CC BY
73
© В.В. Кармазин, В.А. Измалков, М М. Раджабов, 2012
УДК 622.271
В.В. Кармазин, В.А. Измалков, М.М. Раджабов
АНАЛИЗ МИРОВОГО ОПЫТА И ИССЛЕДОВАНИЯ НТЦ МГГУ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ МЕЛКОГО ТОНКОГО ЗОЛОТА ПРИ ОТРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ И ПРИБРЕЖНЫХ РАЙОНОВ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ВКЛЮЧАЯ ТЕХНОГЕННЫЕ
Изложены проблемы извлечения мелкого и тонкого золота с помощью новых оригинальных процессов магнитно-флокуляционной и сегрегационно-диффузионной концентрации, способы и конструкции которых разработаны и запатентованы в НТЦ «Горнобогатительные модульные установки» при МГГУ.
Ключевые слова: мелкое и тонкое золото, золотодобыча, россыпи, промывочный шлюз, равнопадаемость, сегрегационно-диффузионный концентратор, сепаратор ПБС(М)Ц, амальгамация.
Анализ минерально-сырьевой базы россыпного золота и платиноидов показывает, что удержать достигнутый уровень его извлечения и решения природоохранных проблем без коренного совершенствования техники и технологии обогащения песков невозможно, что связано с возрастающим количеством мелкого и тонкого золота в золотосодержащих песках в техногенных месторождениях [1]. Эту задачу, совместно с другими творческими коллективами, решает НТЦ «Горно-обогатительные модульные установки» МГГУ (Московского государственного горного университета).
Технология переработки золотосодержащих песков за прошлое столетие изменилась мало, однако сырьевая база значительно ухудшилась. Положение ухудшается как резким снижением содержания золота в повторно отрабатываемых россыпях, так и уменьшением крупности золотин в питании: массовая доля золота в отрабатываемых песках снизилась в 7— 8 раз, а средняя крупность золота - в
2,5-3 раза. В промышленное освоение в большинстве случаев передаются россыпи, а также техногенные месторождения с преобладанием золота крупностью 0,25-0 мм, причём «бортовое» содержание составляет уже 0,2 г/т и менее. Это требует для поддержания или увеличения уровня добычи золота соответственного увеличения производительности по объему перерабатываемой пульпы, а последнее в столько же раз увеличивает потери мелкого и тонкого золота в эфельных хвостах [2][3].
Основные потери при шлюзовой технологии, как правило, связаны с тонким и плавучим золотом пластинчатой формы, частицы которого вследствие большого коэффициента гидродинамического сопротивления вообще не оседают в потоке при больших скоростях (2-3 м/с). В принципе, благодаря большим силам гидромеханического сопротивления, вихревому движении, эффекту Магнуса и др., эти частицы почти невозможно осадить и в шлюзах мелкого наполнения. С учетом сложившегося
состава техногенной сырьевой базы и эфельных хвостов текущей добычи на основании вышеизложенного можно утверждать, что традиционные гравитационные методы вообще не позволяют извлекать тонкое золото и такое золото уходит с водой и все попытки перемывать техногенные отвалы и илоотстойники на стандартных пром-приборах обречены на провал - тонкое золото проходит через них как по желобу прямо в хвосты. Некоторые отвалы уже перемыты по 5 раз при минимальном извлечении мелкого золота, а содержание в хвостах практически не уменьшается, т.е. в этом случае нужна новая технология, рассчитанная на этот вид сырья.
. Полное решение этой проблемы дает кучное выщелачивание, но оно связано с большими объемами переработки и требует предварительного окомкования, а его применение не всегда возможно по экологическим и технико-экономическим соображения, особенно для мелких месторождений.
Для этой цели в зарубежной и в отечественной практике применяют центробежные концентраторы, высокочастотные отсадочные машины, концентрационные столы и вибрационные шлюзы для улавливания плотных частиц ворсистым покрытием. Потери при разделении на шлюзах наблюдаются в основном за счет потерь наиболее тонких зёрен, которые не успевают осаждаться из потока пульпы, а также не успевают проникнуть вглубь постели, которая имеет тенденцию уплотняться и увеличивать сопротивление их проникновению.
