RU2315662C1

RU2315662C1 - Separator

Info

Publication number: RU2315662C1
Application number: RU2006116456/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Дядин; Александр Сергеевич Латкин; Андрей Владимирович Козырев; Виктор Георгиевич Подковыров; Николай Семенович Сочугов
Original assignee: Валерий Иванович Дядин; Александр Сергеевич Латкин; Андрей Владимирович Козырев; Виктор Георгиевич Подковыров; Николай Семенович Сочугов
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2008-01-27

Abstract

FIELD: mineral production, namely extraction of free metals (gold, platinum and others), oxides of many metals for separating electrically conducting particles and cleaning water.

SUBSTANCE: separator includes loading unit, means for moving flow of pulp, housing having ducts for individually discharging flows of separated components; unit for spatially dividing pulp flow by flows of separated components, said unit is in the form of magnetic system having electric current pulse generator and electromagnet. Electric current pulse generator may generate powerful current pulses at rate of increasing electric current in pulse dI(t)/dt no less than 10⁸ A/s with asymmetrical in time form of electric current pulses having front edge duration less than that of back edge. Electromagnet is made with possibility of generating powerful impulse magnetic field with gradient (grad H) no less than 10⁸ A/m². Value of magnetic field intensity in duct for discharging flow containing useful component is equal to 0.

EFFECT: possibility for extracting fine and ultra-fine non-magnetic fractions of non-ferrous, rare and noble metals from mixture of dispersed non-magnetic materials.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области техники и технологии для извлечения частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий) и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), окислов большинства металлов, для разделения проводящих частиц и очистки воды.The invention relates to the field of engineering and technology for the extraction of particles from dispersed systems (suspensions, colloidal solutions, suspensions) and can be used in mining for the extraction of free metals (gold, platinum, etc.), oxides of most metals, for the separation of conductive particles and water purification.

После переработки горных пород в отвалах и хвостах остается значительное количество драгоценных металлов, в основном в мелких фракциях. Существующие устройства для обогащения золотосодержащих руд недостаточно эффективны для максимального извлечения золота из отвалов и россыпных месторождений, содержащих мало золота.After processing the rocks in dumps and tails, a significant amount of precious metals remains, mainly in small fractions. Existing devices for the enrichment of gold-bearing ores are not effective enough to maximize the extraction of gold from dumps and placer deposits containing little gold.

Известно техническое решение, предназначенное для обезметалливания золотосодержащих растворов, содержащее цементатор в виде корпуса с патрубками ввода и вывода раствора и чередующимися слоями металла-цементатора, которое для повышения качества золотого осадка дополнительно содержит слои инертного материала, перфорированные пластины, фиксированно установленные в верхней и нижней частях корпуса. Слои металла-цементатора и инертного материала чередуются и сжаты в пакет перфорированными пластинами, а инертный слой выполнен из углеродного материала, например графитизированного ватина (см. пат. РФ №2027787, кл. С22В 11/12, 1995).A technical solution is known for demetallization of gold-containing solutions, containing a cementer in the form of a housing with solution inlet and outlet pipes and alternating layers of metal-cement, which additionally contains layers of inert material, perforated plates fixedly installed in the upper and lower parts to improve the quality of the gold precipitate corps. The layers of metal-cement and inert material are alternated and compressed into a bag by perforated plates, and the inert layer is made of carbon material, for example graphitized batting (see US Pat. RF No. 2027787, class C22B 11/12, 1995).

Это техническое решение способствует обезметалливанию растворов, но не решает проблемы извлечения мельчайших частиц золота.This technical solution contributes to the de-metallization of solutions, but does not solve the problem of extracting the smallest particles of gold.

