CC BY
54
© H.K. Алгебраистова, A.B. Макшанин, E.A. Бурдакова, A.C. Маркова, 2013
УДК 622.7.004.18+622.772
Н.К. Алгебраистова, А.В. Макшанин, E.A. Бурдакова, A.C. Маркова
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ XBOCTOB ЗОЛОТОИЗВЛЕКАТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ФЛОКУЛЯЦИИ
Рассмотрена проблема извлечения золота из хвостов обогатительных предприятий. Показана перспективность использования технологии агломерационной флокуляции. Приведены результаты испытаний на текущих пульпах одной из фабрик, работающей по гравитационно-флотационной схеме. Ключевые слова: обогащение, флотация, агломерационная флокуляция, сорбция, хвосты, концентрат, реагенты, золото.
За последние годы четко выделяется динамика ухудшения минерально-сырьевой базы золота.
Из опыта работы различных предприятий следует, что в некоторых видах отвальных продуктов обогатительных фабрик (хвосты сорбции флотационных концентратов на золо-тоизвлекательных фабриках (ЗИФ), хвосты цикла селекции коллективных концентратов), содержание ценных компонентов в ряде случаев находится на том же уровне или даже превышает их концентрацию в рудах разрабатываемых месторождений. Технологические схемы доизвлеченния ценных компонентов из таких продуктов должны быть просты в эксплуатации и обеспечивать высокую производительность.
В работах Дерябиной H.A., Фатьянова A.B. показана эффективность использования угольно-масляной агломерации для извлечения тонкого золота из руд коренных, россыпных и техногенных месторождений [1].
Одним из перспективных методов обогащения полезных ископаемых из
труднообогатимого сырья является агломерационная флокуляция.
Процесс агломерационной флокуляции основан на селективной смачиваемости углеродистых частиц апо-лярным маслом по отношению к пустой породе в водной среде. Происходящая при этом замена поверхности раздела фаз уголь-вода на поверхность уголь-масло приводит к уменьшению общей поверхности системы, т.е. устойчивому энергетически выгодному состоянию. Это предопределяет зависимость эффективности процесса от контрастности поверхностных свойств разделяемых компонентов и свойств аполярного масла [2].
Интерес к технологии агломерационной флокуляции представлен следующими факторами:
- крупность ценного компонента не определяет эффективность технологии, вследствие чего происходит извлечение тонкого и весьма тонкого золота;
- возможность извлечения трудно-обогатимого золота, которое при ис-
пользовании общераспространенных методов переработки теряется в связи с уменьшение контрастности свойств разделяемых минералов. Прежде всего, это происходит в следствии недо-извлечения «плавучего» золота, а также золота «в рубашке»;
- внедрение этой технологии не требует больших капитальных и эксплуатационных затрат, так как технология агломерационной флокуляции относительно проста в аппаратурном оформлении.
В качестве аполярного масла используют различные нефтепродукты, в том числе и дизельное топливо [3, 4]. Кроме этих параметров исследовалось время агитации и влияния различных реагентов на процесс агломерационной флокуляции. При длительном перемешивании частицы золота погружаются в агломерат на расстояние до 60 мкм от поверхности [5].
Различные реагенты влияют на процесс адгезии золотых частиц на поверхности агломерата. Уровень сцепления золотых частиц и агломератов может быть повышен при использовании таких собирателей как ксантогенат. При увеличении углеводородной цепи молекул ксантогената, увеличивается скорость перехода золота в агломераты. Следовательно, возможно увеличить насыщенность агломератов золотом. При рассмотрении агломератов под микроскопом, установлено, что в дополнение к обычным частицам обнаружены золотые «хлопья» и даже «микросамородки» [6]. Исследования S.Sen, A.Seyrankaya, Y.Cilingir показали, что процесс агломерационной флокуля-ции дает похожие результаты как для искусственных, так и для природных образцов руды [7]. Это делает процесс агломерационной флокуляции перспективным для применения не
только на природных, но и на техногенных месторождениях.
