RU2605012C1 - Method and device for processing ores containing precious metals - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to leaching precious metals from refractory gold-bearing stock. Prior to leaching moistened or dehydrated until pores filling with water ore is subjected to nanosecond electromagnetic pulses with the following parameters: duration - less than 1 nsec, duration of the front - less than 0.1 nsec, repetition frequency - more than 1 kHz and amplitud - more than 15 kV. Method is implemented at a plant including a generator and an electrode system of two electrodes, where the first electrode is made in the form of a conducting conveyor belt, the second electrode is made in the form of a flat copper plate of a square shape located above the first electrode.

EFFECT: higher efficiency of opening a containing mineral matrix containing precious metals owing to creation of channels and microcracks providing access of the leaching solution to particles of the precious metals.

2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Группа изобретений относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к выщелачиванию благородных металлов из упорного золотосодержащего сырья.The group of inventions relates to the field of mineral processing, in particular to leaching of precious metals from refractory gold-bearing raw materials.

Известно устройство переработки руд, содержащих благородные металлы, использующее электрогидравлическую обработку путем воздействия на руду, находящийся в жидкости, ударными волнами, образующимися при электрическом пробое жидкости для разрушения упорных частиц, и последующее выщелачивание благородных металлов (Котов Ю.А. и др. Комплексная переработка пиритовых отходов горно-обогатительных комбинатов наносекундными импульсными воздействиями. Доклады Академии Наук, 2000, т. 372, №5, с. 654-656). Устройство содержит электроды, погруженные в водяную взвесь руды благородных металлов и подключенные к импульсному источнику высокого напряжения. Для получения более крутых фронтов импульсов акустических ударных волн, возникающих в среде, источник напряжения может генерировать импульсы наносекундной длительности.A device is known for processing ores containing precious metals, using electro-hydraulic treatment by exposing the ore in the liquid to shock waves generated by electrical breakdown of the liquid to destroy resistant particles, and the subsequent leaching of precious metals (Kotov Yu.A. et al. Complex processing pyrite wastes of mining and processing plants with nanosecond pulsed impacts. Reports of the Academy of Sciences, 2000, v. 372, No. 5, pp. 654-656). The device contains electrodes immersed in an aqueous suspension of precious metal ores and connected to a high voltage pulse source. To obtain steeper fronts of pulses of acoustic shock waves arising in the medium, the voltage source can generate pulses of nanosecond duration.

Недостатком этого устройства является необходимость ведения процесса в жидкой среде, что уменьшает производительность и увеличивает расход энергии, а также недостаточно высокое извлечение благородных металлов при выщелачивании, обусловленное недостаточным раскрытием сростков.The disadvantage of this device is the necessity of conducting the process in a liquid medium, which reduces productivity and increases energy consumption, as well as insufficiently high recovery of precious metals during leaching, due to insufficient disclosure of splices.

Известны устройства для повышения извлечения благородных металлов, использующие электромагнитные импульсы. В заявке на изобретение RU 2004139108 (заявка на изобретение «Микроволновая обработка руд», МПК C22B 1/00, опубл. 20.07.2015) предлагается использовать для воздействия энергию микроволновых импульсов. В заявке на изобретение RU 2004131862 (заявка на изобретение «СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЫСОКОЙ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ПОЛЯ И ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ С ЕГО ПОМОЩЬЮ, НАПРИМЕР, РАЗУПРОЧНЕНИЕ МНОГОФАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ», МПК C22B 1/00, опубл. 27.05.2005) предлагается использовать микроволновые импульсы большой мощности. Однако в этих изобретениях не используются физические механизмы вскрытия частиц благородных металлов, однозначно приводящие к полезному эффекту. Кроме того, использование СВЧ (микроволновых) импульсов уменьшает КПД устройства за счет дополнительного преобразования электрической энергии.Known devices for increasing the extraction of precious metals using electromagnetic pulses. In the application for invention RU 2004139108 (application for the invention "Microwave ore processing", IPC C22B 1/00, publ. 07.20.2015) it is proposed to use the energy of microwave pulses for exposure. In the application for the invention RU 2004131862 (application for the invention “CREATION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION WITH HIGH VOLTAGE FIELDS AND PROCESSING MATERIALS WITH ITS USE, FOR EXAMPLE, UNDERSTANDING MULTIPHASE MATERIALS", MPC pulses of high power 2700/05 ms. . However, these inventions do not use the physical mechanisms of opening particles of precious metals, which unambiguously lead to a beneficial effect. In addition, the use of microwave (microwave) pulses reduces the efficiency of the device due to the additional conversion of electrical energy.

