CC BY
186
----------------------------------- © В.С. Литвинцев, В.В. Нечаев,
Т.С. Банщикова, Л.Н. Шокина, 2009
УДК 622.7.017.2
В.С. Литвинцев, В.В. Нечаев, Т.С. Банщикова,
Л.Н. Шокина
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ПЕСКОВ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
начительную часть золота техногенных россыпных месторождений составляют трудно извлекаемые тонкодисперсные частицы, размером вплоть до субмикроскопического (менее 1,0 мкм). По морфологическим признакам частицы металла имеют вид чешуек, тончайших пластинок, сетчатых форм, дендритов, которые при гравитационном обогащении не извлекаются.
В подсчете запасов металла при геологоразведке, как правило, не учитывается мелкое, дисперсное и субмикронное золото пластинчатых и чешуйчатых форм, однако из ряда источников известно, что содержание золота указанных классов находится на уровне гравитационно-извлекаемого золота [1]. Однако эти фракции металла, наряду с более крупными классами, при гравитационном обогащении формируют запас металла в техногенном комплексе россыпей. Очевидно, что традиционными методами это золото не добыть - необходимо создание новых эффективных методов извлечения ценных компонентов, включая мелкое и тонкое золото.
Отличительной особенностью мелкого и пластинчатого золота является его плавучесть в условиях гравитационного обогащения. Установлено, что при промывке на лотке золота с модальным размером 0,1 мм извлечение составляет не более 25 %. Как считает Ковлеков И.И. [2], традиционная методика обогащения при геологоразведочных работах не обеспечивает полного извлечения мелкого золота: извлечение класса 0,1—0,5 мм достигает 70 %, класса менее 0,1 мм — 30 %.
Многочисленные и многолетние исследования результатов переработки россыпей показывают, что основные потери золота имеют место в классах крупностью менее 0,5 мм и преимущественно в классе менее 0,25 мм.
Потери золота при разработке россыпных месторождений происходят в процессах дезинтеграция — грохочение — обогащение. По отчетным материалам недропользователей эти потери, как правило, не превышают 5 - 10%. Однако многие исследования [3-5] свидетельствуют, что фактические потери занижены (например, на месторождении р. Омчак истинные потери золота составили 15%, вместо отчетного 1%). Итоги контрольных опробований хвостов на 10 приисках показали значительные потери гравитационно извлекаемого золота на всех проверенных промывочных приборах (до 35,9%) [6], а доля гравитационно неизвлекаемых потерь в зависимости от ситового состава золота достигает 30-50% [7].
Г.С. Мирзеханов, изучая гранулометрические особенности техногенных россыпных объектов, установил (например, россыпь руч. Пр. Дарья), что в эфельных и галечных отвалах по отношению к материнским пескам отмечается смещение размерности золотин на один класс ниже, т.е. класс + 2,0 мм отсутствует, исключением являются эфельные отвалы прежних отработок, где золотины класса +2,0 мм зафиксированы в количествах, превышающих таковые в исходных целиковых песках [8].
Рассмотрим причины потерь тонкого, дисперсного, пластинчатого и чешуйчатого золота.
Одной из основных причин является наличие в золотоносных песках в качестве спутников благородных металлов тяжёлых по плотности минералов, таких как магнетит, титаномагнетит, ильменит, касситерит, сульфиды, шеелит, циркон, киноварь, тантало-ниобаты. Минералы - спутники золота напрямую влияют на полноту его извлечения в процессе обогащения. Так, на определенной стадии промывки, чёрный шлих заполняет объём пастели шлюза и настолько уплотняется, что поток воды не способен вовлекать эту массу в турбулентное движение, и золото в дальнейшем не извлекается. Возрастание количества минералов в шлюзовых концентратах с плотностью более 5 г/м3 и размерности близкой к гранулометрии золота, особенно тонкопластинчатого, способствует вытеснению металла, находящегося в массе тяжёлых минералов во взвешенном состоянии, в хвосты. Выход из данной ситуации возможен путём увеличения площади шлюзов, использования более технологичных трафаретов и других нововведений. На практике эти мероприятия практически не реализуются, что отражается в повышении потерь почти на порядок. Возрастание количества тяжёлых мине-
ралов в песках от 10 до 30 % приводит к увеличению потерь металла при промывке более чем в два раза относительно минимальных и в 1,3 раза относительно средних значений в целом [8].
