Устройство для повышения эффективности вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород
Владельцы патента RU 2729799:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) (RU)
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к аппаратам для извлечения тонкого золота из глинистых золотосодержащих пород. Устройство для вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород содержит рабочую камеру и ресивер, соотношение объемов которых составляет <1:200, вакуумный насос с производительностью ≥0,5 м3/с, подключенный к ресиверу, быстродействующие пневматические клапаны откачки и напуска атмосферы. Рабочая камера содержит поддон для глинистой породы, который снабжен нагревателем с регулируемой мощностью до 200 Вт. Нагреватель выполнен с возможностью нагрева породы до температуры от 10 до 30°С и его расположения непосредственно внутри глинистой породы. Поддон снабжен тремя датчиками температуры, выполненными с возможностью установки на различной глубине по толщине породы. Устройство позволяет интенсифицировать, а также повысить эффективность дезинтеграции золотоносных глинистых пород с целью увеличения выхода ультрадисперсных частиц драгоценных металлов при их извлечении из золотоносных глинистых пород. 1 ил.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к аппаратам для извлечения тонкого золота из глинистых золотосодержащих пород.
Известно, что в хвостах глинистой золотоносной породы после обогащения может оставаться значительное содержание золота. Также известно, что отвалы хвостов обогащения, которые пролежали на открытом воздухе в течение нескольких лет становятся породой, добыча золота из которой может стать экономически выгодной. Причина состоит в том, что замораживание породы в зимнее время и размораживание ее в летнее время приводят к дезинтеграции породы.
Однако процесс размораживания в естественных условиях занимает значительное время. Настоящее изобретение направлено на интенсификацию этого процесса в искусственных условиях.
Известна установка для термовакуумно-импульсной сушки пищевых материалов (патент РФ №166946, 2016 г., F26B 9/06, F26B 5/04, F26B 3/04, F26B 21/04), которая включает две сушильные камеры, соединенные при помощи трубопроводов с быстродействующими клапанами с ресивером, и водокольцевой вакуумный насос, подключенный к ресиверу. Каждая сушильная камера снабжена системой кондиционирования газообразного теплоносителя и системой конвективного прогрева материалов с рециркуляцией газообразного теплоносителя.
Недостатками данного решения являются:
- большой, по сравнению с ресивером, объем рабочих камер, в которых размещаются многоярусные передвижные тележки с полками или вешалами;
- наличие теплового насоса для охлаждения воды, циркулирующей в водокольцевом насосе, что усложняет и удорожает всю конструкцию;
- сложная конструкция рабочих камер, предназначенных для сушки с нагревом;
- предельный вакуум составляет 1 кПа, что существенно выше давления насыщенных паров воды при температуре замерзания (~500 Па);
- нагрев образцов осуществляется за счет стенок сушильной камеры;
- уровень относительной влажности в установке составляет 50%, что существенно превышает значения при импульсном вакуумировании в заявляемом устройстве (порядка 1%).
Известен способ сушки древесины и устройство для его осуществления (патент РФ №2400684, 2009 г., F26B 5/04, F26B 9/06). Установка, реализующая способ сушки древесины, включает две сушильные камеры, соединенные трубопроводами с быстродействующими клапанами с первым охлаждаемым ресивером со шлюзовой камерой, последовательно соединенным со вторым ресивером и с вакуумным насосом при помощи трубопровода с вакуумным затвором. Время вакуумирования рабочих камер - 10 с.
Недостатками решения являются:
- сложная конструкция рабочих камер, предназначенных для сушки с нагревом;
- нагрев образцов осуществляется за счет газового теплоносителя, температура воздушного теплоносителя составляет 150-300°С, что требует больших затрат энергии;
- недостаточно высокий предельный вакуум (порядка 7 кПа);
- время вакуумирования до 10 сек.
Известен способ сушки древесины и установка для его осуществления (патент РФ №2468319, 2009 г., F26B 5/04, F26B 9/06). Установка содержит не менее двух герметичных сушильных камер, вакуумный насос и ресивер, соединенные между собой трубопроводом с герметичными заслонками.
Недостатками решения являются:
- сложная конструкция рабочих камер;
- нагрев образцов осуществляется за счет газового теплоносителя;
- невысокий предельный вакуум (порядка 30 кПа);
- время вакуумирования составляет 60-70 мин.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому решению является устройство для вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород (патент РФ №2686976, 2018 г., С22В 11/12, В03В 7/00, С22В 7/00, 2018 г.), содержащее ресивер, вакуумный насос, подключенный к ресиверу, рабочую камеру.