Известен способ переработки материалов, содержащих благородные металлы (патент РФ №2139142, «Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы», МПК B03B 7/00, опубл. 10.10.1999), включающий рудоподготовку и выщелачивание, а перед выщелачиванием на материал воздействуют электромагнитным импульсом с амплитудой напряженности электрической компоненты поля большей электрической прочности материала и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала. При этом воздействие может быть осуществлено серией импульсов.A known method of processing materials containing noble metals (RF patent No. 2139142, "Method for processing materials containing noble metals", IPC B03B 7/00, published 10.10.1999), including ore preparation and leaching, and before leaching the material is exposed to an electromagnetic pulse with an amplitude of the electric component of the field of greater electric strength of the material and a pulse front duration shorter than the time of formation of a spark discharge in the air gap, equal to the thickness of the processed layer Methods and material. In this case, the effect can be carried out by a series of pulses.

Также, в указанном аналоге, способ осуществляется с помощью устройства, представляющего собой область с двумя дискообразными электродами, расстояние между которыми можно менять в широких пределах для обеспечения необходимой амплитуды напряженности электрической компоненты поля. Расстояние между электродами много меньше диаметра, что обеспечивает достаточную однородность электрического поля между ними. На этой установке с помощью регулировки зазора между электродами удается обеспечить амплитуду напряженности электрической компоненты поля 1-50 МВ/м.Also, in the specified analogue, the method is carried out using a device representing a region with two disk-shaped electrodes, the distance between which can be changed over a wide range to provide the necessary amplitude of the electric field component strength. The distance between the electrodes is much smaller than the diameter, which ensures sufficient uniformity of the electric field between them. In this installation, by adjusting the gap between the electrodes, it is possible to provide an amplitude of the electric field component of 1-50 MV / m.

Недостатком указанного способа является недостаточно высокое извлечение благородных металлов за счет неполного раскрытия сростков минералов и сравнительно высокая энергоемкость.The disadvantage of this method is the insufficiently high recovery of precious metals due to the incomplete disclosure of mineral splices and a relatively high energy intensity.

Из уровня техники известен способ, наиболее близкий по своей технической сущности к заявляемой группе изобретений (патент РФ №2176558, «Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы», МПК B03B 7/00, опубл. 10.12.2001 г.), принятый в качестве прототипа и включающий в себя обработку электромагнитными импульсами материала с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине обрабатываемого слоя материала, и выщелачивание благородных металлов, при этом обработке электромагнитными импульсами подвергают материал, увлажненный водой в количестве, не большем, чем необходимо для заполнения водой пор в частицах материала, или обезвоженный до влажности, соответствующей количеству воды в порах материала. Увлажнение и обезвоживание производят до соотношения твердого к жидкому от 5:1 до 3:1. Воде, содержащейся в порах частиц материала, придают кислую или щелочную реакцию.The prior art method is known that is closest in technical essence to the claimed group of inventions (RF patent No. 2176558, "Method for processing materials containing precious metals", IPC B03B 7/00, publ. 10.12.2001), adopted as the prototype and includes the processing by electromagnetic pulses of a material with an amplitude of the electric field component, greater electric strength of the material, and a pulse front duration shorter than the time of formation of a spark discharge in the air gap equal to the thickness processed material layer and the leaching of precious metals, the treated material is subjected to electromagnetic impulses, moistened with water in an amount no greater than necessary to fill the pore water in the particles of the material, or dehydrated to a moisture content corresponding to the amount of water in the pores of the material. Moistening and dehydration is carried out to a ratio of solid to liquid from 5: 1 to 3: 1. Water contained in the pores of the particles of the material, give an acidic or alkaline reaction.