Понятно, что причины потерь мелкого и тонкого золота на аппаратах гравитационного обогащения носят сложный, комплексный характер, поэтому только изменением геометрических размеров шлюзов их не устранить. Необходимы комплексные и масштабные исследования влияния ситового состава золота, его морфологии, содержания тяжелых по плотности попутных минералов на уровень потерь в зависимости от геометрических размеров обогатительных аппаратов, конструктивного исполнения ковриков и трафаретов и, главное, плотности и скорости потока пульпы, поступающей на устройства обогащения. Недопустимо, когда шлюз работает эффективно в лучшем случае половину смены, а далее застилающая шлюз "постель" оказывается забитой и потери металла резко увеличиваются. Такие комплексные исследования ещё не проводились, но необходимость в них очевидна, поскольку качественный состав золотосодержащего сырья имеет тенденцию к снижению.
Для снижения уровня потерь возможно применение магнитных или электромагнитных сепараторов, предназначенных для удаления магнитных частиц из потока пульпы. Вы полненные нами исследования этого процесса на драге показали принципиальную возможность применения магнитных сепараторов в условиях технологии обогащения золотосодержащих песков на драге, только потребуются незначительные конструктивные доработки. Для уменьшения потерь тонкопластинчатого и чешуйчатого золота в условиях гравитационного обогащения разработан способ реагентной обработки техногенного сырья реагентом на основе йодсодержащих материалов при определённой рН среды [9].
Под влиянием активных йод-ионов вокруг частицы золота создаётся двойной электрический слой, а образование на поверхности индивидов «временного» соединения AuI- позволяет им приобрести гидрофильные свойства, что повышает степень смачиваемости даже для тончайших чешучайтых и дендритовидных форм золоти-нок размером 100 микрон и менее.
Известно, что применение гравитационных методов обогащения требует использования больших объёмов воды. Негативным признаком для извлечения тонкопластинчатого и чешуйчатого зо-
лота в этих условиях, является поверхностное натяжение воды. Частицы мелкого пластинчатого золота испытывают не только силы притяжения молекул воды на её поверхности, но и выталкивающие силы молекул, расположенных в глубине жидкости. Для снижения поверхностного натяжения воды в условиях гравитационного обогащения можно применять поверхностно-активные вещества, которые уменьшают взаимодействие между молекулами воды и тем самым увеличивают гидрофильные свойства мелкого тонкочешуйчатого золота. Однако их применение возможно лишь в замкнутых системах, например, в зумпфе на лотке при доводке концентрата, содержащего золото класса -0,2 мм с преобладанием в нём пластинчатых форм, либо на приборах (концентрационный стол), где используется не проточная вода, а специально подготовленная для промывки шлиха в отдельной ёмкости с добавлением поверхностно-активного вещества. Метод опробован на одной из небольших техногенных россыпей Нижнего Приамурья, где в отвалах содержание составляет до 1,5 г/т металла, при этом 80 % приходится на класс крупности -0,2 мм с преобладанием пластинчатых и чешуйчатых форм золота. Доводка концентрата промприбора класса крупности -0,4 мм до шлихового золота проводилась в зумпфе на лотке. Потери в виде плавающих частиц золота на поверхности лотка и не смывающихся в шлих составили в первом опыте 30 %, во втором - 37 %. При добавке в зумпф поверхностноактивного вещества весь металл сразу же осаждается на дно лотка. Поверхностно-активные вещества можно применять в практике минералогического анализа, где используются тяжёлые жидкости, промывающиеся водой (кроме бромоформа). Это исключает дополнительную операцию - просмотр лёгкой фракции на предмет потерь и значительно сокращает время минералогического анализа, который является весьма трудоёмким для анализа очень тонких фракций минерального вещества.
