше силы лобового сопротивления, могут задерживаться вместе с золотом на дне шлюза. Но ворсистость покрытия вызывает большую турбулизацию потока. Возникающие при этом восходящие потоки способствуют вымыванию и сносу таких частиц. Ворсистая поверхность обусловливает избирательное накопление частиц золота и других тяжелых минералов.

При увеличении длины ворса удерживающая способность покрытия повышается, однако при этом часто задерживаются и легкие частицы. Поэтому чем длиннее ворс, тем больше извлечение золота, но беднее концентрат.

Разжижение пульпы на шлюзах определяется, в основном, максимальной крупностью частиц перерабатываемого материала. Более крупный материал требует большего разжижения. На практике оно колеблется в широких пределах (Жидкость:Твердое = 2,5 - 10). При работе на густых пульпах в условиях стесненного падения часть свободного золота не успевает осесть на дно за время прохождения шлюза, и извлечение золота снижается. При увеличении разжижения условия осаждения золота улучшаются. Однако при слишком большом разжижении происходит расслаивание пульпы и заиливание поверхности шлюза. Кроме того, увеличение разжижения вызывает необходимость установки большего количества аппаратов. Поэтому в каждом конкретном случае выбирают минимальное разжижение, при котором получается максимальное извлечение золота.

По мере осаждения концентрата улавливающая способность шлюза снижается. Поэтому периодически проводят сполоск аппарата. Частота сполоска определяется конструкцией шлюза, типом покрытия и характером перерабатываемого материала. При прочих равных условиях с увеличением частоты сполоска увеличивается извлечение золота, но качество получаемых концентратов ухудшается.

По конструкции шлюзы, применяемые на золотоизвлекательных предприятиях, отличаются большим многообразием.

Наиболее простым и распространенным является стационарный шлюз, представляющий собой корытообразный желоб прямоугольного сечения, установленный неподвижно под углом к горизонту. На дно желоба уложено улавливающее покрытие. Перерабатываемый материал в виде пульпы подается в верхний конец шлюза и движется самотеком по нему вниз. При сполоске шлюза подачу исходного материал прекращают, а концентрат со дна шлюза смывают сильной струей воды в специальную емкость.

Сполоск - наиболее трудоемкая операция при обслуживании шлюза. Поэтому часто применяют опрокидывающиеся шлюзы, которые во время споласкивания поворачиваются вокруг своей продольной оси, что облегчает операцию сполоска.

Опрокидывающиеся шлюз

Ниже на рисунке показан автоматический многодековый шлюз. Специальный паузный механизм периодически перекрывает поток пульпы, поступающий в пульподелитель, направляя его на другие, параллельно работающие шлюзы, одновременно поворачивает деки и включает смывную воду. Происходит сполоск шлюза, продолжающийся заданное время. После этого механизм поворачивает деки в прежнее положение, включает питание, и цикл повторяется. Этот шлюз прост в обслуживании и имеет большую удельную производительность на единицу занимаемой площади, чем стационарные шлюзы.

Автоматический шлюз

1-деки шлюза, 2- пульподелитель, 3-насос,

4-труба для перелива, 5-приемник для сполоска

Для материалов, обогащение которых протекает с большим выходом концентрата (например, руды с высоким содержанием сульфидов или других тяжелых минералов) целесообразно применять ленточные шлюзы непрерывного действия, используемые также для доводки (перечистки) концентратов, полученных на стационарных или опрокидывающихся шлюзах.

 

Ленточный шлюз

Преимущество шлюзов по сравнению с отсадочными машинами состоит в их способности улавливать более мелкое золото и низких капитальных затратах на установку. Главный недостаток шлюзов заключается в трудоемкости их эксплуатации и низкой производительности на единицу площади.