Учет технологических свойств полезного компонента россыпных месторождений при выборе обогатительного оборудования Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.М. Бураков, С.А. Ермаков, И.С. Касанов, Д.А. Дыбин,

2010

УДК 622.271.5

А.М. Бураков, С.А. Ермаков, И. С. Касанов,

Д.А. Дыбин

УЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛЕЗНОГО КОМПОНЕНТА РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ВЫБОРЕ ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Проведен анализ ситовых и морфологических характеристик золота группы россыпных месторождений Республики Саха (Якутия). Рассмотрено влияние технологических свойств золота, при преобладающем содержании мелких классов, на выбор обогатительного оборудования и снижение потерь полезного компонента.

Ключевые слова: россыпи, минерально-сырьевая база, обогатительные приборы.

а более чем 70-летний период золотодобычи в районах Северо-востока России, в том числе и в Якутии, по различным оценкам, из россыпных месторождений добыто более 2500 т золота. Однако в связи с истощением и качественным ухудшением минеральносырьевой базы, структура запасов значительно меняется, что ведет к снижению объёмов добычи золота из россыпей.

Несмотря на это, россыпи продолжают оставаться наиболее выгодным объектом для промышленного освоения, как в современных условиях, так и в среднесрочной перспективе, поскольку их минерально-сырье-вая база все еще остается достаточно большой, а ресурсы, требуемые для освоения россыпей, относительно невелики. Так, в Республике Саха (Якутия) примерно 50% ежегодной добычи металла приходится на долю россыпных месторождений [1]. При этом современная сырьевая база россыпного золота республики представлена в основном мелкими месторождениями (до 50 кг золота) и небольшим количеством относительно круп-

ных объектов (в том числе и техногенных).

В силу различных объективных, в том числе и технологических причин, полное извлечение металла из песков невозможно, поэтому часть его теряется в процессах добычи и переработки. Основной причиной технологических потерь золота является несоответствие схем обогащения песков их гранулометрическому составу, степени промыви-стости, количеству и минеральному составу тяжелой фракции, морфологическим и гранулометрическим особенностям полезного компонента.

Промывка и обогащение песков россыпных месторождений Якутии ведется в основном промывочными приборами со шлюзовой схемой обогащения (шлюзы глубокого наполнения). Вместе с тем, из теории и практики гравитационного обогащения известно, что эти приборы более или менее удовлетворительно извлекают золото крупностью более 0,5 мм, причем изометричное по форме. Гидроэлеваторные приборы в принципе непригодны для обогащения

18

16 -14 -12 10 і 8 6 4 2

0

п п

1.1

Я

лц

1 І І І І І І І І І І І І І І І І І І І І І І І І £* -«V .£> .хЬ

V

*г л* <Ь"

Рис. 1. Ситовые характеристики металла россыпей одного из районов РС (Я). По оси Х

классы крупности, по оси Y - доля класса в общем объеме

россыпей с трудноулавливаемым золотом. Причинами потерь золота на этих приборах являются недостаточная степень дезинтеграции песков, большая высота и скорость потока пульпы на шлюзе, невозможность создания равномерной и постоянной подачи на него песков. В скрубберных (бочечных) промприборах учтены многие недостатки гидроэлеваторных приборов, но и на них золото крупностью < 0,3 мм, пластинчатое и листовидное извлекается неудовлетворительно.

Проведенный анализ ситовых характеристик золота россыпей Якутии (рис. 1) показал, что они включают широкий диапазон различных классов, и это затрудняет объективную аналитическую оценку россыпного золота по крупности. В связи с чем встает вопрос приведения ситовых характеристик различных классов к стандартным размерам

ячеек сит, предложенных ВНИИ-1 [2]. В работе [3] проведен анализ способов перераспределения золота по классам и рекомендован метод пересчета ситовых характеристик с использованием графика накопления фракций в полулогарифмическом масштабе.

С использованием этого метода были упорядочены и приведены к единой классификации, используемой в методике ВНИИ-1 [2], данные по составу металла для группы россыпных месторождений Якутии (рис. 2).

Как показано на рис. 2, около 70% золота приходится на классы от 5 до 0,5 мм. Максимальные значения 26%, 23%, и 20% приходятся на классы 5-2, 2-1 и 1-

0,5 мм, класс менее 1 мм - 33% всего золота.

Количественное содержание мелкого (менее 1 мм) золота в песках россыпных месторождений показано на рис. 3.