Указанный способ реализуется с помощью установки, включающей преобразователь сетевого напряжения, формирователь импульсов, высоковольтный трансформатор, электродную систему, при этом электродная система представляет собой область с двумя дискообразными электродами.The specified method is implemented using the installation, including the network voltage Converter, pulse shaper, high-voltage transformer, electrode system, while the electrode system is a region with two disk-shaped electrodes.

Недостатком прототипа является то, что конструкция указанной установки допускает ее использование только в лабораторных условиях, поскольку производительность установки менее одного килограмма в час.The disadvantage of the prototype is that the design of this installation allows its use only in laboratory conditions, since the productivity of the installation is less than one kilogram per hour.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении производительности извлечения благородных металлов, при воздействии на горную породу мощными электромагнитными импульсами за счет увеличении массы обрабатываемой горной породы, а также в более полном извлечении благородных металлов.The technical result of the claimed invention consists in increasing the productivity of the extraction of precious metals, when exposed to the rock by powerful electromagnetic pulses due to an increase in the mass of the processed rock, as well as in a more complete extraction of precious metals.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для обработки руд, содержащих благородные металлы, включает в себя генератор и электродную систему из двух электродов, причем первый электрод выполнен в виде проводящей ленты транспортера, снабженной на концах загрузочным и разгрузочным узлами, подвижной планкой, расположенной рядом с загрузочным узлом, и соединен с помощью подвижного контакта с генератором, второй электрод выполнен в виде плоской медной пластины квадратной формы с длиной стороны, равной ширине ленты транспортера, расположенной над первым электродом и соединенной с генератором.The specified technical result is achieved by the fact that the device for processing ores containing precious metals includes a generator and an electrode system of two electrodes, the first electrode being made in the form of a conductive conveyor belt equipped with loading and unloading nodes at its ends, a movable bar located next to it with a loading unit, and connected via a movable contact with the generator, the second electrode is made in the form of a flat copper plate of square shape with a side length equal to the width of the tape trans a sportsman located above the first electrode and connected to the generator.

Для обеспечения максимального воздействия электромагнитных импульсов на обрабатываемую руду скорость движения ленты транспортера выбирается в зависимости от вида руды в диапазоне от 0,05 до 0,2 м/с.To ensure the maximum effect of electromagnetic pulses on the ore being processed, the conveyor belt speed is selected depending on the type of ore in the range from 0.05 to 0.2 m / s.

Выполнение одного электрода в виде снабженной на концах загрузочным и разгрузочным узлами проводящей ленты транспортера, а другого - в виде плоской медной пластины, расположенной на расстоянии не более 7 см над первым электродом, позволяет производить обработку руды в промышленных масштабах.The execution of one electrode in the form of a conductive conveyor belt equipped with loading and unloading nodes at the ends, and the other in the form of a flat copper plate located at a distance of no more than 7 cm above the first electrode, allows ore processing on an industrial scale.

Расстояние между проводящей лентой транспортера и плоской медной пластиной, составляет не более 7 см, что позволяет создать в межэлектродной области напряженность поля, достаточную для реализации эффективного воздействия на обрабатываемую руду.The distance between the conductive conveyor belt and the flat copper plate is not more than 7 cm, which allows you to create a field strength in the interelectrode region that is sufficient to realize an effective effect on the processed ore.

Планка предназначена для формирования слоя обрабатываемой руды, устанавливается на загрузочном узле проводящей ленты транспортера с возможностью подъема или опускания, и располагается поперек над проводящей лентой транспортера.The bar is designed to form a layer of the ore being processed, it is installed on the loading unit of the conductive conveyor belt with the possibility of raising or lowering, and is located transversely above the conductive conveyor belt.

