Способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы

Изобретение относится к области физики и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых (в частности, для снижения технологических потерь за счет улавливания мелкозернистых элементов) - в интересах рационального природопользования, а также для очистки оборотных и сточных вод - в интересах экологии. В способе промывки золотоносных песков осуществляют дезинтеграцию первичной пульпы при помощи сит, по классу -40 мм - внутри барабана и по классу -7 ÷ -8 мм на выходе основного шлюза, при этом автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию осуществляют на выходе основного шлюза, а на входе дополнительного шлюза при помощи компрессора и диспергатора вторичную пульпу подвергают искусственной аэрации пузырьками воздуха, а также промывке оборотной водой, направляемой от основного водовода по дополнительному водоводу к нескольким оросителям, установленным над дополнительным шлюзом, причем на дополнительном шлюзе осуществляют улавливание трафаретами частиц мелкого металла, обладающих магнитными свойствами, при воздействии электормагнитных волн частотой 15-20 кГц, направленных навстречу движущейся вторичной пульпе, для воздействия на вторичную пульпу используют два гидроакустических преобразователя поршневого типа, которые ориентируют строго навстречу друг другу, при этом осуществляют изменение структуры оборотной воды, используемой для промывки породы и вторичной пульпы в основном и дополнительном водоводах, путем установки в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки до ¼ диаметра - в конце каждой вставки, при этом одну из вставок устанавливают непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода к основному водоводу, а также за счет формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₂, с помощью цилиндрического гидроакустического преобразователя ультразвукового диапазона частот, установленного на выходе основного водовода, и формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₃, близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для аэрации вторичной пульпы с помощью нескольких, по числу оросителей, сферических гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, установленных под оросителями дополнительного шлюза, причем в отстойнике оборотных вод устанавливают цилиндрический гидроакустический преобразователь для дополнительного осветления оборотной воды формированием ненаправленного излучения гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот F₄. Технический результат - повышение эффективности улавливания мелкого металла (золота и платины), в том числе обладающих магнитными свойствами. 9 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области физики и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых (в частности, для снижения технологических потерь за счет улавливания мелкозернистых элементов) - в интересах рационального природопользования, а также для очистки оборотных и сточных вод - в интересах экологии.

Известен способ промывки золотоносных песков при помощи грохота с динамической связью просеивающей поверхности и вибровозбудителя электромагнитного типа, заключающийся в механическом перемешивании породы при непрерывном ее орошении водой, образовании пульпы, направлении пульпы на сито, колеблющемся в направлении, перпендикулярном к его плоскости. /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых // Под редакцией B.C.Ямщикова. - М.: Недра, 1987, с.109/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Малый объем обрабатываемого вещества.

2. Низкая эффективность способа из-за низкой скорости просева частиц.

3. Недостаточная эффективность улавливания мелкого золота.

4. Низкая эффективность улавливания золота, обладающего магнитными свойствами.

5. Низкая эффективность способа при использовании оборотных вод.

6. Низкая эффективность способа при промывке илистых песков.

7. Низкая эффективность способа при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды.

Известен способ промывки золотоносных песков, основанный на принципе "обратного грохочения", заключающийся в механическом перемешивании породы при непрерывном ее орошении водой, образовании пульпы, направлении пульпы в специальный аппарат под поверхностью сита. При этом восходящим потоком среды тонкая фракция выносится сквозь сито./ Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых // Под редакцией B.C.Ямщикова. - М.: Недра, 1987, с.109, 110 /.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Малый объем обрабатываемого вещества.

2. Недостаточная эффективность улавливания мелкого золота.

3. Низкая эффективность улавливания золота, обладающего магнитными свойствами.

4. Низкая эффективность способа при использовании оборотных вод.

5. Низкая эффективность способа при промывке илистых песков.

6. Низкая эффективность способа при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды.

Известен способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы, заключающийся в механическом перемешивании породы в барабане при непрерывном ее орошении водой, образовании пульпы, дезинтеграции первичной пульпы по заданному классу с помощью сита, установленного внутри барабана, направлении пульпы в шлюз, содержащий трафарет с постоянными параметрами, осаждение гидродинамическими и гравитационными волнами крупного и среднего золота на трафарете и сброс оставшейся части пульпы с выхода шлюза в накопитель. /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых //Под редакцией B.C.Ямщикова. - М.: Недра, 1987, с.111-115/.

Основными недостатками способа являются:

1. Невозможность улавливания мелкого золота.

2. Низкая эффективность улавливания золота, обладающего магнитными свойствами.

3. Недостаточная эффективность улавливания золота среднего класса.

4. Низкая эффективность способа при использовании оборотных вод.

5. Низкая эффективность способа при промывке илистых песков.

6. Низкая эффективность способа при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому относится способ (выбранный в качестве способа-прототипа) промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы, включающий механическое перемешивание в барабане породы при непрерывном ее орошении водой, образование первичной пульпы, направление первичной пульпы на вход основного шлюза, имеющего постоянный угол своего наклона θ₁ и содержащий трафарет с постоянными параметрами, улавливание крупного и среднего золота на трафарете, направление первичной пульпы с выхода основного шлюза на вход дополнительного шлюза, автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию, формирование вторичной пульпы, осуществление уменьшения скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе при сохранении потока первичной пульпы в основном шлюзе и поддержании скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе установкой его угла наклона θ₂, меньшим угла наклона θ₁ основного шлюза, воздействие на вторичную пульпу в дополнительном шлюзе гидроакустическими сигналами ультразвукового диапазона частот F₁ при помощи гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, расположенных на расстоянии друг от друга по длине дополнительного шлюза, сброс в накопитель всей вторичной пульпы с выхода дополнительного шлюза /Бахарев С.А. Способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы. - Патент РФ №2214866 по заявке №2002105319, приоритет 26.02.02 г./.

Основными недостатками способа-прототипа являются:

1. Недостаточная эффективность улавливания среднего (по гранулометрическому составу) золота.

2. Низкая эффективность улавливания мелкого золота.

3. Низкая эффективность улавливания золота, обладающего магнитными свойствами.

4. Низкая эффективность способа при использовании оборотных вод.

5. Низкая эффективность способа при промывке илистых песков.