5-2 2-1

Рис. 2. Гранулометрический состав металла группы россыпей РС (Я)

30.0

25.0

20.0

15.0

10.0 5,0 0,0

20-10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,2 0,2-0

классы металла, мм и их содержание, %

Рис. 4. Ситовые характеристики металла по Алданскому району Якутии

Согласно диаграмме более половины (57%) рассмотренных месторождений содержат в своем составе % запасов золота крупностью менее 1 мм, а в каждом втором месторождении мелкое золото составляет от % до % всего металла.

С целью анализа эффективности использования различных типов обогатительных приборов, по методике ВНИИ-1 проведены расчеты уровня извлечения металла по группе россыпных месторождений.

Основными типами обогатительных приборов приняты те из них, для которых имеются нормативные уровни потерь, а именно: ПГШ, ПГБ, скрубберные приборы с самородко-

улавливателями (СУ) и без таковых (С), бочечно-шлюзовые (ПБШ), вашгердно-шлюзовые (ПВШ), а также установки на базе ГГМ.

Месторождения Алданского района (проанализировано 28 месторождений, 36 ситовых характеристик), характеризуются повышенным содержанием мелкого золота (около 50%), что иллюстрируется рис. 4.

Проведен анализ уровня потерь для различных типов промывочных приборов (рис. 5).

Установлено, что по месторождениям Алданского района наибольшее количество "попаданий" в диапазон потерь более 10%

Рис. 5. Изменение нормативных потерь металла. Алданский район Якутии.

По оси Х показаны типы обогатительных приборов, по оси Y - количество попаданий расчетных значений потерь по диапазонам; по оси Z - ранжировка диапазонов потерь.

Рис. 6. Уровни нормативных потерь металла. Нерюнгрин-ский район Якутии

относится к промывочным приборам типа ПГШ (24), вашгердно-шлюзовым установкам (30) и приборам на базе ГГМ (18). Для работы таких установок необходимо применение дополнительного обогатительного оборудования, с целью эффективного улавливания золота класса менее 1 мм. В целом преобла-

дающим является класс потерь более 10%.

Наиболее низкие потери у скрубберных приборов с са-мородкоуловителями и без них, соответственно 4 и 5 попаданий в диапазон менее 2% и у прибора ПГБ - 7 значений. Сводные диаграммы аналогичного типа составлены и для месторождений других районов, из которых по количеству рассмотренных ситовых характеристик можно выделить Нерюнгринский (64), Оймяконский (292) и Усть-Янский (94).

Количество мелкого золота по месторождениям Не-рюнгринского района несколько ниже (36%), вследствие чего характер сводной диаграммы потерь имеет другой вид (рис. 6).

По месторождениям данного района наиболее низкие потери у скрубберных приборов с самородкоуловите-лями и без них, у приборов ПГБ и ГГМ. В целом месторождения характеризуются примерно равными уровнями потерь в диапазонах 2-5, 5-10 и более 10%.

Количество мелкого золота в песках месторождений районов Якутии, представлено в табл. 1.

Оценивая преобладание того или иного диапазона потерь с повышением количества мелкого золота, можно отметить явную связь увеличения потерь от доли мелкого золота (табл. 2).

Даже при относительно небольшой доле мелкого золота в песках (25%)

Таблица 1

Доля мелкого золота по месторождениям районов Якутии

Район Месторождений Ситовых характеристик Металл -1 мм, %

Оймяконский 89 292 25

Без терр. привязки (б/т) 62 154 28

Нерюнгринский 28 64 36,1

Усть-Майский 12 36 49,4

Алданский 22 36 49,7

Булунский, Момский, Верхоянский 9 32 59,4

Усть-Янский 23 94 65,1

Таблица 2

Изменение величины потерь от доли мелкого золота по месторождениям районов Якутии

Район Месторождений Металл -1 мм, % Преобладающие диапазоны потерь, % Доля потерь более 10%, %

Оймяконский 89 25 менее 2, 2-5 12

Без террит. привязки (б/т) 62 28 менее 2, 2-5 17,5

Нерюнгринский 28 36,1 2-5, 5-10, более 10 29,5

Усть-Майский 12 49,4 2-5, 5-10, более 10 32,5

Алданский 22 49,7 более 10 48

Булунский, Момский, Верхоянский 9 59,4 5-10, более 10 43

Усть-Янский 23 65,1 более 10 67

Таблица 3

Распределение уровней потерь металла (%)

Типы промывочных приборов менее 2% 2-5% 5-10% более 10%

ПГШ 10,2 30,4 26,8 32,6

ПГБ 36,0 33,1 14,8 16,0

Скрубберные без самородкоуловителя 30,4 36,5 18,7 14,4

Скрубберные с самородкоуловителем 32,7 34,3 18,6 14,4

Бочечно-шлюзовые 16,8 37,2 24,0 22,0

Вашгердно-шлюзовые 0,1 12,6 29,1 58,2

Установки на базе ГГМ 31,6 24,2 18,0 26,2

более чем в 10% случаев уровень потерь будет превышать 10%-ю границу.