Также указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обработки руды, содержащей благородные металлы, включающем в себя обработку увлажненной или обезвоженной обрабатываемой руды до соотношения твердого к жидкому от 5:1 до 3:1 электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала, и выщелачивание благородных металлов, согласно изобретению обработку материалов производят электромагнитными импульсами длительностью импульса менее 1 нс, с длительностью фронта импульса менее 0,1 нс, частотой повторения импульсов более 1 кГц и амплитудой более 15 кВ.Also, the specified technical result is achieved due to the fact that in the method of processing ore containing precious metals, which includes the processing of wetted or dehydrated processed ore to a ratio of solid to liquid from 5: 1 to 3: 1 by electromagnetic pulses with an amplitude of the electric field component amplitude, greater electric strength of the material, and a pulse front duration shorter than the time of formation of a spark discharge in the air gap, equal to the thickness of the material layer, and the leaching of noble metals, according to the invention, the processing of materials is carried out by electromagnetic pulses with a pulse duration of less than 1 ns, with a pulse front of less than 0.1 ns, a pulse repetition rate of more than 1 kHz and an amplitude of more than 15 kV.

Амплитуда напряженности импульсного поля, образованная между проводящей лентой транспортера и плоской медной пластиной, может составлять величину более 100 кВ/см. Однако за счет малой длительности импульса (менее 1 нс) локальный электрический пробой не успевает возникнуть. Импульсное поле одновременно воздействует на всю руду, которая находится между электродами.The amplitude of the pulse field strength formed between the conductive belt of the conveyor and the flat copper plate can be more than 100 kV / cm. However, due to the short pulse duration (less than 1 ns), a local electrical breakdown does not have time to occur. The pulsed field simultaneously affects all the ore that is between the electrodes.

Обработка материалов электромагнитными импульсами с указанными значениями длительности импульса, длительностью фронта импульса, частотой повторения импульсов и амплитудой обеспечивает более эффективное вскрытие частиц благородных металлов, и, как следствие, более полное их извлечение из обрабатываемой руды.Processing materials with electromagnetic pulses with the specified values of the pulse duration, the duration of the pulse front, the pulse repetition rate and amplitude provides a more efficient opening of particles of precious metals, and, as a result, their more complete extraction from the processed ore.

Заявляемая группа изобретений переработки руд, содержащих благородные металлы, может найти широкое применение в горнодобывающей промышленности для обогащения полезных ископаемых.The claimed group of inventions for the processing of ores containing precious metals, can be widely used in the mining industry for mineral processing.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Заявляемый способ осуществляется с помощью заявляемого устройства, которое содержит генератор 1, электродную систему, содержащую первый электрод, выполненный в виде проводящей ленты транспортера 2, снабженной на концах загрузочным 3 и разгрузочным 4 узлами, и соединенную с помощью подвижного контакта 5 с генератором 1, и второй электрод, выполненный в виде плоской медной пластины 6 квадратной формы с длиной стороны, равной ширине ленты транспортера 2, и устанавливаемой на расстоянии не более 7 см над проводящей лентой транспортера 2. Также устройство содержит планку 7 для формирования слоя обрабатываемой руды 9, которая крепится к загрузочному узлу 3 с возможность подъема и опускания.The inventive method is carried out using the inventive device, which contains a generator 1, an electrode system containing a first electrode, made in the form of a conductive belt of the conveyor 2, equipped at the ends of the loading 3 and unloading 4 nodes, and connected using a movable contact 5 with the generator 1, and the second electrode, made in the form of a flat copper plate 6 of square shape with a side length equal to the width of the conveyor belt 2, and installed at a distance of not more than 7 cm above the conductive belt of the conveyor 2. Also roystvo comprises a bar 7 to form a treated ore layer 9, which is attached to the boot node 3 with possibility of lifting and lowering.

Обрабатываемая руда 9 - измельченная и увлажненная горная порода - поступает вначале на загрузочный узел 3 и с помощью планки 7 формируется слой обрабатываемой руды 9 необходимой толщины. При движении проводящей ленты транспортера 2 обрабатываемая руда 9 попадает в область между проводящей лентой транспортера 2 (первый электрод) и плоской медной пластиной 6 (второй электрод). В этой области обрабатываемая руда 9 подвергается воздействию наносекундных электромагнитных импульсов, подаваемых с генератора 1.The processed ore 9 — crushed and moistened rock — first comes to the loading unit 3 and, using the strip 7, a layer of processed ore 9 of the required thickness is formed. When the conductive belt of the conveyor 2 moves, the ore being processed 9 enters the region between the conductive belt of the conveyor 2 (first electrode) and a flat copper plate 6 (second electrode). In this area, the processed ore 9 is exposed to nanosecond electromagnetic pulses supplied from the generator 1.

