CC BY
511
УДК 622. 73
Н.М. Литвинова, Т.Н. Мельникова, Н.Г. Ятлукова.,
Е.И. Данилов
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬ ЧЕНИЯ ТРУДНООБОГАТИМОЙ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ АЛБАЗИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
И проблема извлечения золота из технологически упорных -Ж. .М. руд становится все более актуальной в связи с ухудшением качества перерабатываемого сырья и введением в эксплуатацию новых месторождений упорных руд. Наличие в рудах тонковкрап-ленного золота в пирите и в арсенопирите является одной из причин технологической упорности золоторудного сырья. Как правило, носители тонковкрапленного золота (например, кварц и золотосодержащие сульфиды) обладают плотной механической структурой, слабо проницаемой для цианистых растворов. Крупность частиц золота в сульфидах (содержащих сотни граммов золота на 1 тонну минералов) лежит за пределами разрешающей способности микроскопа. Золото преимущественно находится в виде включений крупностью менее 0,2 мкм. Усложнение вещественного состава минерального сырья (сульфидные и окисленные минералы меди, железа, сурьмы, мышьяка, цинка, свинца и др.) требует специальной химической подготовки, связанной с деструкцией и окислением ассоциирующих золото сульфидов. Поглощение столь важного для цианирования кислорода посторонними примесями и связывание свободного цианида присутствующими в рудной пульпе химически активными компонентами резко замедляет процесс перехода золота в раствор. Наиболее сильное депрессирующее действие на растворение золота оказывают минералы антимонит, валентинит, пираргирит, тетраэдрит, сервантит и химические соединения сурьмы, образующие на поверхности золотины сурьмянистые пленки. Активно поглощают кислород железо, сера, медь, что тоже является серьезным препятствием для осуществления цианистого процесса. Одной из форм упорности золотосодержащих руд при цианировании является адсорбция растворенного в цианиде золота минеральными, в том числе глинистыми, компонентами руды. Золотосодержащая руда совершенно по-разному проявляет свои свой-
ства, в том числе технологическую упорность, в отдельных операциях обогащения. Руда, в которой золото содержится в основном в сульфидах, довольно легко подвергается флотационному обогащению, но оказывается очень упорной при переработке ее цианированием. В то же время руда может поддаваться цианированию, но при этом возникают трудности при ее измельчении.
Гранулометрическая характеристика и морфология золота оказывает существенное влияние на процесс выщелачивания. Присутствие в цианируемых рудах зерен золота крупнее 0,1-0,2 мм - один из признаков технологической упорности руд. Медленное растворение крупных частиц золота требует специальных условий и оборудования при выщелачивании [1, 5]. Изменение прочностных свойств материала под воздействием поверхностно-активных веществ, выявленное многочисленными исследованиями, можно рассматривать как новое направление в рудоподготовке [2, 6]. Молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности разрушаемого минерала, понижают поверхностную энергию и оказывают влияние на механические характеристики материала, что, в свою очередь, способствует увеличению скорости процесса измельчения.