Одним из способов флокуляции частиц является агрегирование шла-мов на минерале-носителе. Сущность метода заключается в селективной флокуляции мелких частиц на вспомогательном минерале-носителе с последующей флотацией образовавшихся агрегатов. Зерна минерала-носителя размером менее 100-40 мкм служат дополнительными центрами флокуляции.
Скорость налипания шламистых частиц диаметром 5-11 мкм на зерна минерала-носителя диаметром 60 мкм во много раз больше скорости слипания мелких частиц между собой. Степень флокуляции значительно повышается также в присутствии минерала-носителя. В последнее время в качестве минерала-носителя запатентовано применение парафина, органических полимеров и намагниченного железа или магнетита совместно с аполярными маслами [8].
Хорошие результаты были получены при использовании в качестве носителя угля. Например, компанией British oil minerals разработан процесс агломерации золота и угля, в Австралии разработан Carbad-процесс для извлечения золота и металлов платиновой группы, и другие процессы [913]. Недостатком данных процессов является большой расход носителя и аполярного собирателя, а так же невозможность регенерирования носителя.
В Сибирском Федеральном Университете было предложено использовать в качестве носителя эластичный пенополиуретан, который имеет ряд преимуществ. Во-первых, эластичный пенополиуретан легко выдерживает знакопеременные нагрузки, во вторых - имеет развитую внешнюю поверхность. Все это дает воз-
можность использовать данный носитель многократно [14, 15].
В данной работе представлены результаты исследований процесса агломерационной флокуляции на текущих хвостах золотоизвлекательной фабрики, работающей по гравитационно-флотационной схеме обогащения, флотоконцентрат которой подвергается сорбционному цианированию.
Целью исследования являлось изучение возможности доизвлечения ценного компонента с использованием процесса агломерационной фло-куляции из хвостов флотации и хвостов сорбции.
носитель rf| аполярное
масло
т
исходные хвосты -реагенты
Ж
Перемешивание _Грохочение
i— —г
ОТЖИМ
хвосты
f
концентрат синтетический носитель
Рис. 1. Схема реализации экспериментов
В таблицах и рисунках приведены усредненные результаты, которые были продублированы неоднократно.
Результаты доизвлечения ценного компонента из хвостов флотации.
Изучалось влияние на процесс следующих факторов: продолжительность перемешивания, массовая доля твердого, тип используемого масла.
Условия проведения процесса флокуляции:
расход реагентов - ксантогенат 100 г/т, каптакс 50 г/т, медный купорос 40 г/т, сода 200 г/т, расход эластичного пенополиуретана 15 кг/т, расход аполярного масла 1,5 кг/т. Схема реализации экспериментов представлена на рис. 1.
Как видно из рис. 2, оптимальным значением времени перемешивания в процессе агломерационной флокуля-ции является 90 минут. При этом извлечение металла в гранулы составляет 67,08 %, а массовая доля металла в гранулах соответствует 1,57 г/т.
Снижение технологических показателей при большем времени контакта можно объяснить тем, что происходит разрушение флокул.
По данным рис. 3 видно, что оптимальное содержание твердого 50 %.
35,88
90 100 110 120
Время, мин
Рис. 2. Зависимость извлечения золота от времени проведения процесса
63 66 зе 64
V
1 62
1Ь0
£ 48
$4
6/,ОЙ
ч61,35
57,54
5638
40
СО
45 50
Массовая доля твердого, %
Рис. 3. Влияние массовой доли твердого в процессе на извлечение металла
68
66
64
а?
= X 62
0)
«ы 60
5
И 58
56
54
64,91
59,31
трансформаторное масло
I отработанное масло
Рис. 4. Зависимость извлечения золота в агломерат от типа аполярного реагента
Известно, что свойства аполярного реагента существенно влияют на процесс гидрофобизации поверхности минералов [3, 4].
