RU2828818C2 - Device for extraction of gold from silicate-carbonate mineral material - Google Patents
Device for extraction of gold from silicate-carbonate mineral material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828818C2 RU2828818C2 RU2023100337A RU2023100337A RU2828818C2 RU 2828818 C2 RU2828818 C2 RU 2828818C2 RU 2023100337 A RU2023100337 A RU 2023100337A RU 2023100337 A RU2023100337 A RU 2023100337A RU 2828818 C2 RU2828818 C2 RU 2828818C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gold
- neck
- melt
- annular gap
- bubbles
- Prior art date
Links
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910001748 carbonate mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 17
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 241000602081 Prosartes hookeri Species 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910001720 Åkermanite Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Устройство относится к цветной металлургии, в частности к пирометаллургическим устройствам для извлечения золота из труднообогатимого минерального материала, а именно из силикатно-карбонатного минерального материала.The device relates to non-ferrous metallurgy, in particular to pyrometallurgical devices for extracting gold from difficult-to-enrich mineral material, namely from silicate-carbonate mineral material.
Известно устройство для продувки жидкого материала газом, содержащее вертикальную термостойкую емкость, выполненную с возможностью ее нагрева, расплавления и продувки сжатым газом в пузырьковом режиме, отверстиями определенного диаметра. (Патент РФ 63271. Продувочный блок из плотного огнеупора с вертикальными газопроводящими каналами капиллярной формы. Опубл. 27.05.2007).A device for blowing liquid material with gas is known, comprising a vertical heat-resistant container, made with the possibility of heating it, melting it and blowing it with compressed gas in a bubble mode, with holes of a certain diameter. (Patent of the Russian Federation 63271. Blowing block made of dense refractory with vertical gas-conducting channels of a capillary shape. Published 27.05.2007).
Данная разработка относится к черной металлургии, в частности к устройствам для обработки в ковше жидкого металла газом.This development relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for processing liquid metal with gas in a ladle.
Известно устройство для извлечения золота из золотосодержащего минерального материала, содержащее термостойкую емкость с возможностью нагрева и дозатор. (Патент RU №2413779. Способ извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья. Опубл. 10.03.2011).A device for extracting gold from gold-containing mineral material is known, comprising a heat-resistant container with the possibility of heating and a dispenser. (Patent RU No. 2413779. Method for extracting dispersed gold from gold-containing high-clay mineral raw materials. Published 10.03.2011).
В данном устройстве необходимо использование источника облучения лазерным излучением. Работа данного устройства не обеспечивает укрупнение частиц золота при его небольшом содержании в руде. Обладает ограниченными технологическими возможностями.This device requires the use of a laser radiation source. The operation of this device does not ensure the enlargement of gold particles with a small gold content in the ore. It has limited technological capabilities.
Известны также устройства для извлечения золота из силикатно-карбонатных минеральных материалов, включающие вертикальную термостойкую емкость с цилиндрической горловиной, выполненную с возможностью нагрева, расплавления и продувки сжатым газом минерального материала, содержащую вставку с отверстиями определенного диаметра для продувки газом расплава до образования пузырей, шиберный затвор, перекрывающий выпускное отверстие горловины, донную часть, желоб и установленный в горловине ниже уровня расплава дозатор. (Патент РФ №161572. Устройство для обогащения золотосодержащего минерального материала. Опубл. 27.04.2016. Бюл. №12 и Патент РФ №173389. Устройство для обогащения золотосодержащего минерального материала. Опубл. 24.08.2017. Бюл. №24).Also known are devices for extracting gold from silicate-carbonate mineral materials, including a vertical heat-resistant container with a cylindrical neck, designed with the possibility of heating, melting and blowing compressed gas through the mineral material, containing an insert with holes of a certain diameter for blowing gas through the melt until bubbles are formed, a slide gate closing the outlet opening of the neck, a bottom part, a trough and a dispenser installed in the neck below the melt level. (Patent of the Russian Federation No. 161572. Device for enriching gold-bearing mineral material. Published on 27.04.2016. Bulletin No. 12 and Patent of the Russian Federation No. 173389. Device for enriching gold-bearing mineral material. Published on 24.08.2017. Bulletin No. 24).
