Новый прибор для механизации старательских работ

Из истории создания шлюзовых приборов, Советская золотопромышленность, 1935 г, № 12

Для промывки золотосодержащих песков старатели повсеместно применяют неподвижные шлюза, американки, бутары и т. п., имеющие тот существенный недостаток, что с течением времени заполняющий карманы трафарет материал настолько уплотняется, что карманы перестают улавливать золото.

Инженер Яценко предложил заменить неподвижные промывочные приборы качающимся шлюзом, имеющим продольные качания, подобно сотрясательным конвейерам.

По инициативе Запсибзолото, Гинзолото (старое название института «Иргиредмет») сконструировало и изготовило в 1934 г. опытную модель качающегося шлюза и в 1934 г. испытало ее на своей Байкальской опытной станции.

Задача испытаний состояла в экспериментальной проверке пригодности качающегося шлюза для улавливания золота,  установлении оптимальных условий его работы и выявления его преимуществ по сравнению с неподвижными  промывочными приборами.

В соответствии с таким заданием, модель качающегося шлюза была снабжена приспособлениями для изменения в широких пределах уклона шлюза, числа качаний и хода качаний.

Модель состоит (рис. 1) из железного клепаного желоба (а) длиной 6 м и шириной 300 мм, подвешанного на шести парах подвесок (б) к деревянной раме (в). Эта рама одним концом опирается на вал (г), укрепленный в передней части деревянной станины (д); другой конец ее (в хвостовой части шлюза) подвешан к станине при помощи подвески (е) с винтовой нарезкой. Таким образом, раме и, следовательно, шлюзу можно придавать любой уклон в пределах от 0,04 до 0,14.

Прибор состоит из ступенчатого шкива (з), находящегося на одном валу с эксцентриком (и); этот последний соединен бугелем (к) с тягой (л), которая передает движения через мотыльковые устройства (м) поводку (н), а тот, соединяясь тросом (о) со шлюзом, сообщает ему продольные качания. Ход качаний на модели изменялся от 20 до 80 мм, число качаний — от 60 до 130 в минуту.

Один трос от поводка (н) прикреплен к головной части шлюза, а другой соединен с хвостовой частью шлюза при помощи спиральной пружины.

При движении поводка вправо (против течения потока к головке шлюза) левый трос тянет шлюз в том же направлении до крайнего правого положения. Затем начинается обратное движение поводка, который при помощи правого троса сообщает движение шлюзу влево.

В головке шлюза установлен сильный пружинный буфер, который при ударе о него двигающегося влево шлюза, останавливает последний, в то время как поводок и трос продолжают еще свое движение.

Таким образом, шлюзу сообщаются попеременно резкие короткие толчки по направлению к головке и плавные в обратном направлении.

В результате таких движений шлюза материал, заполняющий карманы трафарет, все время сотрясается, вследствие чего не только устраняется возможность загружения карманов, но и улучшаются условия концентрации тяжелых шлихов и золота на дне карманов, подобно концентрации на промывочном лотке.

Если в неподвижном шлюзе мелкое золото, уже задержанное карманом трафарет, но не проникающее вглубь последнего, легко может быть выбито из кармана восходящими вихревыми течениями, то в качающемся шлюзе это золото быстро проникает вглубь карманов и тем самым уходит из зоны действия вихревых течений.

Вследствие трения потока воды о стенки и особенно о шероховатое дно шлюза скорость течения потока сильно уменьшается.

По направлению ко дну и у самого дна имеется зона нулевой скорости. Эта зона, правда, небольшой мощности и пронизываемая вихревыми течениями, имеется и в неподвижном шлюзе и способствует лучшему извлечению золота из материала, передвигающегося по поверхности трафаретов.

В качающемся шлюзе, при движении его против течения, это замедляющее течение потока действие усиливается, зона нулевой скорости увеличивается и этим сильно облегчается возможность концентрации тяжелых зерен шлихов и золота в нижних слоях твердого потока.

При ударе шлюза о буфер это улучшение условий концентрации достигает своего предела: тяжелые частицы, находящиеся в нижних слоях твердого потока, проникают вглубь карманов, а находящиеся в верхних слоях - проваливаются на дно. Таким образом, в верхних слоях твердого потока после этого остаются только крупные и более легкие зерна пустой породы, которые при обратном ходе шлюза сносятся водным потоком.

Испытания модели производились на Байкальской опытно-испытательной станции Обогатительно-россыпного сектора Гинзолото (Иргиредмета). Пески добывали из россыпи пади Большие Коты. Ситовой анализ золота этой россыпи (табл.).

Таким образом, прибор испытывался на мелком (притом пластинчатой формы) золоте, приближающемся к категории плавучего.

Испытания производили по следующей схеме (рис.2):

Пробы гали и хвостов отбирали систематически через каждые 15 мин. отсечением всей струи.

Объемы пробы гали колебались от 74 до 110 л, хвостов — от 20 до 650 л.

Сливающуюся муть (ила) опробовали отдельно. Содержание в исходном материале определяли по сумме золота в концентратах и хвостах.

Всего было проведено 13 опытов, один опыт (12) проводили с застилкой дна шлюзов сукном, поверх которого укладывали панцирную сетку. В остальных опытах поверх сукна укладывали венгерские трафареты из деревянных брусьев.