Улавливание частиц золота с помощью ворсистых покрытий является одним из наиболее перспективных направлений в усовершенствовании технологии гравитационного обогащения в промывочных приборах. Фирма «Бартлез — Мозли» разрабо-
тала ряд ворсистых покрытий типа «травяной покров», которые имеют сложную структуру и позволяют эффективно улавливать мелкие классы золота. Покрытия изготавливаются из специальных синтетических материалов, которые можно сжигать, высвобождая накопившийся в процессе работы полезный компонент. Однако этой способ имеет серьезный недостаток, препятствующий его широкому распространению - высокая цена покрытия и отсутствие российских аналогов по доступной цене.
Промышленные испытания показали, что одним из решений этой проблемы является магнитно-флокуляци-онная концентрации (МФК) с последующим выделением золота из магнитного шлиха с помощью сухой магнитной сепарации во вращающемся магнитном поле.[6]
Магнитно-флокуляционные методы концентрации (МФК) в последние годы получили применение при извлечении мелкого золота [4]. В процессе магнитной флокуляции из множества частиц магнетита, содержание которых в исходном должно быть не ниже 0,5 %, в поле постоянных магнитов, смонтированных под днищем шлюза, образуется на дне шлюза рыхлый слой «магнентитового меха», улавливающего тонкое и плавучее свободное золото, «золото в рубашке» и частицы амальгамы, которые, как правило, обладают магнитными свойствами из-за примесей железа, и тяжелых металлов[5].
Магнитофлокуляционная технология доизвлечения мелкого золота из хвостов гидрошлюза повышает извлечение мелкого золота, по крайней мере, в крупности -30+10 мкм, в маг-нетитовый шлих на 5-10 %, но еще как минимум 5-7 % тонкого золота теряется в отвальных хвостах. Процесс МФК достаточно полно проверен и хорошо зарекомендовал себя в
промышленных условиях. Несколько конструкций МФК-концентраторов разработано в НТЦ «Горнообогатительные модульные установки» МГГУ. Благодаря своим высоким магнитным свойствам МФК-концентраторы хорошо извлекают золотосодержащие амальгамы и ртуть.
Съем накопленного магнитного шлиха производится через каждые 12 или 24 часа работы МФК. Полученный концентрат (черный щлих) для извлечения магнитных и слабомагнитных минералов на ШОФ подается на магнитную сепарацию [6]. Сепаратор ПБС(М)Ц-22/8 (рис. 2), конструкция которого разработана к.т.н. Измалко-вым В. А., предназначен для выделения сильномагнитной (ферромагнитной) фракции из шлиховых концентратов в доводочных технологических схемах на ШОФ, ШОУ, ЗПК, может быть применен при проведении минералогических анализов и обработке геологических проб.
Отличительной особенностью сепаратора ПБС(М)Ц является высокая селективность процесса разделения в нем полиминеральных смесей по магнитным свойства с извлечением полезного компонента (золота) в немагнитный продукт не менее 90 % (в зависимости от формы и размеров частиц Аи), а также возможность осуществления процесса сепарации как в сухом, так и в мокром режимах.
Рис. 1. Магнито-флокуляционный концентратор (КПМФ-5)
Рис. 2. Техническая характеристика ПБС(М)Ц 22/8
Известно, что при магнитной сепарации золотосодержащих песков (шлихов) имеют место значительные потери полезного компонента с магнитным продуктом (до 20 % и более). Это происходит в результате жесткой флокуляции частиц сильномагнитных минералов (магнетит, титаномагнетит, металлический скрап и пр.) в существующих сепараторах с вращением барабана при неподвижной магнитной системе и вследствие отсутствия конкурирующих центробежных сил в сепараторах с неподвижным барабаном и вращающейся магнитной системой. Для снижения потерь полезного компонента обычно практикуется повторная перечистка магнитной фракции, многократный перемыв и реа-гентная обработка промродуктов, что усложняет технологические схемы доводки концентратов.