6. Низкая эффективность способа при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективном улавливании мелкого металла (золота и платины), в том числе обладающего магнитными свойствами, являющегося технологическими потерями на традиционной промывке золотоносных песков, при использовании оборотных вод, в условиях глинистых песков и при низких температурах окружающей среды.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанного выше недостатка.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективном улавливании мелкого золота, в том числе обладающего магнитными свойствами, являющегося технологическими потерями при традиционной промывке золотоносных песков, при использовании оборотных вод, в условиях глинистых песков и при низких температурах окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе промывки золотоносных песков, включающем механическое перемешивание в барабане породы при непрерывном ее орошении водой, образование первичной пульпы, направление первичной пульпы на вход основного шлюза, имеющего постоянный угол своего наклона θ₁ и содержащий трафарет с постоянными параметрами, улавливание крупного и среднего золота на трафарете, направление первичной пульпы с выхода основного шлюза на вход дополнительного шлюза, автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию, формирование вторичной пульпы, осуществление уменьшения скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе при сохранении потока первичной пульпы в основном шлюзе и поддержании скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе установкой его угла наклона θ₂, меньшим угла наклона θ₁ основного шлюза, воздействие на вторичную пульпу в дополнительном шлюзе гидроакустическими сигналами ультразвукового диапазона частот F₁, при помощи гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, расположенных на расстоянии друг от друга по длине дополнительного шлюза, сброс в накопитель всей вторичной пульпы с выхода дополнительного шлюза, согласно изобретению осуществляют дезинтеграцию первичной пульпы при помощи сит, по классу -40 мм - внутри барабана и по классу "-7...-8 мм" на выходе основного шлюза, при этом автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию осуществляют на выходе основного шлюза, а на входе дополнительного шлюза при помощи компрессора и диспергатора вторичную пульпу подвергают искусственной аэрации пузырьками воздуха, а также промывке оборотной водой, направляемой от основного водовода по дополнительному водоводу к нескольким оросителям, установленным над дополнительным шлюзом, причем на дополнительном шлюзе осуществляют улавливание трафаретами частиц мелкого металла, обладающих магнитными свойствами, при воздействии электромагнитных волн частотой 15-20 кГц, направленных навстречу движущейся вторичной пульпе, для воздействия на вторичную пульпу используют два гидроакустических преобразователя поршневого типа, которые ориентируют строго навстречу друг другу, при этом осуществляют изменение структуры оборотной воды, используемой для промывки породы и вторичной пульпы в основном и дополнительном водоводах, путем установки в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки до ¹/₄ диаметра - в конце каждой вставки, при этом одну из вставок устанавливают непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода к основному водоводу, а также за счет формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₂, с помощью цилиндрического гидроакустического преобразователя ультразвукового диапазона частот, установленного на выходе основного водовода, и формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₃, близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для аэрации вторичной пульпы с помощью нескольких, по числу оросителей, сферических гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, установленных под оросителями дополнительного шлюза, причем в отстойнике оборотных вод устанавливают цилиндрический гидроакустический преобразователь для дополнительного осветления оборотной воды формированием ненаправленного излучения гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот F₄.

Способ реализуется следующим образом.

В приемный бункер подается порода, которая затем поступает в барабан с ситом класса "-40 мм". В тракте формирования и излучения интенсивных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона (НЗД) частот F₄, содержащем последовательно электрически соединенные генератор сигналов НЗД частот F₄, усилитель мощности и ненаправленный гидроакустический преобразователь цилиндрического типа НЗД частот F₄, расположенный на заданной глубине в определенном месте отстойника для оборотных вод, происходит формирование, усиление до необходимого уровня и ненаправленное излучение интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄. При этом происходит частичное осветление оборотной воды либо за счет агрегатообразования в бегущих гидроакустических волнах (вследствие столкновения колеблющихся более мелких частиц с более крупными малоподвижными частицами), либо в стоячих гидроакустических волнах (вследствие радиационного давления, под воздействием которого частицы перемещаются в "пучность" колебаний, где и образуются более крупные агрегаты). Параметрами гидроакустического воздействия являются амплитуда, частота, колебательная скорость и др. При этом гидроакустические колебания вызывают в оборотной воде качественно и количественно отличные друг о друга физические процессы, каждый из которых и характеризует тот или иной режим (акустико-кавитационный и др.) воздействия.

С помощью насосной станции, обладающей высокой производительностью, по основному и дополнительному водоводам оборотная вода, находящаяся в отстойнике и предварительно осветленная при помощи тракта формирования и излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, поступает в барабан, а также, через оросители, в дополнительный шлюз. В основном водоводе имеется несколько вставок из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки (по ходу движущегося потока оборотной воды) до ¹/₄ диаметра - в конце каждой вставки. При этом одна из вставок устанавливается непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода к основному водоводу. В местах сужения происходит "разгон" оборотной воды (скорость оборотной воды V₂ в месте "сужения" водовода становится больше средней скорости V₁ в водоводе, и тем более больше скорости V₃ в месте расширения водовода), возрастает избыточное давление (соответственно, Р₂ становится больше P₁ и тем более больше Р₃) и образуются кавитационные пузырьки. В местах расширения водовода, в результате "торможения" оборотной воды, давление падает и кавитационные пузырьки охлопываются. За счет этого происходит дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄) изменение структуры оборотной воды в водоводах, что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды.

В тракте формирования и излучения сигналов ультразвукового диапазона (УЗД) частот F₂, содержащем последовательно электрически соединенные генератор сигналов УЗД частот F₂, усилитель мощности (30) и гидроакустический преобразователь цилиндрического типа УЗД частот F₂, установленный на выходе основного водовода, осуществляются формирование, усиление до необходимого уровня и излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₂, которые воздействуют на оборотную воду при выходе с основного водовода, в момент ее естественной аэрации воздухом и поступления в барабан с породой. При этом частота F₂ близка к резонансной частоте пузырьков воздуха, образовавшихся в результате естественного перемешивания струи оборотной воды и имеющих время жизни несколько секунд. За счет этого происходит дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, а также прохождения в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением) изменение структуры оборотной воды при выходе с основного водовода, что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды, а также извлечение крупного, среднего металла и мелкого металла в основном шлюзе.

С выхода барабана первичная пульпа с крупным, средним и мелким металлом поступает на основной шлюз с постоянным углом своего наклона θ₁, а также имеющий трафарет с постоянными параметрами (высота "ребер", расстояние между ними и др.). В основном шлюзе, благодаря действию гидродинамических и гравитационных сил, а также повышению промывистых свойств оборотной воды происходит эффективное улавливание крупного и среднего металла на трафарете с постоянными параметрами. При этом мелкий (класс крупности "-0,25 мм") металл улавливается менее эффективно, чем средний и, тем более, крупный металл, поэтому часть его сносится с выхода основного шлюза вместе с первичной пульпой.