В условиях лаборатории проводились исследования процесса измельчения материалов с использованием различных химических добавок и ультразвуковой обработки на примере золотосодержащей руды Албазинского месторождения. Основная цель работы -исследование влияния вида рудоподготовки на изменение гранулометрических характеристик материалов в процессе измельчения и последующие обогатительные операции. Месторождение расположено по левобережью реки Амгунь в Нижнеамурской золотоносной зоне и приурочено к Омальской антиклинали СВ направления, сложенной толщей разнозернистых полимиктовых песчаников с подчиненными прослоями глинисто-углистых алевролитов, кремнистых пород и спилитов. Слоистые породы прорваны многочисленными дайками и штоками пород среднего и кислого состава. Дайки представлены риодацитами фельзит - и гранит-порфирами микродиоритами, пироксеновыми порфиритами, керсантитами, а штоки - гранит-и гранодиорит-порфирами, гранодиоритами и гранитами. Общим признаком данного типа руд является тонкая прожилко-во-вкрапленная сульфидная минерализация (пирит, арсенопирит). Метасоматиты по песчаникам насыщены прожилками кварца (5-10 % объема руды). Вещественный состав исследуемой пробы представлен
следующими породообразующими минералами: кварц, полевые шпаты, карбонаты, амфиболы, хлориты, слюды, установлено наличие углистого вещества.. Среди рудных минералов наиболее распространены пирит, арсенопирит, присутствует пирротин, магнетит, ильменит. Циркон, апатит, анатаз, лейкоксен, галенит, хромит - акцессории. Золото тесно ассоциирует с пиритом, арсенопиритом (на 75-85 %) и блеклой рудой. При минералогическом анализе установлено наличие свободного (размер частиц менеее 0,1 мм, крайне редко - 0,3-0,4 мм) и тонковкрапленного золота в пирите и арсенопирите, золота в сростках (цианируемое), покрытое оксидными пленками и заключенное в карбонатах, в кварце и пустой породе (размер частиц менее 0,001 мм.). Характерно преобладание доли тонкого и тонкодисперсного золота над относительно крупным. Раскрываемые при измельчении частицы золота представлены пластинчатыми, лепешковидными, столбчатопластинчатыми, иногда изометричными формами. Цвет золотин - от серовато до ярко - желтого, редко с красным налетом. Микропримеси в золоте: 8Ь, Лб, Си, Бе, ^.
Упорность исследуемой руды обусловлена несколькими факторами: наличием золотоносных сульфидов и арсенидов; углистоглинистых алевролитов, крайней неравномерностью сульфидной минерализации, что переводит руду в категорию чрезвычайно упорных, требующих особых условий рудоподготовки. Для изыскания способов интенсификации процесса измельчения существенное значение приобретает установление закономерностей влияния на свойства измельчаемого материала систем химических факторов с одновременным воздействием механических (ультразвуковых полей). Анализ совокупности поверхностных явлений в динамических условиях имеет важное практическое значение для определения оптимального (с технологической точки зрения) состояния минералов [3]. Измельчение проводили двумя способами: с введением химических добавок и переводом системы (минерал - жидкость) в динамическое состояние. Оба способа приводят к частичному разрушению структуры и повышают коэффициент диффузии. При использовании щелочных реагентов в условиях кавитации происходит усиление адсорбции ионов на поверхности минералов, которую можно рассматривать как начало образования химических связей.
Процесс активации пирита можно формально представить:
2Бе82 + 60Н~ Бе20з + S22■ + 282' (1)
Арсенопирит, халькопирит и др. халькогены и халькогениды притерпевают аналогичные изменения [4].
Для измельчения руды использовали лабораторную шаровую мельницу с поворотной осью, скорость вращения барабана 65 об/мин, объем барабана 7 л. Продолжительность помола составила 15 мин. Исследования по изучению влияния ультразвука на измельчение проводились на установке ULTRASGNIC DRILLING MACHINE, модель USD 150B № S403014, IMAHASHI MFG.CG. JAPAN с изменяющимся диапазоном мощности от 1 до 10 Вт и частотой излучения 19,5 КГц. В условиях опыта мощность и частота излучения составляла соответственно S Вт и 19,5 КГц. В качестве добавок исследованы: NaCl, Na2CG, NaGH, NaHCG3, пихтовое масло, анионный ПАВ. Результаты измельчения приведены в таблице.
Коэффициент относительной измельчаемости класса крупности рассчитывали:
K = Ro—RL .100%, (2)
“ Ro • t W
где Rq - содержание класса в исходной руде, %; Rt - содержание того же класса через время t, %; t - время измельчения, мин.