В сепараторе ПБС(М)Ц высокое извлечение Аи в немагнитную фракцию достигается сочетанием «бегущего» магнитного поля высокой частоты, значительных по величине центробежных сил (как результат вращения круговой магнитной системы и барабана во встречных направлениях) и многократной, пролонгированной перечисткой магнитной фракции.
Режим работы сепаратора циклический, привод вращения магнитной
системы и барабана типоразмера 22/8 — ручной. Разгрузка немагнитной и магнитной фракций осуществляется в лотки (для сухого режима) и сборники — воронки (для мокрого режима) попеременно подводимые под барабан. Снятие магнитного поля при разгрузке магнитной фракции обеспечивается отводом круговой магнитной системы от рабочей части барабана вдоль его оси. Магнитная система выполнена на основе постоянных, высокоэнергетичных, редкоземельных магнитов Ш-Ре-В (метал-локерамиче-ский сплав неодим-железо-бор). Индукция магнитного поля на поверхности барабана составляет не менее 0,27 Тл (270 мТл), при установке футеровочного листа не менее 0,17 Тл (170 мТл). Стабильность магнитных параметров обеспечивается в течение не менее 10 лет (при условии отсутствия ударов и воздействия химически агрессивных веществ на блоки магнитной системы).
В зависимости от режима сепарации, возможна поставка сепаратора в одном из трех исполнений: для сухого режима ПБСЦ 22/8, для мокрого ПБМЦ-22/8 и комбинированного (мокрый-сухой режим) ПБСМЦ 22/8У (универсальный). Затем полученный концентрат после магнитной сепарации поступает на индукционную установку «Амальгама-2» для от-парки амальгамы с высокой степенью утилизации ртути до 99,5 %, а свободное золото извлекается из немагнитного продукта.
Полученный золотой концентрат после утилизации ртути и свободное тонкое золото взвешивают и сдают как готовую золотосодержащую продукцию в золотоприемную кассу по акту установленной формы [6].
Более тонкие классы золота, вплоть до 5 мкм, можно извлекать в процессе сегрегационно-диффузион-ной концентрации. После обогащения на шлюзах в силу эффекта Ля-щенко - равнопадаемости при отношении плотности золота к плотности кварца близком к 10-ти частицы кварца в эфелях оказываются значительно (на порядок) более крупными, чем зо-лотины. Размер каналов между частицами составляет в среднем 0,1 часть их диаметра, что позволяет золотинам просачиваться сквозь слой кварца.
В СДФ-концентраторах (рис. 3) НТЦ МГГУ удается получать таким способом шлихи, содержащие несколько килограмм золота на тонну [6].
При проведении исследований на лабораторном СДК вес материала (промпродукта, хвостов) составлял 1,5 кг. Материал в рабочую область концентратора загружался сразу, вместо шнека использовались рыхлители, установленные на валу. После загрузки материала из конической части концентратора подавалась вода, затем посредством электропривода запускались рыхлители. Количество оборотов рыхлителей изменялось от 3 до 18 мин-1. Количество подаваемой воды для создания псевдоожиженного слоя от 15 до 35 л/ч на 1 кг перерабатываемого материала. Время работы концентратора составляло один час. После завершения работы концентратора вал с рыхлителями аккуратно вынимался, затем из рабочей области концентратора извлекали материал, который делили на несколько частей: концентрат (одна часть), промпродукт (две части), хвосты (одна часть) (рис. 4).
Тип установки Амальгама-2
по утилизации ртути
Масса навески амальга- 3
мы для одного цикла от-
паривания, кг
Степень улавливания 99,5
ртути, %
Количество уловленной 29,9
ртути, г/т
Рис. 3. Сегрегационно-диффузионный концентратор
Рис. 4. Продукты обогащения на се-грагационно-диффузионном концентраторе по высоте камеры
Слив обезвоживали. Затем все продукты концентратора подвергались сушке при температуре 105 °С.
Таким образом, в результате работы сегрегационно-диффузионного концентратора было получено пять продуктов. Каждый продукт концентра- тора делили на две части: для гранулометрического и для пробирного анализов. По результатам пробирного анализа продуктов обогащения промпродукта ЗИФ а/с «Чукотка» установлено, что извлечение золота в концентрат составило 83 % с содержанием 6039,9 г/т (рис. 5). Извлечение при концентрации золота из хвостов ЗИФ составила 91,2 % с содержанием 15,74 г/т [7].