Для предотвращения общих потерь мелкого металла, на выходе основного шлюза, при сбросе первичной пульпы, происходит ее автоматическое перемешивание и осуществляется естественная дегазация атмосферным воздухом. Далее первичная пульпа с мелким металлом с помощью специального сита класса "-7...-8 мм", установленного на выходе основного шлюза, дезинтегрируется и поступает на дополнительный шлюз с регулируемым углом своего наклона θ₂(θ₂<θ₁), а также имеющего трафарет с регулируемыми параметрами.

При помощи последовательно соединенных компрессора и диспергатора, находящегося на входе дополнительного шлюза по всей его ширине, происходит искусственная дегазация пульпы пузырьками воздуха определенного размера l₀₃ и имеющих время жизни не менее 0,5 мин. Через оросители дополнительного водовода оборотная вода с измененными (по отношению к отстойнику без излучения гидроакустических волн НЗД частот) физическими свойствами (после 2-х этапов предварительной очистки) подается в дополнительный шлюз. При этом образуется вторичная пульпа, содержащая мелкий металл следующих условных классов крупности: "-0,05 мм", "-0,1 мм", "-0,15 мм", "-0,2 мм" и "-0,25 мм".

В тракте формирования и излучения сигналов УЗД частот F₃, содержащем последовательно электрически соединенные генератор сигналов УЗД частот F₃ (близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для искусственной аэрации вторичной пульпы на входе дополнительного шлюза) и усилитель мощности, к выходам (по числу гидроакустических преобразователей) которого подключены параллельно друг другу несколько (по числу оросителей дополнительного водовода) гидроакустических преобразователей сферического типа УЗД частот F₃, установленных под оросителями дополнительного шлюза, осуществляется формирование, усиление до необходимого уровня и ненаправленное излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₃. Данные гидроакустические сигналы воздействуют на оборотную воду при ее выходе с дополнительного водовода в момент ее естественной аэрации воздухом и поступления в дополнительный шлюз со вторичной пульпой. За счет этого происходит как дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, а также прохождения в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением) изменение структуры оборотной воды при выходе с дополнительного водовода (что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды), так и дополнительное (после дезинтеграции первичной пульпы по классу "-7...-8 мм", естественной и искусственной аэрации ее воздухом, а также после подачи оборотной воды с измененными, по отношению к отстойнику без излучения гидроакустических волн НЗД частот, физическими свойствами) изменение структуры вторичной пульпы в дополнительном шлюзе.

Эффективное улавливание мелкого металла (золота и платины), являющегося технологическими потерями при традиционной промывке золотоносных песков, осуществляется следующим образом.

В тракте формирования и излучения сигналов УЗД частот F₁, содержащем последовательно электрически соединенные генератор сигналов УЗД частот F₁ и усилитель мощности, к двум выходам которого подключены параллельно друг другу два гидроакустических преобразователя поршневого типа УЗД частот F₁, расположенные на определенном расстоянии по длине дополнительного шлюза и ориентированные строго навстречу друг другу, происходит формирование, усиление и направленное излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₁. При этом образуется стоячая гидроакустическая волна длиной λ₁, в зонах "сжатия" размером l_зс которой осуществляется "торможение" (скорость движущихся в потоке вторичной пульпы V_п2 мелких частиц металла V_м2 в зонах "сжатия" становится меньше скорости движения частиц металла V_м3 в зонах "разряжения" размером l_зр и тем более меньше скорости движения частиц металла во вторичной пульпе без воздействия гидроакустических волн V_м1,) мелких частиц металла, а в зонах "разряжения" - их "осаждение" (сила гравитации у движущихся мелких частиц металла в зонах "сжатия" G_м2 становится меньше соответствующего параметра во вторичной пульпе без воздействия гидроакустических волн G_м1 и тем более меньше в зонах "разряжения" G_м3) на трафарет с регулируемыми параметрами (высота, расстояние между ребрами l_гр и др.).

Дополнительно (особенно для улавливания мелкого металла, обладающего магнитными свойствами) в тракте формирования и излучения электромагнитных волн на частоте Р_э/м, содержащем последовательно электрически соединенные генератор электромагнитных сигналов Р_э/м, усилитель мощности и направленный, навстречу движущейся вторичной пульпе, излучатель электромагнитных волн Р_э/м, установленный в нижней части (на выходе) дополнительного шлюза, происходит формирование, усиление до необходимого уровня и излучение электромагнитных волн Р_э/м. При этом в ее фронтах осуществляется "торможение" (скорость движущихся мелких частиц металла V'_м2 становится меньше скорости движения частиц металла во вторичной пульпе без воздействия электромагнитных и гидроакустических волн V_м1) и "осаждение" (сила гравитации у движущихся мелких частиц металла во фронтах электромагнитных волн G'_м2 приблизительно равна аналогичному показателю во вторичной пульпе без воздействия электромагнитных и гидроакустических волн G_м1) мелких частиц металла, обладающих магнитными свойствами, на трафарет с регулируемыми параметрами.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего разработанный способ промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы. Устройство содержит приемный бункер (1) для породы (2), барабан (3) с ситом (4) класса "-40 мм", насосную станцию (5) высокой производительности, основной (6) и дополнительный (7) водоводы, оборотную воду (8), находящуюся в отстойнике (9), вставки (10) в основном водоводе из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки до ¹/₄ диаметра - в конце каждой вставки, оросители (11) в дополнительном водоводе, основной шлюз (12) с постоянным углом своего наклона θ₁, трафарет (13) с постоянными параметрами, первичную пульпу (14) с крупным (15), средним (16) и мелким (17) металлом, специальное сито (18) класса "-7...-8 мм" на выходе основного шлюза, дополнительный шлюз (19) с регулируемым углом своего наклона θ₂(θ₂<θ₁), трафарет (20) с регулируемыми параметрами, вторичную пульпу (21) с мелким металлом (17); последовательно соединенные компрессор (22) и диспергатор (23), находящийся на входе дополнительного шлюза; тракт (24) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₁, содержащий последовательно электрически соединенные генератор (25) сигналов УЗД частот F₁ и усилитель мощности (26), к двум выходам которого подключены параллельно друг другу два гидроакустических преобразователя (27) поршневого типа УЗД частот F₁, расположенные на определенном расстоянии по длине дополнительного шлюза и ориентированные строго навстречу друг другу; тракт (28) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₂, содержащий последовательно электрически соединенные генератор (29) сигналов УЗД частот F₂, усилитель мощности (30) и гидроакустический преобразователь (31) цилиндрического типа УЗД частот F₂, установленный на выходе основного водовода; тракт (32) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₃, содержащий последовательно электрически соединенные генератор (33) сигналов УЗД частот F₃ (близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для искусственной аэрации вторичной пульпы на входе дополнительного шлюза) и усилитель мощности (34), к выходам (по числу гидроакустических преобразователей) которого подключены параллельно друг другу несколько (по числу оросителей дополнительного водовода) гидроакустических преобразователей (35) сферического типа УЗД частот F₃, установленных под оросителями дополнительного шлюза, тракт (36) формирования и излучения электромагнитных волн на частоте F_э/м, содержащий последовательно электрически соединенные генератор (37) электромагнитных сигналов F_э/м, усилитель мощности (38) и направленный, навстречу движущейся вторичной пульпе, излучатель (39) электромагнитных волн р_э/м, установленный в нижней части (на выходе) дополнительного шлюза; тракт (40) формирования и излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, содержащий последовательно электрически соединенные генератор (41) сигналов НЗД частот F₄, усилитель мощности (42) и ненаправленный гидроакустический преобразователь (43) цилиндрического типа НЗД частот F₄, расположенный на заданной глубине в определенном месте отстойника для оборотных вод, а также накопитель (44).

