CC BY
134
УДК 622.7
С.И.МЕЛЬНИКОВА
Московский государственный институт
стали и сплавов
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАВИТАЦИОННО-ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ СУЛЬФИДНЫХ РУД
Показана необходимость стадиального измельчения и обогащения руды. Это позволит избежать переизмельчения сульфидных минералов, развальцовывания и расплющивания частиц свободного золота. Замена ксантогената на S-703G заметно повышает селективность собирателей и увеличивает извлечение золота.
Necessary of phasic grinding and enrichment of ores is shown in this work. This method is allow to avoid of sulfide minerals regrinding, flaring and flattening of particles of free gold. A substitution of xanthogenate for S-703G is increase of collector selectivity and gold recovery.
Основные направления развития экономики связаны с возрастающим производством благородных металлов, которые применяются во многих областях благодаря своим особым свойствам: химической стойкости, тугоплавкости, ковкости, тягучести, красивому внешнему виду.
В силу своей химической инертности почти все золото в земной коре находится в самородном состоянии, т.е. в виде металла с небольшим содержанием примесей (серебра, меди, железа, палладия и др.). Золото и его сплавы широко применяются в электротехнике, радиоэлектронике, медицине и других отраслях.
В сульфидных рудах золото может быть тонкодисперсным или содержать частицы до средней крупности, а содержание его редко превышает 1-3 г/т. Из этих руд золото извлекается попутно с медными, свинцовыми, цинковыми и пиритными концентратами.
Выполненные в последние годы исследования на различных типах руд Урала, в том числе и рудах Гайского месторождения, показали, что выбор схемы и аппаратов для извлечения золота определяется природой золота и рядом технологических факторов.
По результатам пробирного анализа, балансу по продуктам и фазовому анализу руда содержит 2 г/т золота и 14,2 г/т серебра.
Результаты фазового анализа золота и серебра представлены в табл. 1. Необходимо отметить, что для руды, содержащей около 50 % сульфидных минералов, доля циани-руемого золота около 70 % считается достаточно значительной.
Табшца 1
Результаты фазового анализа золота и серебра в руде
Связь минералов золота и серебра с другими минералами Содержание металла, г/г руды Массовая доля металла, %
Вскрытые (свободные
и в сростках с другими
минералами) раство-
римые в цианиде 1,38/4,80 70,4/33,8
Заключенные в кисло-
торастворимых (НС1)
минералах 0,07/0,80 3,6/5,6
Заключенные в суль-
фидах 0,41/8,08 20,9/56,9
Заключенные в кварце 0,10/0,52 5,1/3,7
Итого 1,96/14,20 100,0/100,0
Примечание. В числителе и знаменателе - содержание золота и серебра соответственно
Эти данные свидетельствуют о необходимости стадиального измельчения и обогащения руды, что позволит избежать переизмельчения сульфидных минералов и потерь их со шламам и, а также переизмельчения, развальцовывания и расплющивания
Таблица 2
Гранулометрический состав пробы и распределение золота по классам крупности
Класс крупности, мм Содержание золота, г/т Распределение золота, %
Выход, % общего сульфидного свободного породного общего сульфидного свободного породного сульфидного от сульфидного в пробе
+0,25 5,29 1,45 0,21 1,24 0,129 5,19 0,80 3,93 0,46 3,58
-0,25 + 0,10 25,58 2,00 0,40 1,60 0,098 34,61 6,91 25,99 1,71 33.00
£ + 0,10 30,87 1,91 0,28 1,43 0,104 39,80 7,71 29,92 2,17 36,58
-0,10 + 0,074 18,76 2,40 0,52 1,88 0,093 30,45 6,60 22,67 1,18 31,45
-0,074 + 0,044 13,98 2,00 0,52 1,48 0,094 18,92 4,91 13,12 0,89 23,45
-0,044 + 0 36,40 0,44 0,07 0,37 0,180 10,83 1,72 4,69 4,42 8,22
+0,044 63,60 2,08 0,45 1,53 0,098 89,17 19,22 65,71 4,23 91,48
I -0,25 + 0,044 58,3! 2,13 0,47 1,57 0,096 83,98 18,42 61,78 3,78 87,90
Исходная проба 100,0 1,48 0,31 1,04 0,130 100,00 20,94 70,40 8,66 100,00
частиц свободного золота. Анализ гранулометрического состава пробы (табл.2) показал, что для выделения богатого коллективного сульфидного золотосодержащего продукта можно рекомендовать гравитацию с последующим до измельчен нем его и флотационным получением из него селективных концентратов. Для гравитационного выделения свободного золота из материала класса +0,044 мм можно рекомендовать центробежные концентраторы, в том числе концентраторы «КпеЬоп».