Опыты №№8 и 9 проводили при неподвижном шлюзе, опыты №№10 и 11 проводили без протирки и грохочения песков, их загружали непосредственно в шлюз.

Проведенные испытания дают возможность сделать следующие выводы:

1. Модель качающегося шлюза показала высокое извлечение золота. В большинстве опытов извлечение было выше 94% и доходило до 98,8%.

2. Оптимальным режимом шлюза необходимо признать:

а) число качаний — 80-90 в минуту;

б) ход качаний — 60-70 мм;

в) уклон шлюза — 0,09-0,10;

г) степень разжижения Ж:Т=20-25.

3. Для работы качающегося шлюза требуется большое разжижение; при уменьшении степени разжижения карманы быстро заглушаются.

4. Качающийся шлюз улавливает весьма мелкое, пластинчатое золото.

5. Извлечение на неподвижном шлюзе оказалось значительно ниже, чем на качающемся шлюзе, несмотря на то, что опыты с неподвижным шлюзом производились при оптимальном режиме.

6. Легкопромывистые пески могут обрабатываться на качающемся шлюзе без предварительной протирки и грохочения и при длине шлюза не более 3 м.

7. Конструкцию качающегося шлюза необходимо упростить и облегчить, сделав установку передвижной.

Несмотря на мелкое плавучее золото, качающийся шлюз при испытаниях показал высокую степень извлечения, близкую к пределу, возможному для приборов простой конструкции.

Большим преимуществом качающегося шлюза перед другими механизированными промывочными приборами (концентрационные столы, механический лоток и т. п.) является то, что он не требует предварительной тонкой классификации песков.

Недостатками качающегося шлюза являются низкая производительность и большой расход воды.

Исходя из этих предпосылок, можно рекомендовать широкое внедрение качающегося шлюза в практику золотой промышленности для мелкой механизации старательских работ.

Для этой цели необходимо максимально упростить и облегчить конструкцию шлюза и смонтировать его на легкой, но прочной железной раме вместе с бензиновым двигателем и центробежным насосом.

Необходимо также включить в прибор простой качающийся колосниковый грохот с отверстиями 16-20 мм или даже крупнее.

В качестве трафарета можно рекомендовать венгерские трафареты с подстилкой из сукна.

Малосвязные пески могут загружаться непосредственно на грохот, в противном случае необходимо применять протирочную колоду.

От редакции бюлл. «Золотодобыча», 2006 г.

Шлюз пытаются усовершенствовать многие годы. Главные его недостатки общеизвестны: постель со временем забивается и снижается извлечение золота, нужно останавливать работу для сполоска, промывка требует большого расхода воды (12-15 м3 на куб породы), шлюз имеет большие размеры неудобные для транспортировки. Большинство изобретений направлено на решение именно этих проблем и интересно то, что многие изобретения позволяют решить какую-то из них, как и вышеописанный качающийся шлюз.

Работа с качающимся шлюзом после исследований 1934 г. Иргиредметом не продолжалась. Было ясно, что обычный шлюз проще и, главное, намного дешевле. Рекомендация использовать качающийся шлюз в небольших старательских артелях также осталась формальной. Никто делать его не стал.

Кроме качающегося шлюза известно множество других технических решений: шлюз, качающийся не вдоль, а поперек, гидроактивный (с подачей воды в отверстия в днище), угловой, вибрирующий, с непрерывной разгрузкой концентрата и т.п. Но обычный шлюз продолжают широко использовать в практике в отличие от всех других.

Неужели все усилия изобретателей по совершенствованию шлюза оказались напрасными? Совсем нет. Наоборот удалось реализовать сразу все, что хотелось: уменьшить размер, разрыхлить постель, увеличить ее емкость, уменьшить расход воды и при этом извлекать больше золота. Однако в итоге реализации всех этих усовершенствований вместо шлюза получилась отсадочная машина. В ней постель постоянно разрыхляется пульсирующим потоком воды, она не забивается тяжелыми минералами, так как их разгрузка осуществляется непрерывно, длина машины многократно меньше, чем шлюза, расход воды в 2-3 раза ниже. За все улучшения пришлось заплатить увеличением цены. Отсадочная машина многократно дороже шлюза.

На Байкальской опытной станции Иргиредмета испытывали не только качающийся шлюз, но и многие другие варианты оборудования. На речке Котинке много лет работала опытная малолитражная драга, на которой ежегодно проводили исследования. В частности, было установлено, что  существенно повысить извлечение золота можно на обычном простом шлюзе за счет уменьшения крупности питания и более частых сполосков. На этой основе разработан промывочный прибор со шлюзами мелкого наполнения и контейнерным их сполоском (ПГШИ), который в настоящее время работает на многих предприятиях.

Разработаны также промывочные приборы с обогащением на отсадочных машинах. Они дороже шлюзовых, но при большой доле мелкого золота быстро окупаются повышенным его извлечением. Эти приборы также используются в практике.

Были получены хорошие результаты по работе шлюзов с непрерывной разгрузкой концентрата (ШНРК, см.бюлл.«Золотодобыча» № 83) и др.

Комментарии, отзывы, предложения

Перейти на главную страницу сайта
Перейти к таблице комментариев