Устройство функционирует следующим образом (фиг.1-6). В приемный бункер (1) подается порода (2), которая затем поступает в барабан (3) с ситом (4) класса "-40 мм". В тракте (40) формирования и излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, содержащем последовательно электрически соединенные генератор (41) сигналов НЗД частот F₄, усилитель мощности (42) и ненаправленный гидроакустический преобразователь (43) цилиндрического типа НЗД частот F₄, расположенный на заданной глубине в определенном месте отстойника (9) для оборотных вод (8), происходят формирование, усиление до необходимого уровня и ненаправленное излучение интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄. При этом происходит частичное осветление оборотной воды либо за счет агрегатообразования в бегущих гидроакустических волнах (вследствие столкновения колеблющихся более мелких частиц с более крупными малоподвижными частицами), либо в стоячих гидроакустических волнах (вследствие радиационного давления, под воздействием которого частицы перемещаются в "пучность" колебаний, где и образуются более крупные агрегаты). Параметрами гидроакустического воздействия являются амплитуда, частота, колебательная скорость и др. При этом гидроакустические колебания вызывают в оборотной воде качественно и количественно отличные друг от друга физические процессы, каждый из которых и характеризует тот или иной режим (акустико-кавитационный и др.) воздействия.

С помощью насосной станции (5), обладающей высокой производительностью, по основному (6) и дополнительному (7) водоводам оборотная вода (8), находящаяся в отстойнике (9) и предварительно осветленная при помощи тракта (40) формирования и излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, поступает в барабан (3), а также, через оросители (11), в дополнительный шлюз (19). В основном водоводе (6) имеется несколько вставок (10) из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки (по ходу движущегося потока оборотной воды), до ¹/₄ диаметра - в конце каждой вставки (фиг.5). При этом одна из вставок устанавливается (фиг.1) непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода (7) к основному водоводу (6). В местах сужения происходит "разгон" оборотной воды (скорость оборотной воды V₂ в месте "сужения" водовода становится больше средней скорости V₁ в водоводе, и тем более больше скорости V₃ в месте расширения водовода), возрастает избыточное давление (соответственно, Р₂ становится больше P₁ и тем более больше Р₃) и образуются кавитационные пузырьки. В местах расширения водовода, в результате "торможения" оборотной воды, давление падает и кавитационные пузырьки охлопываются. За счет этого происходит дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄) изменение структуры оборотной воды в водоводах, что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды.

В тракте (28) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₂, содержащего последовательно электрически соединенные генератор (29) сигналов УЗД частот F₂, усилитель мощности (30) и гидроакустический преобразователь (31) цилиндрического типа УЗД частот F₂, установленный на выходе основного водовода (6), осуществляется формирование, усиление до необходимого уровня и излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₂, которые воздействуют на оборотную воду при выходе с основного водовода (6) в момент ее естественной аэрации воздухом и поступления в барабан (3) с породой (2). При этом частота F₂ близка к резонансной частоте пузырьков воздуха, образовавшихся в результате перемешивания струи оборотной воды и имеющих время жизни несколько секунд. За счет этого происходит дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот V₄, а также прохождения в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением) изменение структуры оборотной воды при выходе с основного водовода, что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды, а также извлечение крупного, среднего металла и мелкого металла в основном шлюзе (12).

С выхода барабана (3) первичная пульпа (14) с крупным (15), средним (16) и мелким (17) металлом поступает на основной шлюз (12) с постоянным углом своего наклона θ₁, а также имеющий трафарет (13) с постоянными параметрами (высота "ребер", расстояние между ними и др.). В основном шлюзе (12), благодаря действию гидродинамических и гравитационных сил, происходит эффективное улавливание крупного (15) и среднего (16) металла (15) на трафарете (13) с постоянными параметрами. При этом мелкий (класс крупности "-0,25 мм") металл улавливается менее эффективно, чем средний и, тем более, крупный металл, поэтому часть его сносится с выхода основного шлюза вместе с первичной пульпой (фиг.1).

Для предотвращения общих потерь мелкого (17) металла на выходе основного шлюза (12), при сбросе первичной пульпы (14), происходит ее автоматическое перемешивание и осуществляется естественная дегазация атмосферным воздухом. Далее первичная пульпа (14) с мелким металлом (17) с помощью специального сита (18) класса "-7...-8 мм", установленного на выходе основного шлюза (12), дезинтегрируется и поступает на дополнительный шлюз (19) с регулируемым углом своего наклона θ₂(θ₂<θ₁), а также имеющего трафарет (20) с регулируемыми параметрами.

При помощи последовательно соединенных компрессора (22) и диспергатора (23), находящегося на входе дополнительного шлюза (19) по всей его ширине, происходит искусственная дегазация пульпы пузырьками воздуха определенного размера l₀₃ (фиг.3, 4) и имеющих время жизни не менее 0,5 мин. Через оросители (11) дополнительного водовода (7) оборотная вода с измененными (по отношению к отстойнику без излучения гидроакустических волн НЗД частот) физическими свойствами (после 2 этапов предварительной очистки) подается в дополнительный шлюз (19). При этом образуется вторичная пульпа (21), содержащая мелкий металл (17) следующих условных классов крупности (фиг.2, 3): "-0,05 мм" (17₁), "-0,1 мм" (17₂), "-0,15 мм" (17₃), "-0,2 мм" (17₄) и "-0,25 мм" (17₅).