Недостатком данного устройства является отсутствие конструктивной возможности интенсификации процесса размораживания породы. Процесс промерзания происходит в первом цикле вакуумирования и для следующего цикла нужно время для размораживания. Все это уменьшает эффективность дезинтеграции.
Задачей изобретения является повышение эффективности дезинтеграции золотоносных глинистых пород с целью увеличения выхода ультрадисперсных частиц драгоценных металлов при их извлечении из золотоносных глинистых пород.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для повышения эффективности вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород, содержащем рабочую камеру и ресивер, соотношение объемов которых составляет < 1:200, вакуумный насос с производительностью ≥ 0,5 м3/с, подключенный к ресиверу, быстродействующие пневматические клапаны откачки и напуска атмосферы, согласно изобретению, рабочая камера содержит поддон для глинистой породы, который снабжен нагревателем с регулируемой мощностью от 0 до 200 Вт, при этом нагрев породы осуществляется до температуры от 10 до 30°С. Нагреватель расположен таким образом, что при размещении глинистой породы в поддоне, нагреватель оказывается непосредственно внутри глинистой породы.
Вакуумирование приводит к интенсивному испарению влаги из породы, что, в свою очередь, за счет теплоты фазового перехода, приводит к охлаждению породы вплоть до замерзания. Однако процесс размораживания в естественных условиях занимает значительное время. Для быстрого размораживания породы в поддон для породы вмонтирован нагреватель с регулируемой мощностью (0-200 Вт).
На фиг. 1 показано устройство для вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород, где:
1 - ресивер;
2 - датчик давления;
3 - блок индикации давления;
4 - рабочая камера;
5 - датчик давления;
6 - АЦП;
7 - компьютер;
8 - блок управления;
9 - поддон;
10 - датчики температуры;
11 - нагреватель;
12 - источник питания для нагревателя;
13 - клапан напуска атмосферы;
14 - клапан откачки;
15 - вакуумный насос.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемая субстанция (глина) помещается в специальный водонепроницаемый поддон 9 в рабочую камеру 4 и камера герметизируется. Включается измерительная и регистрирующая аппаратура (3, 6, 7), включается блок управления клапанами 8. По сигналу с блока управления 8 открывается клапан откачки 14 и давление в рабочей камере 4 резко (за время не более 1 секунды) падает до ≈ 0,4 кПа, что заметно ниже давления насыщенных паров воды при комнатной температуре, затем, при работающем насосе 15, за несколько секунд уменьшается до ≈ 13 Па. Начинается интенсивное испарение влаги с поверхности обрабатываемой породы. Порода выдерживается под воздействием вакуума некоторое время. После этого клапан откачки 14 закрывается, а клапан напуска 13 открывается. Вследствие механических деформаций породы как при вакууммировании, так и при напуске давления происходит дезинтеграция породы для условий, когда порода еще не замерзла. Замерзание породы происходит за счет отбора энергии при испарении влаги. Температура породы стремится к равновесному значению для насыщенных паров воды при установившемся давлении в камере. Фазовый переход содержащейся в глине воды в замерзшее, твердое состояние, сопровождаемое уменьшением плотности, что вызывает дополнительную дезинтеграцию. Количество циклов откачки-напуска определяется замерзанием глинистой породы, которое контролируется показаниями датчиков температуры 10, установленных на различной глубине по толщине породы. После замерзания породы включается нагреватель 11, который за время 10 минут приводит к размораживанию породы и подъему температуры от 10 до 30°С. Процесс замерзание-нагрев повторяется до тех пор, пока количества влаги становится недостаточным для замерзания породы. Это контролируется тремя датчиками температуры 10, установленными в различных областях породы.
Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс и, как следствие, повысить эффективно дезинтеграции золотосодержащих глинистых пород.
Устройство для вакуумной дезинтеграции золотоносных глинистых пород, содержащее рабочую камеру и ресивер, соотношение объемов которых составляет <1:200, вакуумный насос с производительностью ≥0,5 м3/с, подключенный к ресиверу, быстродействующие пневматические клапаны откачки и напуска атмосферы, отличающееся тем, что рабочая камера содержит поддон для глинистой породы, который снабжен нагревателем с регулируемой мощностью до 200 Вт, при этом нагреватель выполнен с возможностью нагрева породы до температуры от 10 до 30°С и его расположения непосредственно внутри глинистой породы, поддон снабжен тремя датчиками температуры, выполненными с возможностью установки на различной глубине по толщине породы.