В процессе обработки происходит следующее. При обработке увлажненной руды мощными наносекундными импульсами в микрополостях с водой происходит импульсное нагревание воды и увеличение ее объема. Образуются микротрещины во вмещающей минеральной матрице, которые приводят к ее разрушению. К аналогичному эффекту приводит воздействие импульсов на микрочастицы извлекаемого металла. В результате совместного влияния двух вышеописанных факторов происходит более быстрое разрушение минеральной матрицы и прирост извлечения благородного металла - в диапазоне 20-30%.In the process of processing the following occurs. When moistened ore is processed by powerful nanosecond pulses in microcavities with water, pulsed heating of the water and an increase in its volume occur. Microcracks form in the host mineral matrix, which lead to its destruction. The effect of pulses on the microparticles of the extracted metal leads to a similar effect. As a result of the combined influence of the two factors described above, a more rapid destruction of the mineral matrix and an increase in the recovery of the noble metal occur in the range of 20-30%.

После воздействия электромагнитных импульсов обработанная руда 9 поступает в разгрузочный узел 4 и далее на выщелачивание золота.After exposure to electromagnetic pulses, the processed ore 9 enters the discharge unit 4 and then to the leaching of gold.

Проведенные исследования показали, что увеличивается извлечение золота и серебра из руды после облучения наносекундными электромагнитными импульсами. Результаты исследование представлены в таблицеStudies have shown that increases the extraction of gold and silver from ore after irradiation with nanosecond electromagnetic pulses. The results of the study are presented in the table.

Заявляемые способ и устройство переработки материалов, содержащих благородные металлы, в сравнении с прототипом, позволяют повысить производительность установки для переработки материалов, содержащих благородные металлы с увеличением эффективности их извлечения.The inventive method and device for processing materials containing precious metals, in comparison with the prototype, can improve the performance of the installation for processing materials containing precious metals with an increase in the efficiency of their extraction.

Claims (2)

1. Способ обработки материалов, содержащих благородные металлы, включающий обработку увлажненного или обезвоженного до влажности, соответствующей количеству воды в порах частиц материала, электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала, и выщелачивание благородных металлов, отличающийся тем, что обработку упомянутого слоя материала производят импульсами длительностью менее 1 нс, с длительностью фронта импульса менее 0,1 нс, частотой повторения импульсов более 1 кГц и амплитудой более 15 кВ.1. A method of processing materials containing precious metals, including processing moistened or dehydrated to a moisture content corresponding to the amount of water in the pores of the particles of the material, by electromagnetic pulses with an amplitude of the electric field component strength, greater material strength, pulse front duration less than spark discharge formation time air gap equal to the thickness of the layer of material, and leaching of precious metals, characterized in that the processing of said layer m Therians produce pulses of less than 1 ns, a pulse rise time of less than 0.1 ns, and pulse repetition rate greater than 1 kHz and an amplitude of more than 15 kV. 2. Устройство для обработки материалов, содержащих благородные металлы, содержащее генератор наносекундных импульсов и электродную систему из двух электродов, отличающееся тем, что один из электродов системы выполнен в виде снабженной на концах загрузочным и разгрузочным узлами проводящей ленты транспортера, а второй электрод выполнен в виде плоской пластины квадратной формы с длиной стороны, равной ширине ленты транспортера, расположенной на расстоянии не более 7 см над проводящей лентой транспортера. 2. A device for processing materials containing precious metals, containing a nanosecond pulse generator and an electrode system of two electrodes, characterized in that one of the electrodes of the system is made in the form of a conveyor belt provided with loading and unloading nodes, and the second electrode is made in the form a square flat plate with a side length equal to the width of the conveyor belt located at a distance of not more than 7 cm above the conductive conveyor belt.

Images