Известно техническое решение, предназначенное для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов, включающее корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой наружный установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения, отличающееся тем, что снабжено дополнительным цилиндрическим барабаном, установленным неподвижно внутри барабанов, концентрично им, при этом внутренний барабан выполнен металлическим, средний и наружный барабаны выполнены из диэлектрика, корпус выполнен с каналом для выхода извлеченного материала, над которым установлен скребок, а электроды выполнены стержневыми и расположены в стенках среднего барабана по его образующим на части его поверхности, расположенной от оси входного отверстия корпуса до кромки канала для выхода извлеченного материала, причем источник напряжения расположен внутри металлического барабана (см. пат. РФ №2098193, кл. В03С 7/06, 1997).A technical solution is known for extracting substances and particles from suspensions and solutions, including a housing with inlet and outlet openings, two concentric cylindrical drums installed in the housing, one of which is fixedly mounted, and the other external is mounted for rotation, insulated electrodes connected with a voltage source, characterized in that it is equipped with an additional cylindrical drum mounted motionlessly inside the drums, concentric with it, while inside the drum is made of metal, the middle and outer drums are made of dielectric, the housing is made with a channel for the output of the extracted material, a scraper is installed above it, and the electrodes are made of rod and are located in the walls of the middle drum along its generators on a part of its surface located from the axis of the inlet housing to the edge of the channel for the output of the extracted material, and the voltage source is located inside the metal drum (see US Pat. RF №2098193, class B03C 7/06, 1997).

Особенность устройства - электростатическое поле в рабочей зоне установки у поверхности наружного барабана создается за счет краевых эффектов стержневых электродов. При этом имеется градиент поля с увеличением интенсивности к поверхности барабана. Поэтому металлические частицы притягиваются к поверхности наружного барабана за счет сил Кулона, действующих в одном направлении на индуцированные заряды в частицах.A feature of the device is the electrostatic field in the working area of the installation near the surface of the outer drum is created due to the edge effects of the rod electrodes. In this case, there is a field gradient with increasing intensity to the surface of the drum. Therefore, metal particles are attracted to the surface of the outer drum due to Coulomb forces acting in the same direction on the induced charges in the particles.

Недостаток этого решения - зависимость эффективности его работы от плотности пульпы, кроме того, оно не обеспечивает возможности разделения частиц металла по типам, поскольку рабочий орган выносит их из пульпы на своей поверхности, которую затем зачищают от налипших частиц. Кроме того, пропускная способность устройства существенно зависит от площади зазоров, через которые проходит пульпа.The disadvantage of this solution is the dependence of its efficiency on the density of the pulp, in addition, it does not provide the possibility of separating metal particles by type, since the working body removes them from the pulp on its surface, which is then cleaned of adhering particles. In addition, the throughput of the device significantly depends on the area of the gaps through which the pulp passes.

Известен сепаратор, включающий цилиндрический корпус с плоским днищем, расположенную по оси корпуса пульпоприемную камеру, приспособления для вывода тяжелой и легкой фракций, отличающийся тем, что цилиндрический корпус с плоским днищем разеделен цилиндрическими перегородками на несколько камер, в днищах которых расположены водные форсунки, подающие воду под давлением параллельно днищу, причем направление движения водных потоков в сопряженных камерах противоположно, удаление хвостов обогащения производится через верхнюю кромку последней круговой камеры в кожух хвостосборника с наклонным днищем, приспособление для отбора тяжелых фракций выполнено в виде расположенных на днищах камер щелей (см. пат. РФ №2045351, кл. В03В 5/32, 1995 г.).A separator is known, including a cylindrical body with a flat bottom, a slurry receiving chamber located along the axis of the body, devices for outputting heavy and light fractions, characterized in that the cylindrical body with a flat bottom is separated by cylindrical partitions into several chambers, in the bottoms of which are water nozzles supplying water under pressure parallel to the bottom, and the direction of movement of water flows in the conjugate chambers is opposite, the removal of tailings is carried out through the upper edge of the last a single circular chamber into the tail housing with an inclined bottom, a device for selecting heavy fractions is made in the form of slots located on the bottoms of the chambers (see US Pat. RF No. 2045351, class B03B 5/32, 1995).

Устройство представляет из себя комбинацию признаков центробежного концентратора непрерывного действия (неподвижный цилиндр с плоским днищем и спиральной нарезкой) и центробежного концентратора циклонного типа (тангенциальная подача водного потока под давлением).The device is a combination of the signs of a continuous centrifugal concentrator (a fixed cylinder with a flat bottom and spiral thread) and a cyclone-type centrifugal concentrator (tangential flow of a water stream under pressure).

