Способ извлечения мелких кристаллов алмаза из кимберлитовой породы

 

Использование: в горной промышленности, в частности при добыче и извлечении кристаллов алмаза из породы. Сущность: алмазоносную породу (кимберлит) измельчают и обрабатывают в емкости с тефлоновым покрытием смесью равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот при соотношении порода: кислота равная 1 : 5 . После этого алмазокимберлито-кислотную смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием. Смесь кристаллов алмаза и остатков породы отделяют от остатков кислотной смеси выпариванием, промывают водой и высушивают. Сухую массу кристаллов алмаза с примесью пустой породы помещают в емкость, добавляют бромоформ, перемешивают и оставляют на 5 - 6 ч для оседания кристаллов алмаза на дно и всплывания пустой породы. Очищенные кристаллы алмаза собирают со дна емкости и высушивают. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам добычи и извлечения алмазов из породы.

Известен способ промышленной добычи крупных кристаллов алмаза на обогатительных фабриках путем дробления и флотации кимберлитовой породы [1] Недостатком способа является невозможность извлечения мелких кристаллов алмаза, составляющих 1-5% от общей массы кристаллов и идущих в результате обработки породы в отвалы.

Известен способ извлечения алмазов путем дробления породы и обработки ее кипячением в кислотах [2] Недостатком способа является то, что он может быть использован только в лабораторных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения кристаллов алмаза при анализе кимберлитовой породы, включающий ее измельчение, циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот с последующим выпариванием непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазо-кимберлитовой массы и ее сушку [3] Недостатком способа является невозможность его использования для извлечения кристаллов алмаза из большого объема породы в промышленных масштабах.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при получении возможности извлечения мелких кристаллов алмаза.

Достигается это тем, что в способе, включающем измельчение кимберлитовой породы, ее циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот, последующее выпаривание непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазо-кимберлитовой массы и ее сушку, циклическую обработку породы смесью кислот проводят в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода:смесь кислот, равном 1:5, затем алмазо-кимберлитовую смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки водой алмазо-кимберлитовой смеси и ее сушки мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

Новым в способе является то, что обработку кимберлитовой породы смесью кислот ведут в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода: смесь кислот, равном 1:5, после чего алмазо-кимберлитовуюю смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки и сушки алмазо-кимберлитовой смеси мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

Существенными отличиями способа, не известными ни из прототипа, ни из других источников, являются: соотношение порода:смесь кислот, равное 1:5 при обработке этой смесью кимберлитовой породы, проведение обработки кимберлитовой породы смесью кислот в емкости с тефлоновым покрытием и отделение алмазо-кимберлитовой смеси от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием и отделение мелких кристаллов алмаза от пустой породы седиментацией в бромоформе. Именно эти операции в сочетании с известными позволяют достичь поставленной цели.

На фиг. 1 изображена металлическая емкость 1 полусферической формы с тефлоновым покрытием 2 внутренней поверхности и патрубком 3 с напорным устройством 4. Емкость имеет герметично закрываемую крышку 5 с сальниковым устройством для вала 6 механической мешалки 7. В крышке имеется тефлоновый карман 8 для введения в емкость ниже уровня жидкости ультразвукового излучателя 9 в тефлоновой камере 10, заполненной машинным маслом.

На фиг.2 показана металлическая центрифуга 11 с тефлоновым покрытием 12 внутренней поверхности и круговым карманом 13, который может быть единым по окружности или разделен на отдельные сектора. Внутри центрифуги соосно с осью вращения помещена крестовина 14 для усиления центробежного эффекта разделения обрабатываемой смеси. Вращение центрифуги происходит на подшипниках качения 15 и 16. Верхний (наливной) и нижний (сливной) патрубки снабжены запорными устройствами соответственно 17 и 18.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез полусферической металлической емкости 19 с внутренним платиновым покрытием 20 для отделения отработанной смеси кислот от пустой кимберлитовой породы и кристаллов алмаза.

На фиг.4 показана схема операции отделения кристаллов алмаза от остатков кимберлитовой породы.