Для извлечения дисперсных и ультрадисперсных частиц золота (менее 50 микрон), например, из иловых отложений, накопленных в хвостохранилищах техногенных россыпей, где применение гравитационных методов невозможно, используются Извлечение золота из иловых техногенных отложений с применением сорбции органическим сорбентом
№ Наименование Вес анализи- Содержание Извлечение
п/п образцов руемой навес- золота золота, %
ки, г /класс в навеске,
крупности, мм г/т
1 Слив с промприбора (россыпь руч. Гайфон, Нижнее Приамурье) 100 / -0,05 9,5 От 75 до 90 (данные трёх опытов)
2 Илово-глинистые отложения с борта котлована (вблизи целика), россыпь руч. Г айфон 300 / -0,05 6,3 92
3 Иловые отложения хво-стохранилища (россыпь р. Нагима, Верхнее Приамурье) 0,5 / -0,073 5,0 80
приёмы технологической нанохимии, а именно растворение золота в суспензии с последующей сорбцией. При этом не нужно применять цианирование или тиамочевинное выщелачивание, а использовать метод хлорирования [10]. Способ позволяет растворять золото в суспензии без дополнительных операций - подогрева и фильтрования, а концентрирование осуществлять введением сорбента растительного происхождения в илово-глинистую суспензию [11]. Сорбент, насыщенный частицами золота, промывается, высушивается, а затем сжигается до зольного продукта, который отправляется на плавку. Способ разработан с использованием природных илово-глинистых золотосодержащих хвостов техногенных россыпей Верхнего и Нижнего Приамурья (таблица).
Приведённые примеры применения нетрадиционных технологий для извлечения золота микронной крупности, в том числе и нанозолота, позволяют считать, что проблема трудноизвлекаемых форм благородных металлов может быть решена.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Галич, В.М. Повышение сквозного извлечения мелкого и тонкого золота из гале-эфельных отвалов / В.М. Галич, В. Вальт, Вад. Сычёв, В. Сычёв // Обогащение руд. - № 6. - 2000. - С. 30-33.
2. Ковлеков, И.И. Техногенное золото Якутии. - М.: Изд-во МГГУ, 2002. —
303 с.
3. Об истинных технологических потерях золота на промывочных приборах объединения "Северовостозолото" / Е.И. Богданов, А. А. Ковалев, Л.Ф. Кушпаренко, А.Н. Шонина // Комплексное использование минерального сырья Дальнего Востока. - Владивосток, 1990. - С. 70-81.
4. Богданов, ЕИ. О достоверности показателей извлечения золота на промывочных приборах объединения «Северовостокзолото» / Е.И. Богданов, А.А. Ковалев, Л.Ф. Кушпа-ренко // Колыма. - 1986. - № 5. - С. 22-23.
5. Сурков А.В. Новое в изучении песчано-алевритовой компоненты россыпей и осадочных пород (Альтернативная методика). - М.: Издатель Е. Разумова, 2000. -
6. Определение уровня потерь и разработка мероприятий по повышению извлечения золота на промывочных установках: отчет о НИР / ВНИИ-1, инв. № 1113; исполн.: Кокташев А.Е., Егупов П.Е. - Магадан, 1968. - 24 с.
7. Маньков В.М., Замятин О.В. Проблема мелкого золота в россыпях Сибири и Дальнего Востока и пути его извлечения // Колыма. - 1990. - № 11. - С. 16-19.
8. Мирзеханов Г.С. Условия формирования, принципы прогноза и оценки ресурсов техногенных образований отработанных россыпей золота (на примере юга Дальнего Востока): Дисс. ... д-ра геол.-минерал. наук. - Хабаровск, 2005. - 253 с.
9. Способ извлечения золота мелких и дисперсных фракций из хвостов физико-химическими методами / Ю.А. Мамаев, В.С. Литвинцев, Г.П. Пономарчук, Т.С. Банщикова, Л.Н. Шокина, Н.Г. Ятлукова, А.Г. Колтун // Обогащение руд. -2003. - № 4. - С. 15-17.
10. Лодейщиков В.В. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. - М.: Металлургия, 1973. - С. 246-250.
11. Пат. 2340689 Российская Федерация, МКИ С 22 В 11/00. Способ извлечения золота из иловых техногенных отложений / Литвинцев В.С., Пономарчук Г.П., Банщикова Т.С., Шокина Л.Н.; заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела ДВО РАН. - № 2007121108; заявл. 05. 06.07; опубл. 10.12.08, Бюл. № 34. - 5 с.
I— Коротко об авторах -------------------------------------------------------.
Литвинцев В.С. - доктор технических наук, заместитель директора по
научным вопросам,
Нечаев В.В. - кандидат технических наук, научный сотрудник,
Банщикова Т.С. - старший научный сотрудник,
Шокина Л.Н. - научный сотрудник,
Института горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск.
E-mail: Litvinzev@igd.khv.ru,
E-mail: adm@igd.khv.ru
286 с.