Однако эти устройства недостаточно полно улавливают частицы крупностью менее 0,041 мм, что приводит к безвозвратным потерям ценных компонентов, малопроизводительны. Гравитационные концентраты, получаемые на перечисленных устройствах, не отличаются высоким содержанием ценных компонентов. Более эффективными аппаратами для обогащения гравитационными методами являются шлюзы Бартлез-Мозли и доводочные столы Холмана (Справочник по обогащению руд. Основные процессы, - М., Недра, 1983, с.5-131). Но эти аппараты имеют весьма низкую производительность, занимают большие площади, сложны в эксплуатации.However, these devices do not fully capture particles with a particle size of less than 0.041 mm, which leads to irretrievable losses of valuable components, are inefficient. Gravity concentrates obtained on the above devices do not differ in high content of valuable components. Bartlez-Mosley locks and Holman lapping tables are more effective devices for enrichment by gravitational methods (Ore dressing guide. Basic processes, - M., Nedra, 1983, p.5-131). But these devices have a very low productivity, occupy large areas, are difficult to operate.

Известен также сепаратор содержащий загрузочный узел, средство приведения в движение потока пульпы, корпус, содержащий каналы для раздельного вывода потоков разделяемых компонентов, средство пространственного разделения потока пульпы на потоки разделяемых компонентов, выполненное в виде магнитной системы (см. пат. РФ №2149703, кл. В03С 1/24, В03С 1/26, C02F 1/48, 2000 г.). Магнитная система выполнена с возможностью создания пульсирующего магнитного поля.Also known is a separator containing a loading unit, a means for driving the pulp stream, a housing containing channels for separately outputting the streams of the separated components, a means of spatial separation of the pulp stream into the streams of the separated components, made in the form of a magnetic system (see US Pat. RF No. 2149703, class B03C 1/24, B03C 1/26, C02F 1/48, 2000). The magnetic system is configured to create a pulsating magnetic field.

Недостаток устройства - невозможность его использования для извлечения немагнитных фракций, кроме того, оно не обеспечивает возможность извлечения тонких и мелких фракций.The disadvantage of this device is the inability to use it to extract non-magnetic fractions, in addition, it does not provide the ability to extract fine and fine fractions.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности извлечения мелких и тонких немагнитных фракций цветных, редких и драгоценных металлов из смеси дисперсных немагнитных материалов.The problem to which the invention is directed, is to enable the extraction of small and thin non-magnetic fractions of non-ferrous, rare and precious metals from a mixture of dispersed non-magnetic materials.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности почти полного выделения (улавливания более 90% частиц свободного золота размерностью 0,1 мм и практически полного улавливания фракций до 0,5 мм) тонкодисперсных цветных редких и драгоценных металлов и тем самым возможности создания эффективного обогатительного оборудования для первичного обогащения россыпных месторождений различной природы (естественных и техногенных) безреагентным способом (т.е. экологически безопасным по выбросам реагентов в окружающую среду).The technical result achieved in solving this problem is expressed in providing the possibility of almost complete separation (capture of more than 90% of free gold particles with a dimension of 0.1 mm and almost complete capture of fractions up to 0.5 mm) of finely divided non-ferrous rare and precious metals and thereby the possibility the creation of effective processing equipment for the primary enrichment of alluvial deposits of various nature (natural and man-made) in a non-reagent way (i.e. environmentally friendly in terms of emission reactants in the environment).