В патенте №161572 выпуск расплава с капельками золота происходит небольшими порциями, часть пузырей вместе с капельками золота дойдя до перекрытого дозатора, лопается, и капельки золота опускаются вниз в расплав, что отражается на пропускной способности установки.In patent No. 161572, the melt with gold droplets is released in small portions; some of the bubbles, together with the gold droplets, burst upon reaching the closed dispenser, and the gold droplets fall down into the melt, which affects the throughput capacity of the installation.
В патенте №173389 наличие дозатора в виде наклонного желоба с отверстиями создают сопротивление, в результате чего некоторые газовые пузыри лопаются раньше, и капельки золота опускаются вниз в расплав, что отражается на извлечении золота.In patent No. 173389, the presence of a dispenser in the form of an inclined trough with holes creates resistance, as a result of which some gas bubbles burst earlier, and droplets of gold fall down into the melt, which affects the extraction of gold.
Технической задачей предлагаемого решения является обеспечение уменьшения сопротивления на всем пути и беспрепятственного подъема растущих пузырей с каплями золота в термостойкой емкости и их перелива в кольцевой зазор, шириной в несколько раз больше диаметра этих пузырей, что повышает эффективность процесса улавливания частиц золота и повышает извлечение золота из минерального материала.The technical task of the proposed solution is to ensure a reduction in resistance along the entire path and an unimpeded rise of growing bubbles with drops of gold in a heat-resistant container and their overflow into an annular gap, the width of which is several times greater than the diameter of these bubbles, which increases the efficiency of the process of capturing gold particles and increases the extraction of gold from mineral material.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, включающем вертикальную термостойкую емкость с цилиндрической горловиной, выполненную с возможностью нагрева, расплавления и продувки сжатым газом минерального материала, содержащую вставку с отверстиями определенного диаметра для продувки газом расплава до образования пузырей, шиберный затвор, перекрывающий выпускное отверстие горловины, донную часть, желоб и установленный в горловине ниже уровня расплава дозатор, дозатор выполнен в виде вертикального цилиндра с образованием кольцевого зазора между горловиной и цилиндром, нижняя часть кольцевого зазора снабжена донной частью с наклоном в сторону желоба, которая выполнена в виде кольцевой вставки и расположена ниже выпускного отверстия горловины, при этом ширина кольцевого зазора в несколько раз должна превышать диаметр образующихся пузырей.The stated task is achieved in that in the device, which includes a vertical heat-resistant container with a cylindrical neck, made with the possibility of heating, melting and blowing with compressed gas of mineral material, containing an insert with holes of a certain diameter for blowing with gas of the melt until bubbles are formed, a slide gate, blocking the outlet opening of the neck, a bottom part, a trough and a dispenser installed in the neck below the level of the melt, the dispenser is made in the form of a vertical cylinder with the formation of an annular gap between the neck and the cylinder, the lower part of the annular gap is provided with a bottom part with an inclination towards the trough, which is made in the form of an annular insert and is located below the outlet opening of the neck, wherein the width of the annular gap should be several times greater than the diameter of the bubbles formed.
На чертеже показана схема предлагаемого устройства для извлечения золота из минеральных золотосодержащих материалов.The drawing shows a diagram of the proposed device for extracting gold from mineral gold-containing materials.