Выводы
Внедрение магнитно-флокуляцион-ного метода и соответствующего оборудования на техногенных россыпных месторождениях золотодобывающей промышленности и хвостах золотодобычи только за один сезон позволяет (в расчете на один концентратор КПМФ):
При содержании золота в исходных песках 0,5 г/т и извлечении 50 % позволяет добыть 10 кг золота при себестоимости 5-6 долларов, что подтверждает высокую рентабельность предлагаемой технологии.
На 90 % снизить содержание ртути в техногенных отвалах и почве и довести до санитарных норм в объеме до 200 тыс. м3 песков (снижение ртути с 0,2 г/т до 0,0007г/т) и извлекать до 36 кг ртути.
Снизить содержание ртуть в прилегающих к золотодобывающим полигонам местных водоемах и реках с 0,2г/м3 до санитарных норм.
После достаточно полного извлечения золота и токсичных примесей рекультивация позволяет вернуть эти земли народному хозяйству.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Моисеенко В.Г., Эйриш Л. В. золоторудные месторождения Востока России. Владивосток, «Наука», 1996.
2. Плаксин И.Н. Металлургия благородных металлов. Металлургиздат, 1932.
3. Мязин В.П., Татауров С.Б. разработка и совершенствование технологий и оборудования по извлечению золотосодержащей амальгамы и токсичных соединений ртути из техногенных образований. ГИАБ №1, 1997.
4. Кармазин В.В., Кармазин В. И. Магнитные методы обогащения. «Недра» 1984.
5. Кармазин В.В., Закиева Н.И. Технологические возможности магнитно-флокуля-
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
ционной сепарации тонких классов золота из руд и отвалов россыпных месторождений. ГИАБ №4 1995.
6. Кармазин В.В., Мязин В.П., Рыбакова О.И., Измалков В.А., Татауров С.Б. Золотодобыча России Х1Х-ХХ веков и современные технологии ликвидации причиненного ею экологического ущерба. Москва 2000 г.
7. Рахимов С.Н. Диссертационная работа «Извлечение мелкого и тонкого золота из отвальных продуктов золотодобычи на основе сегрегационно-диффузионной концентрации », М. МГГУ, 1910. Е2Е
Кармазин В.В. — доктор технических наук, руководитель НТЦ «Горно-обогатительные модульные установки», профессор, Измалков В.А. — кандидат технических наук, Раджабов М.М. — аспирант.
Московский государственный горный университет.
- ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(ПРЕПРИНТ)
МОДЕЛИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ПОСРЕДСТВОМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ И ОПЛАТЫ ТРУДА
Алексенко B.C., Акшенцев Ф.И., Браун О.Б., Дьяконов А.В., Коркина Т.А., Лапаева О.А., Яблонских Н.В., Жуков А.Л., Захаров С.И., Макарова В.А., «СУЭК» Отдельные статьи Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала). — 2012. — № 4. — 52 с.— М.: издательство «Горная книга».
Рассмотрены модели повышения эффективности и безопасности производства посредством совершенствования системы оплаты труда. Предназначено для руководителей и специалистов, заинтересованных в повышении ценности своей деятельности на предприятиях, в региональных производственных объединениях, управляющих компаниях.
Ключевые слова: заработная плата, персонал, предприятие, «бизнес-шанс», хронометрами, полезная работа.
MODELS OF INCREASE OF EFFICIENCY AND SAFETY OF PRODUCTION BY MEANS OF ORGANIZATION AND COMPENSATION IMPROVEMENT
Aleksenko V. S., AkshentsevF.I., Brown O.B., DyaconovA.V., Korkina T.A., Lapayeva O.A., Yablonskih N.V., Zhukov A.L., Zakharov S.I., Makarova V.A.
Models of increase of efficiency and safety of production by means of improvement of system of compensation are considered. It is intended for heads and the experts interested in increase of value of the activity at the enterprises, in regional production associations, management companies. Keywords: salary, personnel, enterprise, «business chance», timings, useful work.