Поставленная задача решается тем, что сепаратор, содержащий загрузочный узел, средство приведения в движение потока пульпы, корпус, содержащий каналы для раздельного вывода потоков разделяемых компонентов, средство пространственного разделения потока пульпы на потоки разделяемых компонентов, выполненное в виде магнитной системы, которая содержит генератор импульсов тока и соленоид, отличается тем, что генератор импульсов тока выполнен с возможностью генерирования мощных импульсов тока, со скоростью нарастания тока в импульсе dI(t)/dt не менее 10⁸ А/с при асимметричной во времени форме импульсов тока, с длительностью их переднего фронта меньшей заднего, при этом соленоид выполнен с возможностью генерирования мощного импульсного магнитного поля, с градиентом (grad H) не менее 10⁸ А/м², причем значение напряженности магнитного поля в канале для вывода потока, содержащего полезный компонент, равно 0. Кроме того, соленоид размещен в герметичном отсеке в полости корпуса сепаратора. Кроме того, соленоид размещен вне полости корпуса сепаратора на его внешней стенке.The problem is solved in that the separator containing the boot unit, means for driving the pulp stream, a housing containing channels for separately outputting the streams of the separated components, means for spatially separating the pulp stream into the streams of the separated components, made in the form of a magnetic system that contains a pulse generator current and the solenoid, characterized in that the current pulse generator is configured to generate powerful current pulses, with a current rise rate in the pulse dI (t) / dt not less than 10 ⁸ A / s with a time-asymmetrical shape of current pulses with a leading edge duration shorter than the trailing edge, the solenoid being configured to generate a powerful pulsed magnetic field with a gradient (grad H) of at least 10 ⁸ A / m ² , and the value of the magnetic field strength in the channel for outputting the stream containing the useful component is 0. In addition, the solenoid is placed in an airtight compartment in the cavity of the separator body. In addition, the solenoid is located outside the cavity of the separator housing on its outer wall.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solutions with the features of the prototype and analogues indicates the compliance of the claimed solutions with the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач:The features of the distinctive part of the claims provide a solution to a set of functional tasks:

Признаки "... генератор импульсов тока выполнен с возможностью генерирования мощных импульсов тока, со скоростью нарастания тока в импульсе dI(t)/dt не менее 10⁸ А/с при асимметричной во времени форме импульсов тока, с длительностью их переднего фронта меньшей заднего" обеспечивают формирование мощного импульсного магнитного поля с параметрами, обеспечивающими эффективное извлечение тонких и мелких частиц проводящих материалов, причем форма генерируемых импульсов тока исключает обратное "гашение" импульсов движения металлических частиц при снижении напряженности магнитного поля (когда начинается спад внешнего магнитного поля, частицу начинает тащить обратно, но тащит обратно ее уже с меньшей силой, т.к. задний фронт импульса пологий (медленнее меняется во времени), и потому металлическая частица после окончания импульса останется в точке пространства, отличной от той, из которой она стартовала.Signs "... a current pulse generator is configured to generate powerful current pulses, with a current rise rate in pulse dI (t) / dt of at least 10 ⁸ A / s with a time-asymmetrical shape of current pulses, with a duration of their leading edge shorter than the trailing edge "ensure the formation of a powerful pulsed magnetic field with parameters that ensure the effective extraction of thin and small particles of conductive materials, and the shape of the generated current pulses eliminates the reverse" damping "of the pulses of motion of metal particles and a decrease in the magnetic field strength (when the recession of the external magnetic field begins, the particle begins to drag back, but drags it back already with less force, because the trailing edge of the pulse is gentle (changes more slowly over time), and therefore the metal particle will remain after the end of the pulse at a point in space other than the one from which it started.

Признаки "... соленоид выполнен с возможностью генерирования мощного импульсного магнитного поля, с градиентом (grad H) не менее 10⁸ А/м²" обеспечивают формирование мощного высокоградиентного импульсного магнитного поля, при взаимодействии которого с частичками проводящих материалов в последних будут индуцироваться вихревые токи (в металлических частицах благодаря их высокой проводимости вихревые токи будут значительно сильнее, чем в частицах вмещающих пород, которые, чаще всего, являются хорошими изоляторами), взаимодействие которых с индуцирующим их магнитным полем сможет привести к выталкиванию таких частиц в пространство, где магнитное поле слабее (в канал для вывода потока, содержащего полезный компонент), т.е. обеспечить пространственное разделение смеси на потоки, содержащие соответственно только проводящие и только непроводящие частицы.The signs "... the solenoid is configured to generate a powerful pulsed magnetic field with a gradient (grad H) of at least 10 ⁸ A / m ² " ensures the formation of a powerful high-gradient pulsed magnetic field, in the interaction of which with particles of conductive materials in the latter vortex will be induced currents (in metallic particles due to their high conductivity, eddy currents will be much stronger than in particles of enclosing rocks, which, most often, are good insulators), the interaction of which with by the magnetic field producing them, it can lead to the expulsion of such particles into a space where the magnetic field is weaker (into the channel for outputting a stream containing a useful component), i.e. to provide spatial separation of the mixture into streams containing respectively only conductive and only non-conductive particles.