Некоторое обогащение исходной шихты по золоту может быть достигнуто классификацией (обесшламливанием) материала исходной руды по крупности -0,044 мм. Материал крупностью менее 0,044 мм может обогащаться в отдельном цикле по флотационной или гравитационно-флота-ционной схемам при использовании для гравитации специального шламового оборудования (концентрационные столы «МоигН», «Оетегп» и т.п.). Гравитацией извлекается до 15-20 % всего золота.
Золото, связанное в пробе с породообразующими минералами, составляет 8,66 % от всего золота пробы. Это золото неизбежно теряется при обогащении.
Технология обработки золотосодержащих медно-цинковых руд должна обеспечивать извлечение наряду с золотом всех других ценных компонентов в товарные продукты. Задача усложняется тем, что условия
обработки руд, оптимальные для извлечения ряда цветных металлов, не всегда благоприятны для извлечения золота. В связи с этим технологические исследования золотосодержащих руд сопровождаются значительными трудностями.
Мелкое золото, свободное и в сростках, извлекают флотацией или цианированием. Флотацией свободное золото стремятся перевести в такие концентраты, из которых оно будет эффективно извлечено при последующей обработке. Такому условию больше отвечает медный концентрат, получаемый при селективной флотации коллективного концентрата. Однако получение этого концентрата связано с применением таких вредных для флотации золота реагентов, как известь, цианид, сернистый натрий.
С целью повышения извлечения золота из продукта разгрузки II стадии измельчения была изучена возможность его дофло-тации из хвостов гравитации. Гравитационно-флотационная схема включает в себя получение готового гравитационного концентрата и дальнейшее флотационное обогащение крупнозернистого продукта - объединенных хвостов гравитации с содержанием золота 1,9 г/т. Крупность продукта, направляемого на флотацию, составляет 41 % класса -74 мкм.
Исследование технологии флотации хвостов гравитации проводилось при следующих условиях:
• с разным временем флотации;
• с разными значениями рН среды (концентрация свободного СаО);
• с разным расходом ксантогената;
• с разным расходом реагента 5-7030.
Общие условия опытов по основной
флотации следующие: рН среды 8,5-9 (известковая среда); плотность пульпы 30 % твердого; расход ксантогената 50 г/т, расход пенообразователя Т-80 30 г/т; время флотации 7 мин; при перечистке рН = 9-н10, расход ксантогената 10 г/т.
Исследования продолжительности флотации хвостов гравитации проводились с целью определения оптимального времени при максимально возможном выделении золота в концентрат. Для флотации использовалась лабораторная флотационная машина с объемом камеры 1 л, время флотации 1, 5, 7, 10 мин.
Полученные данные свидетельствуют о том, что наилучшие показатели обогащения хвостов гравитации получены при продолжительности флотации 7 мин, при которой наблюдается максимальное извлечение золота во флотационный концентрат, равное 31,2% (19,2% по гравитационно-флотационной схеме) при содержании 7,0 г/т. Дальнейшее повышение времени флотации не приводит к улучшению качества концентрата.
Регулировка концентрации водородных (или гидроксильных) ионов в пульпе - одно из главных средств повышения селективности процесса флотационного извлечения золота из руды. Для определения оптимальных условий флотации золота и золотоне-сущих сульфидных минералов была поставлена серия опытов при рН пульпы 6, 7, 8, 9, 10 (рис.1). В качестве реагента-регулятора среды использовалась известь (СаО). Выяснилось, что извлечение золота в концентрат достигает максимума при рН среды 8,5-9 и составляет 31,2% (19,2% по гравитаци-онно-флотационной схеме). При отклонении значения рН в кислую или щелочную сторону извлечение золота заметно падает.
п
5 рН
Рис. 1. Зависимость извлечения золота в концентрат
от рН среды при флотации хвостов гравитации
Исследование технологии флотации хвостов гравитации с разным расходом собирателя (ксантогената) показало, что золото и золотосодержащие сульфиды флотируются сульфгидрильными собирателями. Одним из основных сульфгидрильных собирателей являются ксантогенаты, которые образуют труднорастворимые ксантогенатные соединения на поверхности сульфидных минералов и самородных металлов.