Изменение соотношения диапазонов потерь в зависимости от состава металла месторождений представлено на рис. 7.

По совокупному анализу всей группы рассмотренных месторождений (1395 ситовых характеристик) составлена итоговая

таблица классификации уровней потерь металла при использовании различных типов обогатительных приборов (табл. 3).

По данным табл. 3 видно, что для условий рассмотренных месторождений Якутии наименьшие уровни потерь металла достигаются при использовании прибора ПГБ (69% расчетов менее 5%

Рис. 7. Изменение соотношения диапазонов потерь в зависимости от доли мелкого золота в песках месторождений

потерь), скрубберного с самородкоулови-телем и без такового (67% расчетов менее 5% потерь). Причем эти приборы показывают относительно стабильные показатели потерь при изменении гранулометрического состава золота россыпей различных районов Якутии, что связанно с особенностями устройства и условиями эксплуатации оборудования. Прибор ГГМ при увеличении мелкого золота, показывает худшие результаты (рис. 5 и 6). Наименьшую приспособленность к условиям месторождений показал прибор вашгердно-шлюзового типа (58,2% расчетов более 10% потерь).

На практике фактические значения потерь металла не всегда соответствуют расчетным. Высокие потери обусловлены спецификой месторождения, гранулометрическим составом и морфологическими характеристиками золота (преобладание зерн дисковидной, лепешковидной,

пластинчатой, дендритовидной форм).

Для рационального выбора промывочного прибора, с целью уменьшения потерь в процессе промывки, грохоче-

ния и обогащения как отмечено в работе [4] необходимо учитывать не только ситовый анализ золота, но также характеризующие его признаки (морфологию, форму, окатанность, крупность и т. д.), основные разновидности которых рассмотрены ниже.

Морфологические признаки и окатанность определяют геометрическую форму золота, степень его обрабо-танности, местонахождение в россыпи (верховье, середина или нижняя часть), места подпитки свежими жилами, что может влиять на скоростные режимы водного потока при промывке.

Уплощенность, характеризующая средний вес золотин фракции 0,5-1,0 мм - "У" мг, является критерием выбора схемы извлечения по границе класса менее 1 мм, т.к. золото крупностью до одного миллиметра извлекается с достаточной полнотой.

Медианная крупность показывает наличие крупности золота по конкретному классу, определяет какое золото, доминирует (крупное, мелкое, среднее и т.д.).

1. Морфологические признаки.

Результаты классификации морфологических характеристик золота по россыпям Якутии приведены на рис. 8. Основную долю составляют: сред-неокатанное пластинчатое золото (пластинки) (48%); комковидное и изометричное золото (11 и 10% соответственно); слабоокатанное: таблички и зерна (7 и 7%); хорошо окатанное: чешуйки и кристаллы (4 и 4%); другие разновидности (9%).

2. Медианная крупность

№ п.п. Медианная крупность золота, мм. Характеристика золота

1. Менее 0,5 Весьма мелкое

2. 0,5-1,0 Мелкое

3. 1,0-2,0 Среднее

4. 2,0-5,0 Крупное

5. Более 5,0 Весьма крупное

Таблица 5

Медианная крупность золота россыпей Усть-Янского района Якутии

№ п.п. Название месторождения Медианная крупность золота, мм. Характеристика золота я с-Ч 2 и Технологическая схема оборудования