Признаки "... значение напряженности магнитного поля в канале для вывода потока, содержащего полезный компонент, равно 0" обеспечивают локализацию проводящих частиц в сечении канала, предназначенного для вывода потока, содержащего полезный компонент.The signs "... the value of the magnetic field strength in the channel for outputting the stream containing the useful component is 0" provide localization of conductive particles in the cross section of the channel intended for outputting the stream containing the useful component.

Признаки второго-третьего пунктов формулы изобретения конкретизируют варианты размещения соленоида, которые могут найти применения при различных схемах организации движения потока пульпы и ее объемов, локализующих полезный компонент и хвосты, так признаки второго пункта формулы изобретения используются, когда предусмотрена локализация полезных компонентов в слое движущемся вдоль стенок корпуса, тогда как признаки третьего пункта формулы изобретения используются, когда в этом слое предусмотрена локализация хвостов.The signs of the second and third claims specify the placement options of the solenoid, which can be used in various schemes of the pulp flow and its volumes localization of the useful component and tails, so the signs of the second claim are used when the localization of useful components in a layer moving along the walls of the housing, while the features of the third paragraph of the claims are used when localization of the tails is provided in this layer.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны: на фиг.1 схема сепаратора с размещением соленоида в полости корпуса сепаратора; на фиг.2 схема сепаратора с размещением соленоида на внешней стенке корпуса сепаратора; на фиг.3 показана форма и амплитуда импульсов тока, вырабатываемых генератором импульсных токов.The claimed invention is illustrated by drawings, in which are shown: in Fig. 1 a diagram of a separator with a solenoid in the cavity of the separator body; figure 2 diagram of the separator with the placement of the solenoid on the outer wall of the separator body; figure 3 shows the shape and amplitude of the current pulses generated by the pulse current generator.

На чертежах показаны загрузочный узел 1, средство приведения в движение потока пульпы 2, корпус 3, каналы 4 и 5 соответственно для вывода полезного компонента (концентрата) и хвостов, генератор импульсов тока 6 и соленоид 7, герметичный отсек 8 в полости корпуса 3 сепаратора, внешняя стенка 9 сепаратора.The drawings show a loading unit 1, means for driving the flow of pulp 2, housing 3, channels 4 and 5, respectively, for outputting a useful component (concentrate) and tails, a current pulse generator 6 and a solenoid 7, a sealed compartment 8 in the cavity of the separator body 3, the outer wall 9 of the separator.

Конструктивно названные элементы обогатительного устройства не отличаются от известных устройств, используемых по сходному назначению.Structurally named elements of the enrichment device do not differ from known devices used for similar purposes.

Загрузочный узел 1 выполнен в виде питающего патрубка, связанного с системой подготовки пульпы (на чертежах не показана), обеспечивающей дезинтеграцию твердого материала (при необходимости такой операции) и его перемешивание с водой.The loading unit 1 is made in the form of a supply pipe connected with a pulp preparation system (not shown in the drawings), which ensures the disintegration of solid material (if necessary, such an operation) and its mixing with water.

В качестве средства приведения в движение потока пульпы 2 используют насос известной конструкции, предпочтительно песковой, и формирование во внутреннем пространстве корпуса 3 спирального желоба 10 (по которому будет перемещаться пульпа к рабочей зоне 11 соленоида), выполненного с наклоном, обеспечивающим самотечное движение пульпы без седиментации твердой составляющей.As a means of driving the flow of pulp 2, use a pump of known design, preferably a sand, and the formation in the inner space of the casing 3 of a spiral groove 10 (along which the pulp will move to the working area 11 of the solenoid), made with an inclination that provides gravity-free movement of the pulp without sedimentation solid component.