В тракте (32) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₃, содержащем последовательно электрически соединенные генератор (33) сигналов УЗД частот F₃ (близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для искусственной аэрации вторичной пульпы на входе дополнительного шлюза) и усилитель мощности (34), к выходам (по числу гидроакустических преобразователей) которого подключены параллельно друг другу несколько (по числу оросителей дополнительного водовода) гидроакустических преобразователей (35) сферического типа УЗД частот F₃, установленных под оросителями дополнительного шлюза, осуществляется формирование, усиление до необходимого уровня и ненаправленное излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₃. Данные гидроакустические сигналы воздействуют на оборотную воду при ее выходе с дополнительного водовода (7) в момент ее естественной аэрации воздухом и поступления в дополнительный шлюз (19) с вторичной пульпой (21). За счет этого происходит как дополнительное (после излучения в отстойнике интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄, а также прохождения в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением) изменение структуры оборотной воды при выходе с дополнительного водовода (что влечет за собой дополнительное ее частичное "осветление" и повышение, в конечном счете, промывистых свойств оборотной воды), так и дополнительное (после дезинтеграции первичной пульпы по классу "-7...-8 мм", естественной и искусственной аэрации ее воздухом, а также после подачи оборотной воды с измененными, по отношению к отстойнику без излучения гидроакустических волн НЗД частот, физическими свойствами) изменение структуры вторичной пульпы в дополнительном шлюзе (19).

Эффективное улавливание (фиг.3) мелкого металла (золота, платины), являющегося технологическими потерями при традиционной промывке золотоносных песков (фиг.2), осуществляется следующим образом.

В тракте (24) формирования и излучения сигналов УЗД частот F₁, содержащем последовательно электрически соединенные генератор (25) сигналов УЗД частот F₁ и усилитель мощности (26), к двум выходам которого подключены параллельно друг другу два гидроакустических преобразователя (27) поршневого типа УЗД частот F₁, расположенные на определенном расстоянии по длине дополнительного шлюза и ориентированные строго навстречу друг другу, происходит формирование, усиление и направленное излучение гидроакустических сигналов УЗД частот F₁ (фиг.1 и 3, 4). При этом образуется стоячая гидроакустическая волна длиной λ₁ в зонах "сжатия", размером l_зс которой осуществляется "торможение" (скорость движущихся в потоке вторичной пульпы V_п2 мелких частиц металла V_м2 в зонах "сжатия" становится меньше скорости движения частиц металла V_м3 в зонах "разряжения" размером l_зр и тем более меньше скорости движения частиц металла во вторичной пульпе без воздействия гидроакустических волн v_м1,) мелких частиц металла (17), а в зонах "разряжения" - их "осаждение" (сила гравитации у движущихся мелких частиц металла в зонах "сжатия" G_м2 становится меньше соответствующего параметра во вторичной пульпе без воздействия гидроакустических волн g_м1 и тем более меньше в зонах "разряжения" G_м3) на трафарет (20) с регулируемыми параметрами (высота, расстояние между ребрами l_тр и др.).

Дополнительно (особенно для улавливания мелкого металла, обладающего магнитными свойствами) в тракте (36) формирования и излучения электромагнитных волн на частоте Р_э/м, содержащем последовательно электрически соединенные генератор (37) электромагнитных сигналов Р_э/м, усилитель мощности (38) и направленный, навстречу движущейся вторичной пульпе, излучатель (39) электромагнитных волн Р_э/м, установленный в нижней части (на выходе) дополнительного шлюза, происходят формирование, усиление до необходимого уровня и излучение электромагнитных волн Р_э/м (фиг.1 и 6). При этом в ее фронтах осуществляются "торможение" (скорость движущихся мелких частиц металла V'_м2 становится меньше скорости движения частиц металла во вторичной пульпе без воздействия электромагнитных и гидроакустических волн V_м1) и "осаждение" (сила гравитации у движущихся мелких частиц металла во фронтах электромагнитных волн G^/ _м2 приблизительно равна аналогичному показателю во вторичной пульпе без воздействия электромагнитных и гидроакустических волн G_м1)мелких частиц металла (17), обладающих магнитными свойствами, на трафарет (20) с регулируемыми параметрами.

При этом эффективное улавливание среднего (по гранулометрическому составу) металла (золота и платины) на основном шлюзе достигается за счет повышения промывистых свойств оборотной воды путем:

- ненаправленного излучения с помощью гидроакустического преобразователя, расположенного на заданной глубине в определенном месте отстойника, интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄;

- установки в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального - в начале каждой вставки до ¹/₄ диаметра - в конце каждой вставки;

- излучения сигналов УЗД частот F₂ с помощью гидроакустического преобразователя, установленного на выходе основного водовода.

Повышение эффективности улавливания мелкого металла на дополнительном шлюзе достигается за счет повышения промывистых свойств оборотной воды путем:

- ненаправленного излучения с помощью гидроакустического преобразователя, расположенного на заданной глубине в определенном месте отстойника, интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄;

- установки в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением;

- излучения сигналов УЗД частот F₃ с помощью гидроакустических преобразователей, установленных под оросителями на выходе основного водовода дополнительного шлюза, а также за счет:

- автоматического перемешивания и естественной дегазации атмосферным воздухом первичной пульпы на выходе основного шлюза, при ее сбросе;

- дезинтеграции первичной пульпы на выходе основного шлюза специальным ситом класса "-7...-8 мм";

- искусственной дегазации пульпы на ее входе в дополнительный шлюз пузырьками воздуха определенного размера, а также имеющих заданное время жизни при помощи компрессора и диспергатора;

- подачи в дополнительный шлюз оборотной воды с измененными физическими свойствами;

- излучения сигналов УЗД частот F₁ и образования стоячей гидроакустической волны длиной λ₁, в зонах "сжатия" которой осуществляется "торможение" мелких частиц металла, а в зонах "разряжения" - их "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза.

Повышение эффективности улавливания мелкого металла, обладающего магнитными свойствами, на дополнительном шлюзе достигается:

- за счет повышения промывистых свойств оборотной воды;

- излучения электромагнитных волн Р_э/м навстречу движущемуся потоку вторичной пульпе, во фронтах которой осуществляется "торможение" и "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза мелких частиц металла, обладающих магнитными свойствами.

Повышение эффективности способа при использовании оборотных вод достигается за счет ее поэтапного осветления в отстойнике, основном водоводе, на выходах основного и дополнительного водоводов, а также за счет естественной и искусственной аэрации пульпы на входе дополнительного шлюза.