1. Аленка 0,5-1 Мелкое 34 ШГН+ШМН+Развитая технология

2. Бургуат менее 0,5 Весьма мелкое 37,4 ШГН+ШМН+Развитая технология

3. Иэкийээс менее 0,5 Весьма мелкое 24,6 ШГН+ШМН+Развитая технология

4. Керчик 0,5-1 Мелкое 24 ШГН+ШМН+Развитая технология

5. Кристалл- Конечный 0,5-1 Мелкое 45,5 ШГН+ШМН+Развитая технология

6. Кристалл- Этиннэх 0,5-1 Мелкое 50 ШГН+ШМН+Развитая технология

7. Кюсентей- Двойной менее 0,5 Весьма мелкое 18,9 ШГН+ШМН+Развитая технология

8. Кюсентэй менее 0,5 Весьма мелкое 27,1 ШГН+ШМН+Развитая технология

9. Мааркой- Юрэгэ 0,5-1 Мелкое 29,9 ШГН+ШМН+Развитая технология

10. Малыш 1-2 Среднее 37,4 ШГН+ШМН

11. Нэттик 0,5-1 Мелкое 42,1 ШГН+ШМН+Развитая технология

12. Озерный 0,5-1 Мелкое 12,5 ШГН+ШМН+Развитая технология

13. Подарок 0,5-1 Мелкое 27,1 ШГН+ШМН+Развитая технология

14. Суор-Уйалаах 0,5-1 Мелкое 29,2 ШГН+ШМН+Развитая технология

15. Улахан-Онкучах (верхняя) 1-2 Среднее 32,1 ШГН+ШМН

16. Энтузиастов 0,5-1 Мелкое 36,1 ШГН+ШМН+Развитая технология

Медианная крупность золота - "Ме" соответствует расчетному размеру отверстий сита, через которое просеивается 50% золота, в случае отсутствия ла-

бораторных данных допустимо произвести расчет по графику накопленного выхода ситовых характеристик. Медианный размер дает возможность сделать

№ п.п. Параметр уплощенности Кол-во м-ний. Значения Ку.

1. Изометричное золото - а: в: с = 1:1:1; 26 Ку= 1

2. Таблитчатое золото - а: в: с = 1:1:0,6; 1 К= 1,5

3. Пластинчатое золото - а: в: с = 1:1:0,2 - 0,6; 56 К= 1,5-5

4. Листовидное золото - а: в: с =1:1: < 0,2. 0 Ку= более 5

5. Другое золото 20

6. Всего месторождений 103

Таблица 7

Сортированность золота

№ п.п. Значение "8" Характеристика золота

1. Менее 0,3 Хорошо сортированное

2. 0,3-0,4 Средне сортированное

3. Более 0,4 Плохо сортированное

Таблица 8

Основные характеристики золота

Значение показателей Технология обогащения Тип оборудования

Ку > 1-1,5, Ме > 2 мм Шлюзовая технология - ШГН. ПГШ, ПБШ, ГГМ.

Ку = 1,5-5, Ме =1 - 2 мм Шлюзовая технология - ШГН + ШМН ППМ-5, ПГШИ, КОУ (Ромашка)

Ку < 5, Ме < 1 мм Шлюзовая и отсадочная технологии -ШГН+ШМН+Развитая технология (концентраторы, сепараторы, отсадочные машины) ПГОИ, ПГО (ПЗО), СбПО, ПБСР

S При прочих равных условиях, чем больше тем сложнее нужен прибор для обогащения. Самородкоуловители

предварительные выводы по выбору обогатительного оборудования. Если "Ме" > 2 мм, то, для извлечения золота возможно применение простых шлюзовых приборов. Если "Ме" < 1 мм, то при обогащении песков на шлюзах глубокого наполнения неизбежны потери золота. Определение медианной крупности проводилось по методике [4], с корректировкой (принят размер крупного золота по диапазонам от 2 до 5 мм и более 5 мм, в соответствии с классификацией ВНИИ-1), табл. 4.

По проведенному анализу, ситовые характеристики россыпных месторождений Якутии представлены широким

без учета запасов россыпи р. Б. Куранах 26

диапазоном классов, от 20 до < 0,2 мм (см. рис. 1); немногим менее половины (48%) золотин представлены средне-окатанным золотом (пластинчатого типа). По медианной крупности основная доля золота рассмотренных месторождений представлена крупным (36%), средним (31%) и мелким (23%) золотом.*

Результаты расчета медианной крупности металла россыпных месторождений одного из районов Якутии (табл. 5) показали, что золото по этому показателю характеризуется как мелкое и очень мелкое, и для подавляющего большинства объектов золотодобычи необходимо применение развитой технологии обогащения.

□ пластинчатые

Рис. S. Типоморфные разновидности золота

3. Уплощенность.