Соленоид 7 выполнен в виде горизонтального ряда одинаковых соосных кольцевых катушек прямоугольного сечения, в каждой соседней паре которых протекают импульсные токи встречного направления. Ось катушек перпендикулярна направлению движения потока пульпы по желобу 10. В зависимости от принятой схемы организации движения потока пульпы по желобу 10 (отличающейся составом слоя, движущегося вдоль борта желоба, удаленного от оси корпуса 3, в этом слое концентрируют либо полезный компонент, либо хвосты). В первом случае соленоид 7 размещают со стороны борта желоба ближнего к оси корпуса, в герметичном отсеке 8, при этом канал 4 для вывода полезного компонента (концентрата) располагают возле борта желоба, удаленного от оси корпуса 3, что обеспечивает "попадание слоя" концентрата в канал 4, причем канал 5 для вывода хвостов располагают возле борта желоба, ближнего к оси корпуса.The solenoid 7 is made in the form of a horizontal row of identical coaxial ring coils of rectangular cross section, in each adjacent pair of which pulse currents of the opposite direction flow. The axis of the coils is perpendicular to the direction of flow of the pulp along the gutter 10. Depending on the adopted organization of the flow of pulp along the gutter 10 (differing in the composition of the layer moving along the side of the gutter, remote from the axis of the housing 3, either a useful component or tails are concentrated in this layer) . In the first case, the solenoid 7 is placed on the side of the channel of the trench closest to the axis of the casing, in an airtight compartment 8, while the channel 4 for outputting a useful component (concentrate) is located near the side of the trench remote from the axis of the casing 3, which ensures that the concentrate “enters the layer” of channel 4, and channel 5 for the conclusion of the tails is located near the side of the trench, close to the axis of the housing.

Во втором, наиболее предпочтительном случае для циклонного типа сепараторов соленоид 7 размещают со стороны борта желоба, дальнего от оси корпуса, при этом канал 4 для вывода концентрата располагают возле борта желоба, ближнего к оси корпуса 3, что обеспечивает "попадание слоя" концентрата в канал 4, а канал 5 для вывода хвостов располагают возле борта желоба, дальнего от оси корпуса.In the second, most preferred case, for the cyclone type of separators, the solenoid 7 is placed on the side of the trough, farthest from the axis of the housing, and the channel 4 for concentrate output is located near the side of the trough, closest to the axis of the housing 3, which ensures that the concentrate “enters the layer” into the channel 4, and the channel 5 for the output of tails is located near the side of the trough, farthest from the axis of the housing.

Обязательное требование к соленоиду - сохранение работоспособности в диапазоне токов, поступающих от генератора 6 импульсных токов, с возможностью формирования высокоградиентного мощного импульсного магнитного поля с параметрами: с напряженностью (H(t)) не менее 10⁶ А/м, при скорости изменения (dH(t)/dt) не менее 10⁷ А/м·с и градиенте (grad Н) не менее 10⁸ А/м². Соленоид размещают на выходном участке желоба 10.A mandatory requirement for the solenoid is to maintain operability in the range of currents coming from the generator of 6 pulse currents, with the possibility of forming a high-gradient powerful pulsed magnetic field with the following parameters: with intensity (H (t)) of at least 10 ⁶ A / m, at a rate of change (dH (t) / dt) not less than 10 ⁷ A / m · s and gradient (grad Н) not less than 10 ⁸ A / m ² . The solenoid is placed on the output section of the gutter 10.