Сущность способа состоит в следующем. Кимберлитовую породу после выборки из нее крупных кристаллов алмаза и минералов-спутников (гранатов, пикроильменитов и др.) и измельчения подвергают обработке смесью равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. В результате реакции кислот с породой ее составляющие переходят в растворимые соединения, что дает возможность отделить от них твердую фазу и высвободить мелкие кристаллы алмаза из частиц породы. Из кислотно-алмазно-кимберлитовой смеси наиболее тяжелую твердую часть выделяют центрифугированием. При этом, будучи наиболее тяжелыми по плотности, алмазы с частью измельченной кимберлитовой породы собираются в кармане центрифуги. После накопления в кармане центрифуги достаточного количества этой смеси алмазы отделяют от остатков кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе, который тяжелее породы (плотность 2,89 г/см³), но легче кристаллов алмаза (плотность 3,51 г/см³).

П р и м е р 1 (по прототипу). 5 г породы, не содержащей крупных алмазов и других ценных минералов, помещают в платиновую чашку и прибавляют 25 г смеси равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. Чашку закрывают герметично крышкой и помещают в термостат, где нагревают до 80-95^оС и выдерживают при этой температуре в течение 4-5 сут, периодически перемешивая. По окончании реакции породы с кислотной смесью последнюю сливают декантированием и промывают остаток, который представляет собой аморфно-графитовые зерна. Мелкие кристаллы отделить от графита не удается.

П р и м е p 2 (по данному способу). Готовят модель алмазоносной породы после извлечения из нее крупных кристаллов. Для этого кристалл алмаза, извлеченный из оправы стеклореза, взвешивают на аналитических весах и дробят до получения зерен диаметром не более 0,1 мм. Полученный порошок алмаза (0,319 г) перемешивают с 1 кг заранее измельченной пустой породы и помещают в емкость 1 (фиг.1). Туда же добавляют 5 кг смеси равных объемов соляной, плавиковой и серной кислот. Закрывают крышку 5 и включают мешалку 7 и ультразвуковой излучатель 9 на 10-15 мин. Затем прекращают механическое воздействие на 30-40 мин, после чего повторяют воздействие.

Продукты реакции перепускают по сливному патрубку 3 в центрифугу (фиг.2) через наливной патрубок 17, где смесь подвергают центрифугированию с частотой вращения 3-5 тыс. об/мин. В результате мелкие кристаллы алмаза собираются в кармане К центрифуги.

Непрореагировавшие кристаллы и пустую породу перепускают через сливной вентиль 17 (фиг.2) в емкость 19 (фиг.3), где кислоты отделяют от породы выпариванием.

Новую порцию модели алмазоносной породы с содержанием мелких кристаллов алмаза 0,12 г на 1 кг породы обрабатывают смесью кислот, а затем центрифугируют аналогичным образом. Накопившуюся в кармане центрифуги смесь алмазных кристаллов с остатками породы извлекают из кармана, сушат выпариванием в емкости (фиг.3), промывают водой и снова сушат.

Сухую массу алмазного порошка с примесями помещают в емкость (фиг.4), заливают бромоформом и перемешивают. Систему выдерживают в течение 5-6 ч, чтобы кристаллы алмаза осели на дно, а пустая порода всплыла наверх, откуда ее удаляют. Очищенный алмазный порошок собирают со дна емкости, промывают, высушивают и взвешивают. Масса порошка очищенных мелких кристаллов алмаза составила 0,39 г, что составляет 88,8% от содержащейся в двух порциях породы.

Таким образом, данный способ позволяет извлечь из отработанной алмазоносной породы мелкие алмазные кристаллы в чистом виде, чего нельзя сделать по способу-прототипу. Способ согласно изобретению может быть использован и при извлечении алмазов из неотработанных кимберлитовых пород, содержащих кристаллы.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКИХ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ПОРОДЫ, включающий измельчение кимберлитовой породы, ее циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот с последующим выпариванием непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазокимберлитовой массы и ее сушку, отличающийся тем, что циклическую обработку кимберлитовой породы смесью кислот проводят в емкости с тефлоновым покрытием при соотношении порода смесь кислот, равном 1 5, затем алмазокимберлитовую смесь отделяют от основной массы кимберлитовой породы центрифугированием в центрифуге с тефлоновым покрытием, а после выпаривания непрореагировавшей части кислот, промывки водой алмазокимберлитовой смеси и ее сушки мелкие кристаллы алмаза отделяют от пустой кимберлитовой породы седиментацией в бромоформе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4