Устройство для извлечения золота из силикатно-карбонатных минеральных материалов включает вертикальную термостойкую емкость 1 с цилиндрической горловиной 2, выполненную с возможностью нагрева, расплавления и продувки газом золотосодержащего минерального материала. Цилиндрическая горловина 2 содержит желоб 3 с шиберным затвором 5 для слива обогащенного золотом расплава. Перекрытие 4 предназначено для герметизации верхней части горловины и для загрузки золотосодержащего материала. В горловину 2 емкости 1 вмонтирован вертикальный цилиндр 6 с образованием кольцевого зазора 7 между стенкой горловины и цилиндром 6. Нижняя часть кольцевого зазора 7 снабжена донной частью в виде кольцевой вставки 8, которая расположена на уровне выпускного отверстия 9 горловины. Донная часть кольцевой вставки 8 выполнена наклонной в сторону желоба 3. При этом ширина кольцевого зазора 7 должна в несколько раз (более трех раз) превышать диаметр dп,, м, образующихся газовых пузырей. Верхний край 10 цилиндра 6 расположен ниже уровня поверхности 11 расплава горловины 2. Расстояние по высоте между поверхностью 11 расплава и верхнего края 10 цилиндра должно быть не менее трех максимальных диаметров газовых пузырей. Подача газа в расплав производится через отверстия 12 огнеупорной вставки 13.The device for extracting gold from silicate-carbonate mineral materials includes a vertical heat-resistant container 1 with a cylindrical neck 2, designed with the possibility of heating, melting and blowing gas through the gold-containing mineral material. The cylindrical neck 2 contains a trough 3 with a slide gate 5 for draining the melt enriched with gold. The cover 4 is intended for sealing the upper part of the neck and for loading the gold-containing material. A vertical cylinder 6 is mounted in the neck 2 of the container 1 with the formation of an annular gap 7 between the wall of the neck and the cylinder 6. The lower part of the annular gap 7 is provided with a bottom part in the form of an annular insert 8, which is located at the level of the outlet opening 9 of the neck. The bottom part of the annular insert 8 is made inclined towards the trough 3. In this case, the width of the annular gap 7 should be several times (more than three times) greater than the diameter d p, , m, of the formed gas bubbles. The upper edge 10 of the cylinder 6 is located below the level of the melt surface 11 of the neck 2. The distance in height between the melt surface 11 and the upper edge 10 of the cylinder should be no less than three maximum diameters of the gas bubbles. Gas is supplied to the melt through the openings 12 of the refractory insert 13.
Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. Чтобы извлечь микродисперсные частицы золота известными методами обогащения, их необходимо укрупнить. Это возможно в процессе нагрева, плавления и продувки золотосодержащего материала. При температурах, превышающих температуру плавления золотосодержащего минерального материала 1300°С, на поверхностях образующегося расплава при его продувке сжатым газом наблюдаются выделения капелек золота. Поскольку золото не вступает в химические реакции, взаимодействие его атомов с ионами оксидного расплава будет небольшим, адгезия мала и угол смачивания больше 90 град. С точки зрения уменьшения свободной энергии, капелька золота меньше контактирует с оксидным расплавом и больше с газом, что реализуется при выделении капель золота на поверхности расплава. Механизм этого процесса - флотация капелек золота пузырьками газов. В процессе флотации идет коагуляция капелек золота. Большое влияние на процесс, протекающий в пузырьковом режиме, оказывает время нахождения отдельных пузырей в расплаве, которое, в свою очередь, зависит от вязкости расплава, высоты его слоя и размеров пузырей.The proposed device operates as follows. In order to extract microdispersed gold particles using known enrichment methods, they must be enlarged. This is possible during heating, melting and blowing of gold-bearing material. At temperatures exceeding the melting point of gold-bearing mineral material 1300°C, gold droplets are observed on the surfaces of the resulting melt when blown with compressed gas. Since gold does not enter into chemical reactions, the interaction of its atoms with the ions of the oxide melt will be small, adhesion is small and the wetting angle is greater than 90 degrees. From the point of view of reducing free energy, a gold droplet has less contact with the oxide melt and more with the gas, which is realized when gold droplets are released on the surface of the melt. The mechanism of this process is the flotation of gold droplets by gas bubbles. During the flotation process, gold droplets coagulate. The process occurring in the bubble mode is greatly influenced by the time that individual bubbles remain in the melt, which, in turn, depends on the viscosity of the melt, the height of its layer and the size of the bubbles.