С целью определения оптимальных расходов ксантогената при флотации хвостов гравитации были проведены исследования с получением максимально возможного извлечения золота в концентрат. В качестве собирателя использовался бутиловый ксантогенат калия, который подавался в процесс флотации в виде 1-процентного водного раствора. Как показал эксперимент, при малом расходе ксантогената максимальное извлечение золота, равное 31,2 % (19,2 % по гравитационно-флотационной схеме), при содержании Аи 7,0 г/т было получено при расходе ксантогената, равном 50 г/т. При увеличении расхода собирателя до 60 г/т и более концентрацию золота можно несколько увеличить при некотором снижении извлечения, но существенного улучшения качества концентрата добиться не удается.
Реагент 8-7030 является высокоэффективным сульфгидрильным собирателем, состоящим из смеси двух собирателей (ди-алкилдитиофосфата и диалкилсульфида) и вспенивателя (алкилового эфира поли-
пропиленгликоля). Применение данного реагента в основной флотации эффективно для извлечения халькопирита, халькозина, борнита, сфалерита, благородных металлов как в свободном состоянии, так и в сростках; он селективен по отношению к свободному пириту. Реагент 5-7030 хорошо флотирует отмеченные сульфиды в достаточно высокощелочных средах и при этом улучшает флотацию благородных металлов.
По физическим свойствам реагент 5-7030 вполне удовлетворяет требованиям безопасных условий труда: температура вспышки данного собирателя более 96 °С, температура замерзания 36 "С, разложение при температуре кипения 110°С, слабый запах, срок хранения не ограничен. Флотационные концентрации реагента 5-7030 при смешении его растворов с промышленными стоками (в хвостохранилище) не устойчивы: реагент в разбавленных растворах разлагается в течение 10 дней. Токсичность водного раствора реагента 5-7030 умеренна.
При постановке опытов по флотации хвостов гравитации с применением собирателя 5-7030 исследовалась возможность максимального выделения золота в пенный продукт. Применение в качестве собирателя реагента 5-703 О позволяет получить достаточно высокие показатели по сравнению с использованием ксантогената: при концентрации 5-703О 40 г/т извлечение золота составляет 32,0 %, в то время как в опытах с ксантогенатом извлечение золота не более 30 %. Наилучшие показатели обогащения хвостов гравитации при использовании ксантогената были достигнуты при концентрации собирателя 50 г/т, в то время как с применением реагента 5-7030 качество концентрата повысилось уже при расходе 40,0 г/т, когда извлечение золота в пенный продукт достигло наибольшего значения (32 % от операции) при содержании золота 7,3 г/т. Таким образом, расход 6-7030, равный 40 г/т, является оптимальным, поскольку дальнейшее его увеличение не приводит к улучшению показателей обогащения.
Проведенные исследования по гравитационному обогащению исследуемой пробы с последующей флотацией хвостов гравитации и чисто флотационной технологии выделения золота из исходного грубозернистого продукта позволяют определить наилучшие условия обогащения продукта разгрузки второй стадии измельчения.
Проведенные опыты показывают также преимущество гравитационно-флотационной схемы обогащения, применение которой позволяет получить суммарное извлечение золота в концентрат, равное 58,4 % при содержании 16,5 г/т.
Рекомендуемая схема выделения золота из сульфидной медно-цинковой руды Тайского месторождения показана на рис.2. Применение данной технологии в схеме обогащения сульфидных медно-цинковых руд Гайского месторождения может быть реализовано только по результатам промышленных испытаний на обогатительной фабрике.
Продукт разгрузки II стадии измельчения
I
Обогащение на центробежном концентраторе i
Концентрационный стол «Gemen i»
I
Готовый концентрат
i
Хвосты гравитации
I
Основная флотация
Г
Перечистная
Золотосодержащий концентрат
Хвосты флото гравитации на III стадию измельчения
Рис.2. Рекомендуемая схема обогащения лля выделения золота из сульфидной медно-цинковой руды Гайского месторождения
Выводы
1. Показана необходимость стадиального измельчения и обогащения руды, что позволит избежать пере измельчения сульфидных минералов, развальцовывания и расплющивания частиц свободного золота.
2. Выявлена перспективность использования новых собирателей. Замена ксанто-гената на 5-7030 заметно повышает селективность собирателей, снижая флотируе-мость пирита, и увеличивает извлечение золота.
Научный руководитель д.т.н. проф. В.А.Бочаров
Санкт-Петербург. 2003