Предложенный коэффициент характеризует кинетику изменения индивидуальных классов при измельчении. По величине относительной измельчаемости можно судить о динамике наработки необходимого, с точки зрения технологии, класса крупности, где «+» - скорость снижения крупных классов, достигаемая в эксперименте, отражает процесс появления «трудных» зерен, «-» - скорость наработки «готового» класса. Сравнительные данные по ско-
рости измельчения в зависимости от вида воздействий приведены на рисунке. Для оценки влияния приложенных воздействий на технологические показатели, проводили обогащение подготовленного материала методом гравитации (концентрация на столе) и флотации. Как показали экс-
303
10,00
5,00
0,00
-5,00
-10,00
-15,00
-20,00
-25,00
-30,00
■ультразвук □ вода ■ пихтовое масло
Ихлорит натрия ■ карбонат натрия ■ гидроксид натрия
■ анионный ПАВ ■ гидрокарбонат натрия □ гидроксид+ультразв.
П д ™гЛ,.™Л и II 11
і т
і
1 2 3 4 5 6
Класс крупности: 1- < 0.1 мм; 2 ---02+0,1мм; 3 ---0,315+0,2 мм;
4 --0,4+0,315 мм; 5 --0,63+0,4 мм; 6 --1,6+0,63 мм
Зависимость коэффициента относительной измельчаемости от вида воздействия
периментальные данные, условия рудоподготовки оказывают существенное влияние на последующие технологические процессы. Так, например, при выполнении исследований по флотационному обогащению измельченных руд получены коллективные (пирит-арсенопиритовые) концентраты, содержащие не менее 90-95 % основного вещества, при этом величина потерь в случае комплексного воздействия на руду добавок щелочи и наложения ультразвука значительно снижается. В хвостах флотации фиксируются ед. знаки пирита и арсенопирита. Контрольное цианирование хвостов флотации показало, что в растворе практически отсутствует золото. Условия рудо-подготовки также существенно влияют на запас металла в промпро-дуктах гравитации. Минералогические исследования «трудных» зерен выявило наличие сложных тонких сростков, представленных амфиболами, кварцем, алевролитом, иногда с вкрапленностью пирита.
Проведенные исследования показывают, что труднообогати-мые руды месторождения Албазино требуют глубокого изучения для совершенствования процессов рудоподготовки. Наиболее эффективными методами интенсификации процесса измельчения являются: добавка щелочных реагентов; применение ПАВ; совмест-
ное влияние ультразвука и щелочи. При этом, для выхода класса -0,1 мм наиболее эффективным является применение ПАВ, как понизителя твердости. Для труднораскрываемых зерен -0,2+0,1 мм необходимо совместное химическое и динамическое воздействие
Таким образом, интенсификация процесса измельчения трудно-обогатимых руд возможна при целенаправленном изменении поверхностных свойств минералов путем комплексного химикомеханического воздействия. Предлагаемую статью следует рассматривать как основу для дальнейших разработок в области интенсификации измельчения, в ходе которых, возможно, будут получены данные, корректирующие приведенные результаты, что неизбежно в процессе проведения новых исследований. Исследования в данном направлении следует продолжать как в плане разработки научных основ, так и в плане их практической реализации в условиях действующих предприятий.
--------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Иркутск: ОАО «Иргиред-мет», 1 том,1999. 342 с.
2. Латышев О.Г. Использование поверхностно-активных веществ в процессах горного производства. // Известия Уральской государственной горно-геологической академии. Вып. 11., серия «Горное дело», 2000. С. 155-161.
3. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия,1988. 256 с.
4. Букетов Е.А., Угорец М.З. Гидрохимическое окисление халькогенов и халькогенидов. Алма-Ата: «Наука», 1975. 326 с.
5. Седельникова Г.В., Савари Е.Е., Кондратьева Т.Ф., Пивоварова Т.А., Кара-вайко Г.И. Технология извлечения золота из упорных золотомышьяковистых концентратов Албазинского месторождения с использованием бактерий. // Горный журнал.-2005. - №1. С.59-63.
6. Бойко В. Ф., Литвинова Н.М., Мельникова Т.Н. Выбор расхода поверхностно-активных веществ при измельчении руды месторождения Многовершинное // Обогащение руд. 2004. №6, С.3 - 5.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------
Литвинова Н.М. - младший научный сотрудник,
Мельникова Т.Н. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
Ятлукова Н.Г. - заведующий лабораторией
Данилов Е.И. - лаборант-исследователь
Институт горного дела ДВО РАН.