В материале золото находится в тонкодисперсном виде (крупность от долей до 10 мкм). При температурах, превышающих температуру плавления золотосодержащего минерального сырья (1300°С) и выдержке в течение 10 мин, на поверхности оксидного расплава (шлака) наблюдали шарообразные выделения золота размером от 1 до 500 мкм и более, которых не было в пробе исходной руды. Капли золота будут всплывать вместе с пузырьками газа, если: Vпρп>Vзρз, где Vп и Vз - объем пузырька и капли золота соответственно; ρп, ρз - плотности оксидного расплава (шлака) и золота. После расплавления и продувки газом минерального сырья капельки всплывают с пузырьками газов. Взаимодействие оксидного расплава с газом сопровождается формированием капель золота, которые, закрепляясь на пузырях, двигаются к поверхности оксидного расплава. На поверхности оксидного расплава капли золота сливаются и при достижении размера более 5⋅10-3 м они «прорывают» поверхность и опускаются на дно. В случае столкновения капли с поднимающимися навстречу системами пузырь - капля они могут, как слиться с ними, так и обтекать их. При слиянии мелкие капли будут ассимилированы и подняты на поверхность. Сила отрыва капли от пузыря существенно превышает силу тяжести капель, поэтому система пузырь - капля металла стабильна при всех рассмотренных соотношениях их размеров. В этот период идет коагуляция. В результате происходит концентрирование золота на поверхности образующегося оксидного расплава-шлака.The material contains finely dispersed gold (from fractions to 10 μm in size). At temperatures exceeding the melting point of gold-bearing mineral raw materials (1300°C) and held for 10 min, spherical gold precipitates ranging in size from 1 to 500 μm or more were observed on the surface of the oxide melt (slag), which were not present in the sample of the original ore. Gold droplets will float up together with gas bubbles if: V p ρ p >V z ρ z , where V p and V z are the volumes of the bubble and the droplet of gold, respectively; ρ p , ρ z are the densities of the oxide melt (slag) and gold. After melting and blowing gas through the mineral raw materials, the droplets float up with gas bubbles. The interaction of the oxide melt with the gas is accompanied by the formation of gold droplets, which, being fixed on the bubbles, move toward the surface of the oxide melt. On the surface of the oxide melt, gold droplets merge and when they reach a size of more than 5⋅10 -3 m, they "break through" the surface and sink to the bottom. In the event of a droplet collision with the bubble-droplet systems rising towards them, they can either merge with them or flow around them. When merging, small droplets will be assimilated and raised to the surface. The force of detachment of a droplet from a bubble significantly exceeds the force of gravity of the droplets, therefore the bubble-droplet system of metal is stable for all the considered ratios of their sizes. During this period, coagulation occurs. As a result, gold is concentrated on the surface of the resulting oxide melt-slag.
В термостойкую емкость 1 загружается силикатно-карбонатный минеральный материал через открытое перекрытие 4. Количество минерального материала выбирается таким образом, чтобы уровень поверхности 11 образующегося обогащенного расплава в горловине 2 емкости 1 находился выше верхнего края 10 вертикального цилиндра 6. После закрытия этого перекрытия 4 в емкости 1 начинается процесс нагрева и расплавления золотосодержащего материала. Осуществляется продувка под давлением всего столба расплава газом через отверстия 12 определенного диаметра вставки 13. При движении вверх сквозь расплав шлака на своем пути поверхность каждого пузырька собирает на себе несколько золотосодержащих капелек. Эти капельки объединяются в крупные. Объем расплава увеличивается и поднимается до уровня 11, превышающего верхний край 10 вертикального цилиндра 6. Весь верхний слой расплава вместе с пузырями газа и каплями золота перетекает через край 10 цилиндра в кольцевой зазор 7. Пузыри лопаются, а обогащенный расплав выпускается через выпускное отверстие 9 по желобу 3 с шиберным затвором 5. Таким образом, большое влияние на процесс, протекающий в пузырьковом режиме, зависит от размеров пузырей. Средний диаметр образующихся пузырей dп, м, определяется по уравнению:The silicate-carbonate mineral material is loaded into the heat-resistant container 1 through the open cover 4. The amount of mineral material is selected so that the surface level 11 of the enriched