Повышение эффективности способа при промывке илистых песков, а также при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды достигается за счет:

- поэтапного осветления в отстойнике, основном водоводе, а также на выходах основного и дополнительного водоводов оборотной воды;

- автоматического перемешивания и естественной дегазации атмосферным воздухом первичной пульпы на выходе основного шлюза, при ее сбросе;

- за счет искусственной аэрации пульпы на входе дополнительного шлюза;

- дезинтеграции первичной пульпы на выходе основного шлюза специальным ситом класса "-7...-8 мм";

- подачи в дополнительный шлюз оборотной воды с измененными физическими свойствами;

- излучения сигналов УЗД частот F₁ и образования стоячей гидроакустической волны длиной λ₁, в зонах "сжатия" которой осуществляется "торможение" мелких частиц металла, а в зонах "разряжения" - их "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза;

- излучения электромагнитных волн Р_э/м навстречу движущемуся потоку вторичной пульпе, во фронтах которой осуществляется "торможение" и "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза мелких частиц металла, обладающих магнитными свойствами.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. Вместо регулируемого механического разделения потока первичной пульпы на верхнюю и нижнюю часть производится перемешивание верхней и нижней ее частей на выходе основного шлюза.

2. Вместо формирования и излучения интенсивных гидроакустических волн УЗД, звукового и НЗД частот осуществляются формирование и излучение навстречу друг другу гидроакустических сигналов УЗД диапазона частот F₁, при этом образуется стоячая волна с длиной λ₁, в зонах "сжатия" которой осуществляется "торможение" движущихся в потоке вторичной пульпы мелких частиц металла, а в зонах "разряжения" - их "осаждение" на трафарет с регулируемыми параметрами.

3. Дополнительно осуществляется изменение структуры оборотной воды в основном и дополнительном водоводах, используемой для промывки породы и вторичной пульпы, за счет образования и схлопывания в ней кавитационных пузырьков путем установки в водоводе основного шлюза нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением, при этом одна из вставок устанавливается непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода к основному водоводу.

4. Дополнительно осуществляется изменение структуры оборотной воды за счет формирования и ненаправленного излучения с помощью гидроакустического преобразователя, установленного на выходе основного водовода, гидроакустических сигналов УЗД частот F₂.

5. Дополнительно осуществляется дезинтеграция первичной пульпы на выходе основного шлюза по классу "-7...-8 мм" при помощи сита.

6. Дополнительно изменяются физические свойства вторичной пульпы за счет ее искусственной аэрация пузырьками воздуха заданного диаметра на входе дополнительного шлюза при помощи компрессора и диспергатора.

7. Дополнительно изменяются физические свойства вторичной пульпы за счет ее промывки оборотной водой, направляемой от основного водовода по дополнительному водоводу к нескольким оросителям, установленным над дополнительным шлюзом.

8. Дополнительно изменяются физические свойства оборотной воды за счет формирования и ненаправленного излучения с помощью гидроакустических преобразователей, установленных под оросителями, УЗД частот F₃, близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для аэрация вторичной пульпы на входе дополнительного шлюза.

9. Дополнительно улавливаются частицы мелкого металла, обладающие магнитными свойствами, за счет их "торможения" и "осаждения" в дополнительном шлюзе электромагнитными волнами на частоте F_э/м.

10. Дополнительно осветляется оборотная вода за счет формирования и излучения с помощью гидроакустического преобразователя, расположенного на заданной глубине в определенном месте отстойника для оборотных вод, интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки 2, 4, 6, 8 и 9 являются новыми и неизвестно их использование для улавливания мелкого (по гранулометрическому составу) металла, в том числе обладающего магнитными свойствами, при промывке илистых песков и в условиях низких (единицы градусов выше ноля по шкале Цельсия) температур окружающей среды.

Таким образом, наличие новых существенных признаков в совокупности с известными обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно улавливать мелкий (по гранулометрическому составу) металл, в том числе обладающий магнитными свойствами, при промывке илистых песков, в условиях низких температур окружающей среды и при использовании оборотных вод.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту.

Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

В настоящее время в нашей стране наиболее распространенной является технология гравитационного обогащения, в которой разделение минералов происходит за счет силы тяжести, одной из "не сильной" фундаментальной силы природы. Поэтому для аппаратов гравитационного типа обогащения характерны потери мелких и тонких фракций металла.

Пройдя длительный путь эволюции, приборы гравитационного метода обогащения достигли высокой степени совершенства и находятся в настоящее время на вершине своего развития. Однако их эпоха заканчивается вместе с эпохой добычи крупного благородного металла.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных специалистов показывает, что основные потери при гравитационной технологии извлечения металла происходят за счет мелких классов (крупностью "-0,25 мм"). Результаты исследований Иргиредмет, ВНИИ-1 и других научных организаций показывают, что использовать только гравитационную технологию при обогащении благородных металлов нерационально. При этом потери металла класса "-0,25+0,1 мм" составляют 50-60%, а металл крупностью "-0,1 мм" практически не улавливается.

В последние годы для первичного обогащения песков все более широкое применение находят приборы, использующие центробежно-гравитационную технологию. Однако данные приборы лишь "передвигают" основную массу потерь металла в еще более мелкий класс частиц.

В связи с вышеизложенным необходима принципиально новая технология обогащения, которая позволяла бы эффективно и экологически безопасно добывать благородный металл независимо от погодно-климатических, горно-геологических, а также технологических свойств песков.

Пример реализации способа

При промышленном испытании разработанного способа в качестве базовой модели использовался промышленный промывочный прибор типа "ПБШ-40" с одностадиальной схемой обогащения мелкозернистых фракций песков, а также модернизированная шлюзовая приставка типа "ПШ-1". Параметры основного шлюза прибора "ПБШ-40": ширина - 0,7 м, высота - 0,67 м, длина - 9,780 м. Параметры трафарета, установленного на основном шлюзе: длина - 1,57 м, угол наклона "ребра" (планки) - 60°, высота "ребра" - 0,032 м, расстояние между "ребрами - 0,05 м. Параметры дополнительного шлюза: длина - 4,2 м, ширина - 0,7 м, высота - 0,17 м.

На фиг.7 представлены результаты промышленных испытаний шлюзовой приставки типа "ПШ-1" к промывочному прибору типа "ПБШ-40" в штатном варианте (индекс "I"), при реализации способа-прототипа (индекс "II") и разработанного способа (индекс "III"), соответственно. На горизонтальной оси показаны три "условных" участка (верхний, средний и нижний) дополнительного шлюза протяженностью по ˜ 2 м каждый. На вертикальной оси показано количество металла в условных единицах (из-за коммерческой тайны), распределенного по каждому "условному" участку.

Как видно из фиг.7, при реализации разработанного способа (индекс "III") и способа-прототипа (индекс "II") основное количество металла улавливается в средней части дополнительного шлюза. В то время как в штатном варианте (индекс "I") применения шлюзовой приставки "ШП-1" - в ее верхней (головной) части. При этом общее количество металла, дополнительно извлеченного в течение суток, составляло 4,183 у.е.; 1,645 у.е. и 0,170 у.е., соответственно. Другими словами, при реализации разработанного метода удалось дополнительно извлечь благородного металла в ˜ 2,5 раза больше, чем при реализации способа-прототипа и в ˜ 25 раз больше, чем в штатном варианте применения "ПШ-1". Данное обстоятельство однозначно свидетельствует о высокой эффективности разработанного способа промывки золотоносных песков при использовании волн различной физической природы.