Согласно работе [4], характер уп-лощенности золота определяется по весу золотин определенного класса, однако в геологических материалах при описании морфологической формы зачастую недостаточно приводится данных по размеру и весу описанной формы золотин, поэтому обработка данных с такой позиции затруднена. Полученные результаты классификации (рис. 8) были объединены в 4 основных класса уплощен-ности согласно работе [б]. Результаты группировки (табл. 6) показывают, что в рассмотренных месторождениях преобладает золото пластинчатой (З4%) и изометричной (2З%) форм. В зависимости от параметра уплощен-ности рекомендован соответствующий ей коэффициент уплощенности Ку (отношение поперечного размера к толщине), значения которого приведены в табл 6.

Если "Ме" больше 2 мм и Ку=1-1,5, то для обогащения песков будет достаточно простого шлюза глубокого наполнения. Однако, если Ку > 1,5, то потери золота могут быть ощутимыми, поэтому целесообразно применение прибора со шлюзами мелкого наполнения [5].

4. Сортированность золота - "Б" (табл. 7). Характеризует степень однородности частиц металла по крупности. Значение "Б" колеблется для различных россыпей преимущественно от 0,3 до 0,5. При прочих равных условиях, чем больше "Б" тем сложнее нужен прибор для обогащения [6, 7]. В группе исследуемых месторождений данные по сорти-рованности носят единичный характер, в связи, с чем систематизация и оценка этого параметра не проводилась.

Таким образом, при выборе обогатительного оборудования для конкретного месторождения с учетом ситовой характеристики золото необходимо руководствоваться расчетом потерь металла согласно методике ВНИИ-1. При приблизительно равных значениях потерь по нескольким приборам целесообразно воспользоваться укрупненной схемой выбора промывочного шлюзового оборудования с учетом показателей уплощенности и крупности золотин (табл. 8).

1. Брайко, В.Н. Иванов, В.Н. О результатах золотодобывающей отрасли в 2008 году. // Ир-гиредмет, Золотодобыча,- № 125.- С. 39.

2. Инструкция по нормированию технологических потерь золота при промывке золото-

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

содержащих песков на промывочных приборах. // ВНИИ-1, Магадан, 2004. - 15 с.

3. Замятин, О.В. Кавчик, Б.К. Расчет потерь золота с эфелями промывочных приборов по данным ситовых анализов. // Золотодобыча. 2008. - № 111.- С. 9-16.

4. Замятин, О.В. Кавчик, Б.К. Ситовый анализ и определение гранулометрических характеристик россыпного золота.// Методические рекомендации. Иргиредмет, Иркутск. 2001. - 15 с.

5. Агейкин, А.С. и др. Методическое руководство по разведке россыпей золота и олова. // Магадан, 1982, стр.178-179.

6. Кавчик Б.К. Выбор промывочного прибора на основе потерь золота с эфелями.// Золотодобыча, 2008. - № 114 - С. 12-16.

7. Кавчик, Б.К. Расчет размера отверстий грохота для золотосодержащих песков. // "Золотодобыча", Иргиредмет, Иркутск, № 106, Сентябрь 2007, С. 12-15.

— Коротко об авторах

Бураков А.М. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, a.m.burakov@igds.ysn.ru

Ермаков С.А. - кандидат технических наук, заведующий лабораторией, s. а. ermakov@igds .ysn.ru

Касанов И.С. - инженер, s.v.panishev@igds.ysn.ru Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН

Дыбин Д.А. - директор «Центра экспертизы «Недра-Якутск», dybin@mail.ru

НОВИНКИ

ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»

СОВРЕМЕННЫЙ УЧЕБНИК АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА ДЛЯ ГОРНЫХ ВУЗОВ, ТЕХНИКУМОВ И КОЛЛЕДЖЕЙ

Графова Л.Л., Бабичев В. Т.

English for miners. Профессионально-ориентированный курс английского языка. - 2010. - 496 с.

Книга Л.Л. Графовой и В.Т. Бабичева сделает изучение английского языка для студентов-горняков легким, интересным и увлекательным, независимо от исходного уровня знаний. Она поможет освоить профессиональную терминологию, закрепить разговорные навыки и понимание грамматических конструкций языка. Большинство заданий подходит как для работы в группе, так и для самостоятельных занятий.

В книге использованы психологические и педагогические приемы, облегчающие запоминание материала. Важная информация представлена в виде схем. Задания разнообразны и по степени сложности, и по характеру. В каждом разделе помещен активный словарь, а в конце книги - общий англо-русский словарь к пособию.

Приложение - особенная часть книги. Здесь собраны игры и практикумы. Они укрепляют уверенность студента в собственных силах, учат справляться со стрессом при общении на английском.