melt formed in the neck 2 of the container 1 is above the upper edge 10 of the vertical cylinder 6. After this cover 4 is closed, the process of heating and melting the gold-containing material begins in the container 1. The entire column of melt is blown under pressure with gas through openings 12 of a certain diameter of the insert 13. When moving upward through the slag melt, the surface of each bubble collects several gold-containing droplets on itself. These droplets combine into large ones. The volume of the melt increases and rises to a level 11 exceeding the upper edge 10 of the vertical cylinder 6. The entire upper layer of the melt together with gas bubbles and drops of gold flows over the edge 10 of the cylinder into the annular gap 7. The bubbles burst, and the enriched melt is released through the outlet opening 9 along the chute 3 with the slide gate 5. Thus, a large influence on the process occurring in the bubble mode depends on the size of the bubbles. The average diameter of the resulting bubbles d p , m, is determined by the equation:
где D - диаметр отверстий вставки для продувки газом расплава, м; σ - поверхностное натяжение, мДж/м2; ρ плотность расплава, кг/м3; V - расход газа, м3/с; g - ускорение свободного падения, м/с2. (Шмонин Ю.Б. Пирометаллургическое обеднение шлаков цветной металлургии. М.: Металлургия, 1981. 132 с.; S. Ya. Davydov, A.M. Amdur, R.A. Apakashev, S.A. Fedorov. Formation of Slag Melt Technogenic Gold-Bearing Materials and Application of Refinement Tailings in the Construction Industry. Refractories and Industrial Ceramics Vol. 63, No. 2 Iuli, 2022. pag. 117-121). Плотность и поверхностное натяжение определяли методом лежащей капли, вязкость с помощью вибрационного вискозиметра. В случае очень малых капелек будет велико влияние поверхностного натяжения самой жидкости (будут формироваться сферические капли), а в случае больших капель начинают доминировать силы гравитации. В методе лежащей капли измеряется угол между твердой поверхностью и жидкостью в точке контакта трех фаз. Соотношение сил межфазного и поверхностного натяжения в точке контакта трех фаз может описываться уравнением Юнга (https://tirit.org/articles/surface_theory_sessile.php) Время нахождения пузырей в расплаве состоит из времени образования пузыря 0,15 с и времени его всплывания при высоте слоя 0,2 м составляет 0,49 с. Размер пузырей dп составляет 5,3⋅10-3 м.where D is the diameter of the insert holes for purging the melt with gas, m; σ is the surface tension, mJ/ m2 ; ρ is the melt density, kg/ m3 ; V is the gas flow rate, m3 /s; g is the acceleration of gravity, m/ s2 . (Shmonin Yu.B. Pyrometallurgical depletion of non-ferrous metallurgy slags. Moscow: Metallurgy, 1981. 132 p.; S. Ya. Davydov, AM Amdur, RA Apakashev, SA Fedorov. Formation of Slag Melt Technogenic Gold-Bearing Materials and Application of Refinement Tailings in the Construction Industry. Refractories and Industrial Ceramics Vol. 63, No. 2 Iuli, 2022. pag. 117-121). The density and surface tension were determined by the sessile drop method, and the viscosity was determined using a vibration viscometer. In the case of very small droplets, the influence of the surface tension of the liquid itself will be great (spherical droplets will form), and in the case of large droplets, gravity forces begin to dominate. The sessile drop method measures the angle between the solid surface and the liquid at the point of contact of the three phases. The ratio of the interfacial and surface tension forces at the point of contact of the three phases can be described by the Young equation (https://tirit.org/articles/surface_theory_sessile.php). The residence time of bubbles in the melt consists of the bubble formation time of 0.15 s and the time of its floating at a layer height of 0.2 m is 0.49 s. The bubble size d p is 5.3⋅10 -3 m.
Для уменьшения сопротивления на всем пути растущих пузырей с пузырьками золота ширина кольцевого зазора должна превышать в несколько раз диаметр образующихся пузырей. После слива и кристаллизации расплава наличие частиц золота в полученном материале фиксировали с помощью оптического микроскопа Axio Image.To reduce the resistance along the entire path of growing bubbles with gold bubbles, the width of the annular gap should be several times greater than the diameter of the bubbles being formed. After draining and crystallizing the melt, the presence of gold particles in the resulting material was recorded using an Axio Image optical microscope.