Определенный практический интерес, кроме общего объема дополнительно добытого металла и характера его распределения по длине дополнительного шлюза (фиг.7), представляют результаты ситования металла на выходе основного шлюза промывочного прибора типа "ПБШ-40" (табл.1), в его эфельных (объем пробы 0,2 м³) хвостах (табл.2) и на выходе дополнительного шлюза при реализации разработанного способа промывки золотоносных песков (табл. 3).

Таблица 1 Результаты ситования металла (прибор "ПБШ-40")
Класс крупности, мм	Количество металла, г	Содержание металла, %
+2	8,1 г	0,338
+1	21,7	0,905
+0,5	87,0	3,627
+0,25	906,5	37,794
+0,125	1324,5	55,222
-0,125	50,7 (2398 г)	2,114 (100%)
Таблица 2 Результаты ситования металла (эфельные хвосты прибора)
Класс крупности, мм	Количество металла, мг	Содержание металла, %
+2	-	-
+1	-	-
+0,5	4	3,42
+0,25	28	23,93
+ 0,125	80	68,38
- 0,125	5 (117 мг)	4,27 (100%)
Таблица 3 Результаты ситования металла (дополнительный шлюз)
Класс крупности, мм	Кол-во металла, г	Содержание металла, %
+2	-	-
+1	1,2	0,63
+0,5	3,5	1,82
+0,25	14,3	7,45
+ 0,125	77,8	40,52
- 0,125	95,2(192 г)	49,58(100%)

Анализ результатов, представленных в табл.1 - 3, позволяет сделать некоторые выводы:

- разработанный метод позволяет эффективно улавливать мелкий ("-0,25 мм") металл (˜90% от общего объема дополнительно извлеченного металла), т.е. полностью выполняет свое предназначение. В то время как на основном шлюзе промывочного прибора наиболее эффективно улавливается средний ("+0,25...-0,5 мм") металл (˜93%);

- использование дополнительного шлюза при реализации разработанного метода показывает, что процентное содержание металла крупностью "-0,125 мм" в эфельных хвостах промывочного прибора "ПБШ-40" на порядок выше по сравнению с данными, получаемыми в процессе контрольного ситования (49,58% в табл.3 и 4,27% в табл.2);

- при использовании дополнительного шлюза в процессе реализации разработанного метода удалось выявить относительно большие (˜9%) потери среднего ("+0,25...-0,5 мм") металла (табл.3).

Данную информацию целесообразно использовать для мониторинга россыпных месторождений, техногенных песков, контроля качества работы промывочных приборов и т.д.

На фиг.8 иллюстрируются результаты экспериментальных исследований по очистке оборотной воды в отстойнике (в месте расположения приемного патрубка основного водовода) от взвесей (ее "осветлению"), проводимых в период низких (+3...7° Цельсия) температур окружающей среды (весна 2003 г.) при промывке илистых песков, содержащих благородный металл, в том числе обладающий магнитными свойствами. В качестве частного показателя эффективности способа использовалось содержание взвесей (в граммах) в различных пробах (объемом ˜ по 1 л) оборотной воды в исследуемых (10-литровых) объемах при пяти различных частотах F₄ (пробы: №1- 0,4 кГц, №2 - 0,8 кГц, №3 - 1,2 кГц, №4 - 1,6 кГц, №5 - 2 кГц), а также без излучения гидроакустических сигналов (проба №6). При этом оценка эффективности, для корректности, осуществлялась как по степени "осветления" (минимальному количеству взвесей в 1 л пробы) оборотной воды (линия №I на фиг.8 - "верхние" части каждого из шести исследуемых 10-литровых объемов), так и по количеству "выпавших взвесей" в осадок в соответствующей пробе исследуемого объема оборотной воды (линия №II на фиг.8 - "нижние" части исследуемых 10-литровых объемов).

Как видно из фиг.8, наиболее предпочтительной для данного отстойника и физических свойств конкретной оборотной воды, с точки зрения выбранного показателя эффективности, является частота F₄=0,8 кГц. При этом видно, что в результате гидроакустического воздействия на той или иной указанной выше частоте содержание взвесей в исследуемом объеме оборотной воды, поступающей в основной и дополнительный водоводы, уменьшилось по сравнению с содержанием взвесей в отстойнике без излучения гидроакустических волн НЗД частот (проба №6), что, в конечном итоге, приводит к повышению "промывистых свойств" оборотной воды и увеличению общего объема добытого металла в основном шлюзе.

Таким образом, внедрение данного способа очистки оборотных вод целесообразно как с производственной (например, увеличение общего объема добываемого благородного металла за счет уменьшения его потерь и др.), так и с экологической (например, защита нерестовых рек от техногенного загрязнения и др.) точек зрения.

На фиг.9 иллюстрируются результаты экспериментальных исследований по очистке породы (в барабане с ситом класса "-40 мм") от ила, проводимых в период низких (около 0° Цельсия) температур окружающей среды (весна 2003 г.) при промывке илистых песков, содержащих благородный металл, в том числе обладающий магнитными свойствами. Методика оценки эффективности очистки заключалась в том, что в барабане в течение 1 мин непрерывно излучался гидроакустический сигнал на той или иной частоте F₂, а затем соответствующие пробы (объемом ˜ по 0,3 л) породы высушивались и взвешивались на электронных весах. В дальнейшем осуществлялись полная промывка (до чистой воды) и сушка всех проб с последующим их взвешиванием на тех же весах, а также определялись разности в абсолютных (г) и относительных (%) величинах между первичной (с излучением и без излучения гидроакустических сигналов F₂) и полной промывками породы. Эта разность и использовалась в качестве частного показателя эффективности способа при шести различных сигналах частот F₂ (пробы: №1 - 7 кГц, №2 - 16 кГц, №3 - 32 кГц, №4 - 50 кГц, №5 - 64 кГц, №6 - 80 кГц - линия №I на фиг.9), а также без излучения гидроакустических сигналов (проба №7 - линия №II на фиг.9).

Как видно из фиг.9, наиболее предпочтительной для данной породы и конкретной оборотной воды, с точки зрения выбранного показателя эффективности, является частота F₂=64 кГц (разность между первичной и полной промывкой составила ˜ 50 г для пробы породы объемом ˜0,3 л). При этом видно, что в результате гидроакустического воздействия на той или иной указанной выше частоте указанная выше разность всегда оказывалась меньше, чем аналогичный параметр без излучения гидроакустических волн F₂ на выходе основного водовода (˜113 г - проба №7), что, в конечном итоге, приводит к увеличению общего объема добытого металла как в основном, так и в дополнительном шлюзах.

