Шлюз с непрерывной разгрузкой концентрата (ШНРК)

Увеличение частоты сполоска шлюзов повышает извлечение золота, но требует значительных затрат времени. Идеальным с технологической точки зрения является непрерывное выделение концентрата.

Из многочисленных предложений по усовершенствованию шлюзов реальное применение на практике нашли шлюзы с непрерывной разгрузкой концентрата (ШНРК), разработанные Иргиредметом в 1978–85 гг. (а.с. СССР № 688227, 726709, 1094183). Один тип таких шлюзов в 1985 г был доведен до промышленного производства и прошел испытания на драге № 65 на предприятии «Лензолото». После этого ШНРК начали устанавливать на драгах других регионов. Однако экономические проблемы 90-х годов остановили производство ШНРК. В настоящее время они используются (в 2005 году) только в ОАО «Прииск Усть-Кара» (Читинская обл.).

Конструкция ШНРК сравнительно простая (рис.). Шлюз состоит из корпуса (1), выполненного из двух плоскостей, размещенных под углом друг к другу и образующих V-образное днище (2). Плоскости, образующие днище, по всей длине футерованы резиновым ковриком (3) с наклонными рифлями (6) производства ООО "СК-Полимеры", образующими с продольной осью шлюза острый угол. К головной части шлюза примыкает загрузочное устройство (4). Вдоль всей длины шлюза идет продольное углубление (5). По центру, у торца хвостовой части шлюза, расположен самоочищающийся отсекатель концентрата (7).

Обогащение минерального сырья на ШНРК осуществляется следующим образом. Пески в виде пульпы через загрузочное устройство (4) подаются на днище (2) и самотеком транспортируются по нему.

При движении потока по днищу в осевой его части создается зона высокой концентрации тяжелых шлиховых минералов, которые непрерывно движутся вдоль днища. Рифлями резинового коврика производства ООО "СК-Полимеры" они направляются в продольное углубление (5) и по нему, непрерывно перемещаясь, попадают в отсекатель и выводятся из процесса. При этом рифли обеспечивают необходимую для селективности процесса турбулентность потока. В зависимости от требуемого качества и объема концентрата осуществляется регулирование зазора отсекателя по высоте между передней его кромкой и кромкой днища (см.рис.).

До промышленных испытаний и внедрения были доведены ШНРК для драг (табл.1). Для испытаний была смонтирована обогатительная установка, включающая два ШНРК, отсадочную машину МОД-1М для перечистки шлюзового концентрата, песковый насос НП-1М, обезвоживающий бункер, концентрационный стол СКО-2.

Таблица 1. Технические характеристики ШНРК (для драги)

Установку смонтировали на левой стороне в кормовой части драги. Исходным питанием для ШНРК служил подрешетный продукт первого и второго ставов дражной бочки крупностью до 18–20 мм.

Промышленные испытания подтвердили работоспособность всех конструктивных элементов и устройств. Резиновые коврики с косыми рифлями производства ООО "СК-Полимеры", покрывающие дно шлюза, позволили не только направлять в придонную часть потока шлиховые минералы и выводить их в концентрат, но и обеспечили необходимую для селекции минералов турбулентность потока в продольном направлении и циркуляцию в поперечном направлении. Перемещаясь по углублению дна шлюза, концентрат постоянно подвергается воздействию боковых микропотоков, возникающих в межрифлевых пространствах. В результате каждого такого воздействия концентрат очищается за счет осаждения компонентов с высокой плотностью в самые нижние слои и вымыванию в верхние слои потока минералов пустой породы, имеющих относительно небольшую плотность.

Промышленные испытания и проведенные в производственных условиях экспериментальные исследования показали следующее.

Извлечение золота в концентрат ШНРК достигает 98,6% при выходе концентрата 42,2% и снижается до 85,5% при сокращении выхода концентрата до 7,4%.

Оптимальная нагрузка по твердому определена в 8–9 м³/ч (13–15 м³/ч на 1 м ширины шлюза). Увеличение нагрузки на шлюз до 17 м³/ч (по твердому) приводит к незначительному уменьшению извлечения золота. Снижение нагрузки не влияет на извлечение золота.

Изменение консистенции пульпы (отношения Ж:Т по объему) в пределах от 7:1 до 17:1 практически не влияет на эффективность обогащения. Наблюдения показали, что пульпу более густую, чем при соотношении Ж:Т=7:1, подавать на обогащение нецелесообразно.

Максимальная степень концентрации золота достигла 11,5, однако в среднем составляла 5–7.

В процессе обогащения происходит заметная сегрегация материала в концентрат по крупности, который на 75–85 % представлен  фракцией менее 2 мм. Концентрат выделяется обезвоженный — массовая доля твердого от 30 до 50%.

Сравнительная оценка эффективности извлечения золота на ШНРК и стационарных шлюзах проведена путем опробования продуктов обогащения обычных шлюзов (№ 3 и № 5) второго яруса левой стороны драги при обогащении одного и того же золотосодержащего материала (табл.2).

Таблица 2. Показатели эффективности работы дражных шлюзов и ШНРК

*При работе дражный шлюз многократно заэфеливался

Таким образом, ШНРК позволил исключить операцию сполоска шлюзов и при этом повысил извлечение золота по операции более чем на 10%. ШНРК допускает значительно большую нагрузку по сравнению с обычными шлюзами, при этом не происходит заэфеливание шлюза. ШНРК практически не требует обслуживания, это недорогое, надежное и долговечное устройство.

ШНРК нашли практическое применение на нескольких драгах. Они были установлены вместо обычных шлюзов. Для переработки концентрата, поступающего с ШНРК, на драгах были установлены отсадочные машины. Так работает в настоящее время драга № 53 на прииске «Усть-Кара».

За счет применения ШНРК:

1. Исключается операция сполоска шлюзов, соответственно сокращается количество обслуживающего персонала  на 2–3 человека.
2. Снижаются трудовые затраты на переработку шлюзового концентрата, так как он сразу же направляется на отсадочную машину и концентрационный стол (схема совместной работы этих аппаратов хорошо отработана).
3. Повышается извлечение золота, так как ШНРК мало чувствителен к колебаниям нагрузки, что исключает заэфеливание, а золото при использовании ШНРК извлекается на высокоэффективном оборудовании:  отсадочных машинах и столах.

Вышеперечисленные выгоды достаточно значительные. В настоящее время предприятия для повышения извлечения золота все больше переходят на отсадочные технологии обогащения, несмотря на то, что они достаточно дороги. Применение ШНРК перед отсадочной машиной существенно снижает затраты, так как после ШНРК количество концентрата снижается в несколько раз. Соответственно вместо двух дорогостоящих отсадочных машин «ТРУД-12» на драге можно установить одну и т.п.

Совместно с заводом «ИЗТМ» Иргиредметом разработаны проекты модернизации 250 и 380-литровых драг для перехода на ШНРК и отсадочную технологию обогащения. Институтом также разработана схема недорогого промывочного прибора с ШНРК и небольшой отсадочной машиной типа МОД-2М1.

Статья "Его величество Шлюз! Конструкция и основные типы"