На примере обогащения силикатно-карбонатных материалов, включающего нагрев измельченного материала крупностью 25-50 мм до расплавленного состояния эффективное укрупнение частиц золота происходит в жидком состоянии за счет коагуляции в процессе всплывания при продувке газом золотосодержащего расплава. Исследуемый шлак представляет собой однородную стекломассу темно-бурого цвета. В шлаке преобладают SiO2, СаО и Al2O3, CaO/SiO2=0,6 (таблица); отмечается повышенное содержание Cu, Zn, Pd и As. Исследование минерального состава с применением рентгеноструктурного анализа показало, что он состоит (мас. %): из стекла (40-50), кварца (10-15), окерманита (10-15), муллита (8-10), магнезита (3-5) и минералов на основе оксидов кальция и алюминия (5-6). При продувке расплава воздухом для флотации и укрупнения дисперсных капель золота сера, мышьяк и сурьма (как показал термодинамический анализ, проведенный с помощью пакета программ HSC Chemistry 9.0 на основе минерального состава) перейдут в газовую фазу (Распределение Cu, Pb, Zn и As между продуктами двухстадийного восстановительного обеднения высокомедистых шлаков / Н.К. Досмухамедов, А.Н. Федоров, Ε.Е. Жолдасбай // Цветные металлы. - 2019. - №7.- С. 30-35.)Using the example of enrichment of silicate-carbonate materials, including heating of crushed material with a size of 25-50 mm to a molten state, effective coarsening of gold particles occurs in the liquid state due to coagulation in the process of floating up during blowing of the gold-containing melt with gas. The studied slag is a homogeneous glass mass of dark brown color. The slag is dominated by SiO 2 , CaO and Al 2 O 3 , CaO/SiO 2 = 0.6 (table); an increased content of Cu, Zn, Pd and As is noted. The study of the mineral composition using X-ray diffraction analysis showed that it consists of (wt.%): glass (40-50), quartz (10-15), åkermanite (10-15), mullite (8-10), magnesite (3-5) and minerals based on calcium and aluminum oxides (5-6). When blowing air through the melt for flotation and enlargement of dispersed gold droplets, sulfur, arsenic and antimony (as shown by thermodynamic analysis carried out using the HSC Chemistry 9.0 software package based on the mineral composition) will pass into the gas phase (Distribution of Cu, Pb, Zn and As between the products of two-stage reductive depletion of high-copper slags / N.K. Dosmukhamedov, A.N. Fedorov, E.E. Zholdasbay // Non-ferrous metals. - 2019. - No. 7. - P. 30-35.)
Государственными стандартами и предприятиями - производителями цемента установлены нормативы по химическому составу шлака и критерии его качества. Модуль основности указывает на устойчивость шлака к известковому распаду, модуль активности отвечает за скорость затвердевания шлака в измельченном состоянии при взаимодействии с водой: чем выше модуль, тем быстрее шлак затвердевает. Исследуемый шлак не отвечает двум критериям качества: по коэффициенту качества по ГОСТ 3476-74 и коэффициенту основности по ГОСТ 31108-2003. По химическому составу (в том числе и по содержанию примесей) шлак соответствует предъявляемым требованиям. Чтобы шлак удовлетворял всем критериям, в исходную шихту следует добавить 12 мас. % СаО. Это снизит также вязкость расплава, что приведет к увеличению скорости коагуляции частиц золота.State standards and cement manufacturers have established standards for the chemical composition of slag and its quality criteria. The basicity modulus indicates the slag's resistance to lime decay, the activity modulus is responsible for the rate of slag solidification in a crushed state when interacting with water: the higher the modulus, the faster the slag solidifies. The slag under study does not meet two quality criteria: the quality coefficient according to GOST 3476-74 and the basicity coefficient according to GOST 31108-2003. In terms of chemical composition (including impurity content), the slag meets the requirements. In order for the slag to meet all criteria, 12 wt. % CaO should be added to the initial batch. This will also reduce the viscosity of the melt, which will lead to an increase in the coagulation rate of gold particles.
Предлагаемая разработка обеспечивает уменьшение сопротивления на всем пути и беспрепятственный подъем растущих пузырей с каплями золота в термостойкой емкости и их перелив в кольцевой зазор, при этом его ширина должна быть в несколько раз больше диаметра этих пузырей. Весь верхний слой расплава с пузырями и каплями золота перетекает и собирается в вертикальный дозатор, что повышает эффективность процесса улавливания частиц золота и повышает извлечение золота из минерального материала.The proposed development ensures a reduction in resistance along the entire path and unimpeded rise of growing bubbles with gold drops in a heat-resistant container and their overflow into an annular gap, while its width should be several times greater than the diameter of these bubbles. The entire upper layer of the melt with bubbles and drops of gold flows and is collected in a vertical dispenser, which increases the efficiency of the process of catching gold particles and increases the extraction of gold from mineral material.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект №18-29-24093 и в соответствии государственного задания на выполнение НИР для ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» №075-03-2022-401 от 12.01.2022.The work was carried out with the support of the Russian Foundation for Basic Research, project No. 18-29-24093 and in accordance with the state assignment for the implementation of research for the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ural State Mining University" No. 075-03-2022-401 dated 12.01.2022.