В качестве генератора 6 импульсных токов можно использовать генератор импульсных токов с емкостным накопителем энергии и тиристором в качестве прерывателя тока. Скорость нарастания тока в импульсе dI(t)/dt) не менее 10⁸ А/с (что позволяет получать в соленоиде dH(t)/dt) порядка 10⁶-10⁷ А/м·с). Форма, амплитуда и длительность импульса тока генератора показаны на фиг.3.As a generator of 6 pulse currents, you can use a pulse current generator with a capacitive energy storage and a thyristor as a current chopper. The rate of increase of current in the pulse dI (t) / dt) is not less than 10 ⁸ A / s (which allows obtaining dH (t) / dt in the solenoid) of the order of 10 ⁶ -10 ⁷ A / m · s). The shape, amplitude and duration of the current pulse of the generator are shown in figure 3.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Исходный материал (пульпа - взвесь в воде смеси немагнитных дисперсных материалов, содержащей проводящие и непроводящие частицы, например россыпной материал, содержащий частицы редких и благородных металлов и пустую породу) по питающему патрубку вводится в желоб 10 корпуса 3 и далее самотеком перемещается в рабочую зону 11 соленоида 7. Здесь в результате взаимодействия с мощным высокоградиентным импульсным магнитным полем сепарируемым частицам в зависимости от их физических свойств сообщаются различные траектории движения и осуществляется их пространственное разделение. Например, золото- и платиносодержащие россыпные месторождения представляют собой естественные дисперсные смеси минералов, в которых частицы свободного металла отличаются от вмещающих пород своей высокой электропроводностью. При воздействии на такую смесь импульсным магнитным полем в частичках минералов будут индуцироваться вихревые токи (в металлических частицах благодаря их высокой проводимости вихревые токи будут значительно сильнее, чем в частицах вмещающих пород, которые чаще всего являются хорошими изоляторами). Импульсы магнитного поля имеют асимметричную форму - крутой подъем (передний фронт) и пологий спуск (задний фронт), соответствующую форме импульсов тока, генерируемых генератором 6 импульсных токов. Во время нарастания импульса внешнего магнитного поля в частицах индуцируется сильный вихревой ток (причем величина этого тока тем больше, чем быстрее нарастает, меняется во времени внешнее магнитное поле). Вихревые токи в металлических частицах взаимодействуют с индуцирующим их магнитным полем, и частица выталкивается в пространство, где магнитное поле слабее - в слой, попадающий в канал 4 (что обеспечивается неоднородностью поля - его высокоградиентностью).The source material (pulp is a suspension in water of a mixture of non-magnetic dispersed materials containing conductive and non-conductive particles, for example alluvial material containing particles of rare and noble metals and waste rock) is introduced into the groove 10 of the housing 3 through the feed pipe and gravity moves to the working area 11 solenoid 7. Here, as a result of interaction with a powerful high-gradient pulsed magnetic field, the separated particles, depending on their physical properties, are informed by various trajectories of motion and Xia their spatial separation. For example, gold- and platinum-containing alluvial deposits are naturally dispersed mixtures of minerals in which free metal particles differ from the host rocks in their high electrical conductivity. When exposed to such a mixture by a pulsed magnetic field, eddy currents will be induced in the particles of minerals (due to their high conductivity, eddy currents in metal particles will be much stronger than in particles of host rocks, which are most often good insulators). The magnetic field pulses have an asymmetric shape - a steep rise (leading edge) and a gentle slope (trailing edge), corresponding to the shape of the current pulses generated by the 6 pulse current generator. During the increase in the pulse of the external magnetic field, a strong eddy current is induced in the particles (the magnitude of this current is the greater, the faster it grows, the external magnetic field changes in time). The eddy currents in metal particles interact with the magnetic field inducing them, and the particle is pushed into the space where the magnetic field is weaker - into the layer entering channel 4 (which is ensured by the inhomogeneity of the field - its high gradient).

Когда начинается спад внешнего магнитного поля, частицу начинает тащить обратно. Но тащит обратно ее уже с меньшей силой, т.к. задний фронт импульса пологий (медленнее меняется во времени), и частица после окончания импульса продолжает двигаться на участке пространства, лежащем вдоль борта желоба ближнего к оси корпуса, а вдоль противоположного борта желоба движутся непропроводящие частицы - хвосты. Кроме того, ко времени начала спада магнитного поля частицы металла находятся уже на значительном расстоянии от соленоида и уже не могут возвратиться в общий поток.When the recession of the external magnetic field begins, the particle begins to drag back. But drags her back with less force, because the trailing edge of the pulse is gentle (changes more slowly over time), and the particle continues to move after the end of the pulse on a stretch of space lying along the side of the trench close to the axis of the body, and non-conducting particles - tails move along the opposite side of the trench. In addition, by the time the magnetic field decays, the metal particles are already at a considerable distance from the solenoid and can no longer return to the general flow.

После достаточно большого числа импульсов достигается пространственное разделение потоков проводящих и непроводящих частиц, что обеспечивает их размещение в сечениях различных приемных каналов (частицы вмещающих пород с магнитным полем практически не взаимодействуют и под действием центробежной силы прижимаются к противоположному борту желоба и, соответственно каналу 5).After a sufficiently large number of pulses, a spatial separation of the flows of conducting and non-conducting particles is achieved, which ensures their placement in sections of various receiving channels (particles of the host rocks do not interact with the magnetic field and are pressed against the opposite side of the trench and, respectively, channel 5 under the action of centrifugal force).