При этом эффективное улавливание среднего (по гранулометрическому составу) благородного металла на основном шлюзе достигнуто за счет повышения промывистых свойств оборотной воды путем:

- ненаправленного излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄ (˜ 800 Гц) в отстойнике для оборотных вод;

- установки в основном водоводе нескольких (2-х) вставок из труб с изменяющимся по длине сечением;

- ненаправленного излучения сигналов УЗД частот F₂ (˜60-70 кГц) на выходе основного водовода.

Повышение эффективности улавливания мелкого металла на дополнительном шлюзе достигнуто за счет повышения промывистых свойств оборотной воды путем:

- ненаправленного излучения интенсивных гидроакустических сигналов НЗД частот F₄ (˜700-800 Гц) в отстойнике для оборотных вод;

- установки в основном водоводе нескольких (2-х) вставок из труб с изменяющимся по длине сечением;

- ненаправленного излучения сигналов УЗД частот F₃ (˜60-70 кГц) с помощью гидроакустических преобразователей, установленных под оросителями на выходе дополнительного водовода, а также за счет:

- автоматического перемешивания и естественной дегазации атмосферным воздухом первичной пульпы на выходе основного шлюза при ее сбросе;

- дезинтеграции первичной пульпы на выходе основного шлюза специальным ситом класса "-7...-8 мм";

- искусственной дегазация пульпы на ее входе в дополнительный шлюз пузырьками воздуха определенного размера (соответствующих резонансной частоте ˜60-70 кГц) и имеющих заданное (не менее 30 сек) время жизни;

- подачи в дополнительный шлюз добавочного (по сравнению с основным шлюзом) объема оборотной воды с измененными физическими свойствами;

- направленного излучения сигналов УЗД частот F₁ (˜30-40 кГц) и образования стоячей гидроакустической волны длиной λ₁.

Повышение эффективности улавливания мелкого металла, обладающего магнитными свойствами, на дополнительном шлюзе достигнуто:

- за счет повышения промывистых свойств оборотной воды;

- излучения электромагнитных волн Р_э/м (˜15-20 кГц) навстречу движущемуся потоку вторичной пульпе.

Повышение эффективности способа при использовании оборотных вод достигнуто за счет ее поэтапного осветления в отстойнике, основном водоводе, на выходах основного и дополнительного водоводов, а также за счет естественной и искусственной аэрации пульпы на входе дополнительного шлюза.

Повышение эффективности способа при промывке илистых песков, а также при промывке песков в условиях низких температур окружающей среды, достигнуто за счет:

- поэтапного осветления в отстойнике, основном водоводе, а также на выходах основного и дополнительного водоводов оборотной воды;

- автоматического перемешивания и естественной дегазации атмосферным воздухом первичной пульпы на выходе основного шлюза (при ее сбросе);

- за счет искусственной аэрации пульпы на входе дополнительного шлюза;

- дезинтеграции первичной пульпы на выходе основного шлюза специальным ситом класса "-7... -8 мм";

- подачи в дополнительный шлюз добавочного объема оборотной воды с измененными физическими свойствами;

- направленного излучения сигналов УЗД частот F₁ и образования стоячей гидроакустической волны длиной λ₁, в зонах "сжатия" которой осуществляется "торможение" мелких частиц металла, а в зонах "разряжения" - их "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза;

- направленного излучения электромагнитных волн Р_э/м навстречу движущемуся потоку вторичной пульпе, во фронтах которой осуществляются "торможение" и "осаждение" на трафарет дополнительного шлюза мелких частиц металла, обладающих магнитными свойствами.

Способ промывки золотоносных песков, включающий механическое перемешивание в барабане породы при непрерывном ее орошении водой, образование первичной пульпы, направление первичной пульпы на вход основного шлюза, имеющего постоянный угол своего наклона θ₁ и содержащий трафарет с постоянными параметрами, улавливание крупного и среднего золота на трафарете, направление первичной пульпы с выхода основного шлюза на вход дополнительного шлюза, автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию, формирование вторичной пульпы, осуществление уменьшения скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе при сохранении потока первичной пульпы в основном шлюзе и поддержании скорости потока вторичной пульпы в дополнительном шлюзе установкой его угла наклона θ₂, меньшим угла наклона θ₁ основного шлюза, воздействие на вторичную пульпу в дополнительном шлюзе гидроакустическими сигналами ультразвукового диапазона частот F₁, при помощи гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, расположенных на расстоянии друг от друга по длине дополнительного шлюза, сброс в накопитель всей вторичной пульпы с выхода дополнительного шлюза, отличающийся тем, что осуществляют дезинтеграцию первичной пульпы при помощи сит, по классу -40 мм - внутри барабана и по классу -7 ÷ -8 мм на выходе основного шлюза, при этом автоматическое перемешивание первичной пульпы и ее естественную дегазацию осуществляют на выходе основного шлюза, а на входе дополнительного шлюза при помощи компрессора и диспергатора вторичную пульпу подвергают искусственной аэрации пузырьками воздуха, а также промывке оборотной водой, направляемой от основного водовода по дополнительному водоводу к нескольким оросителям, установленным над дополнительным шлюзом, причем на дополнительном шлюзе осуществляют улавливание трафаретами частиц мелкого металла, обладающих магнитными свойствами, при воздействии электромагнитных волн частотой 15-20 кГц, направленных навстречу движущейся вторичной пульпе, для воздействия на вторичную пульпу используют два гидроакустических преобразователя поршневого типа, которые ориентируют строго навстречу друг другу, при этом осуществляют изменение структуры оборотной воды, используемой для промывки породы и вторичной пульпы в основном и дополнительном водоводах, путем установки в основном водоводе нескольких вставок из труб с изменяющимся по длине сечением: от максимального в начале каждой вставки, до ¼ диаметра в конце каждой вставки, при этом одну из вставок устанавливают непосредственно перед местом подключения дополнительного водовода к основному водоводу, а также за счет формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₂, с помощью цилиндрического гидроакустического преобразователя ультразвукового диапазона частот, установленного на выходе основного водовода, и формирования ненаправленного излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот F₃, близких к резонансной частоте F₀ пузырьков воздуха, используемых для аэрации вторичной пульпы с помощью нескольких, по числу оросителей, сферических гидроакустических преобразователей ультразвукового диапазона частот, установленных под оросителями дополнительного шлюза, причем в отстойнике оборотных вод устанавливают цилиндрический гидроакустический преобразователь для дополнительного осветления оборотной воды формированием ненаправленного излучения гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот F₄.