Claims (1)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023100337A RU2023100337A (en) | 2024-07-10 |
| RU2828818C2 true RU2828818C2 (en) | 2024-10-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0459372B2 (en) * | 1983-12-19 | 1992-09-22 | Tanaka Electronics Ind | |
| CN202099357U (en) * | 2011-05-26 | 2012-01-04 | 新疆星塔矿业有限公司 | Novel circulating closed-cycle roasting device |
| RU2563082C2 (en) * | 2009-12-10 | 2015-09-20 | Новелис Инк. | Vessel for fuse metal and method of its production |
| RU161572U1 (en) * | 2015-07-28 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") | DEVICE FOR ENRICHMENT OF GOLD-CONTAINING MINERAL MATERIAL |
| RU173389U1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") | A device for the enrichment of gold-containing mineral material |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0459372B2 (en) * | 1983-12-19 | 1992-09-22 | Tanaka Electronics Ind | |
| RU2563082C2 (en) * | 2009-12-10 | 2015-09-20 | Новелис Инк. | Vessel for fuse metal and method of its production |
| CN202099357U (en) * | 2011-05-26 | 2012-01-04 | 新疆星塔矿业有限公司 | Novel circulating closed-cycle roasting device |
| RU161572U1 (en) * | 2015-07-28 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") | DEVICE FOR ENRICHMENT OF GOLD-CONTAINING MINERAL MATERIAL |
| RU173389U1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") | A device for the enrichment of gold-containing mineral material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ettler et al. | Primary phases and natural weathering of old lead–zinc pyrometallurgical slag from Príbram, Czech Republic | |
| RU2692135C1 (en) | Processing method of gold-containing antimony concentrate and line for its implementation | |
| JP2001247922A (en) | Operating method of copper smelting furnace | |
| AU2001272037B2 (en) | Method and apparatus for the assay of precious metals | |
| RU2828818C2 (en) | Device for extraction of gold from silicate-carbonate mineral material | |
| AU2001272037A1 (en) | Method and apparatus for the assay of precious metals | |
| FI56857C (en) | SAFETY OVER ANORDNING FOR REFINING AVAILABLE WITH POWDER FORMATION FAST MATERIAL OCH / ELLER GAS | |
| SA517390304B1 (en) | Method for partial roasting of copper and/or gold bearing concentrates | |
| RU161572U1 (en) | DEVICE FOR ENRICHMENT OF GOLD-CONTAINING MINERAL MATERIAL | |
| RU2259410C1 (en) | Method of recovering gold from gold ore concentrates | |
| RU2316606C1 (en) | Method for processing sulfide concentrates containing lead, non-ferrous and noble metals | |
| NO125594B (en) | ||
| RU2794328C1 (en) | Device for enrichment of gold-bearing sulphide mineral material | |
| Liu et al. | Metal emulsion in Sn alloy/oxide system by bottom gas injection | |
| US7066981B2 (en) | Assaying method | |
| US810364A (en) | Method of saving metal values from slag. | |
| Davydov et al. | Thermal Beneficiation of Sulfide Ore Materials | |
| RU2614293C2 (en) | Method of low-autogenous raw material processing in flash smelting furnaces | |
| US20030230117A1 (en) | Apparatus for refining a glass melt | |
| Amdur et al. | Transfer of Gold, Platinum and Non-Ferrous Metals from Matte to Slag by Flotation. Metals 2021, 11, 1602 | |
| RU2820613C1 (en) | Device for beneficiation of gold-bearing copper-nickel sulphide material | |
| RU173389U1 (en) | A device for the enrichment of gold-containing mineral material | |
| JPS6049699B2 (en) | Sulfurization preliminary treatment method for pyrometallurgical slag | |
| US453529A (en) | Process of smelting sulphides | |
| US51822A (en) | Improved apparatus for extracting gold and silver from quartz |