При необходимости "оптимизации" процесса сепарации под конкретный материал оперируют данными об удельной проводимости материала частицы и ее крупностью, при этом используют математическое выражение, указанное в формуле полезной модели, что позволяет определить требуемую величину силы взаимодействия (F~σ×r⁴×H(t)×dH(t)/dt, где σ - удельная проводимость частицы; r - линейный размер частицы; H(t) напряженность магнитного поля; dH(t)/dt скорость изменения магнитного поля) и рассчитать необходимые конструктивные параметры магнитной системы.If it is necessary to "optimize" the separation process for a specific material, they use data on the specific conductivity of the particle material and its particle size, using the mathematical expression specified in the utility model formula, which allows one to determine the required value of the interaction force (F ~ σ × r ⁴ × H ( t) × dH (t) / dt, where σ is the specific conductivity of the particle; r is the linear particle size; H (t) is the magnetic field strength; dH (t) / dt is the rate of change of the magnetic field) and calculate the necessary design parameters of the magnetic system.

Для проверки работоспособности предложения проводились эксперименты с искусственными смесями минералов, составленными из кварцевого песка крупностью от 0,5 до 0,1 мм и опилок меди, алюминия и латуни, крупностью от 3,0 до 0,1 мм. Смеси не были классифицированы, чтобы сразу было видно, частицы каких размеров извлекаются. В результате экспериментов выяснилось, что в извлеченном материале присутствуют частицы всех металлов и всех классов крупности, в том числе класса 0,1 мм. Основную массу извлеченного металла составляют частицы классов 0,5-0,2 мм, причем частицы алюминия выталкиваются магнитным полем дальше, чем латунь и медь. Это объясняется тем, что алюминий имеет проводимость лишь ненамного меньшую, чем медь, а плотность - в три раза меньшую. Легкие частицы выталкиваются дальше.To test the performance of the proposal, experiments were conducted with artificial mixtures of minerals composed of quartz sand with a grain size of 0.5 to 0.1 mm and sawdust of copper, aluminum and brass, with a grain size of 3.0 to 0.1 mm. Mixtures were not classified so that it was immediately apparent which particle sizes were recovered. As a result of the experiments, it turned out that in the extracted material there are particles of all metals and all particle sizes, including 0.1 mm class. The bulk of the extracted metal is made up of particles of classes 0.5-0.2 mm, and aluminum particles are pushed out by a magnetic field further than brass and copper. This is due to the fact that aluminum has a conductivity of only slightly less than copper, and the density is three times lower. Light particles are pushed further.

Лабораторный образец аппарата, работающего на этом принципе, был испытан. Испытания показали работоспособность способа и возможность его реализации в рамках существующих в настоящее время технических средств.A laboratory sample of an apparatus operating on this principle has been tested. Tests have shown the efficiency of the method and the possibility of its implementation in the framework of the currently existing technical means.

Устройство позволяет надежно извлекать из россыпи частицы золота размером 0,1 мм или других более легко извлекаемых материалов. Наиболее эффективной областью его использования является переработка отвалов (известно, что при разработке россыпей традиционными способами хорошо извлекаются достаточно крупные фракции (более 0,5 мм), а то, что мельче, при промывке уходит в отвалы (по разным оценкам с мелочью уходит ~40-60% золота).The device allows you to reliably remove from the placer gold particles of 0.1 mm or other more easily recoverable materials. The most effective area of its use is the processing of dumps (it is known that when developing placers by traditional methods, fairly large fractions (more than 0.5 mm) are well extracted, and the finer, when washed, goes to dumps (according to various estimates, ~ 40 is spent on trifles -60% gold).

Claims

1. A separator containing a loading unit, means for driving the flow of pulp, a housing containing channels for separately outputting streams of shared components, means for spatially separating the flow of pulp into threads of shared components, made in the form of a magnetic system that contains a current pulse generator and a solenoid, characterized in that the current pulse generator configured to generate high-power current pulse, with a rate of rise of current in the pulse dI (t) / dt of at least 10 ⁸ amps / s asymmetric in webbings form of current pulses with a duration of the leading edge at the rear, wherein the solenoid is configured to generate high-power pulsed magnetic field gradient (grad H) of at least 10 ⁸ amps / m ^2, wherein the magnetic field intensity in the channel for the output stream containing the useful component is 0.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the solenoid is placed in an airtight compartment in the cavity of the separator body.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the solenoid is placed outside the cavity of the separator body, on its outer wall.