В связи с этим, были проведены исследования с керосином, отработанным машинным и трансформаторным маслом.
Исследования показали, что наиболее эффективным является трансформаторное масло (рис. 4). Применение отработанного машинного масла снижет технологические показатели на 2-3 %, но его применение эко-
номически целесообразно, так как его стоимость в разы ниже.
Результаты доизвлече-ния ценного компонента из хвостов сорбции.
Процесс агломерационной флокуляции выполнен при тех же условиях, как и с хвостами флотации, за исключением расхода медного купороса. Расход этого реагента увеличили до 200 г/т, с целью активации поверхности минералов после операции цианирования. Технологические показатели обогащения представлены в таблице.
Как видно из таблицы, используя процесс агломерационной флокуляции возможно доизвлечь золото из хвостов сорбции на 71,7 %. Содержание золота в отвальном продукте уменьшается с 1,16 г/т до
0,39 г/т.
По результатам данной работы можно сделать следующие выводы:
Процесс агломерационной флоку-ляции показал свою эффективность при извлечении золота из текущих хвостов флотации и сорбции ЗИФ.
При использовании данного процесса на хвостах флотации и сорбции, возможно из данных продуктов доизвлечь с 67 % и 71,7 % золота в продукты, с содержанием ценного компонента - 1,57 г/т и 5,25 г/т соответственно.
Технологические показатели обогащения хвостов сорбции
Продукт Выход, % Содержание, г/т Извлечение, %
Концентрат 15,83 5,25 71,70
Хвосты 84,17 0,39 28,30
Исходный 100,00 1,16 100,00
Экспериментально установлено, что оптимальным являются следующие параметры проведения процесса агломерационной флокуляции -время проведения процесса 90 ми-
1. Угольно-масляная агломерация -новая технология извлечения тонкого золота из рудного и россыпного сырья Н.А. Дерябина, А.В.Фатьянов, ж. Ресурсы Забайкалья №3, 2003.
2. Обогащение ультратонких углей. А. Т. Елишевич и др. - Донецк, Донбасс, 1986. - 64 с.
3. Utilization of coal-oil agglomerates to recover gold particles, Minerals Engineering, Volume 7, Issue 11, November 1994, Pages 1401-1409, A. Marciano, L.S.N. Costa, F.F. Lins.
4. Some factors affecting spherical oil agglomeration performance of coal fines, International Journal of Mineral Processing, Volume 65, Issues 3-4, Jule 2002, pages 177190, Z.Akta.
5. Use of coal-oil agglomerates for par-ticulate gold recovery, Minerals Engineering, Volume 11, Issue 9, September 1998, Pages 803-812, J.P.S. Calvez, M.J.Kim, P.L.M. Wong, T.Tran.
6. The adhesion of gold to oil-carbon agglomerates, Minerals Engineering, Volume 17, Issue 1, January 2004, Pages 33-38, X.Q. Wu, R.J. Gochin, A.J. Monhemius.
7. Coal-oil assisted flotation for the gold recovery, Minerals Engineering, Volume 18,
нут, массовая доля твердого 50 %, используемое масло - трансформаторное. Показана перспективность применения отработанного машинного масла.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Issue 11, September 2005, Pages 108061092, S.Sen, A.Seyrankaya, Y.Cilingir.
8. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев H.H. Микрофлотация: Водоочистка, обогащение. - М.: Химия, 1986. - 112 с.
9. Пат. 589291 Австралия, В 03В 5/02. Способ извлечения золота.
10. House C., Townsend I., Veal C. Coal gold agglomeration // Int. Minig. 1988.-5, №9. P.17-19.
11. «World Gold-89», - Litterton, Colorado, USA // Int. Minig, 1989.
12. Пат. 2051750 Россия, МКИ6 В 03 В 7//00, В 03 D1/016, 1/02. Способ извлечения золота из руд
13. Пат. 2047381 Россия, МКИ6 В 03 В 7//00. Способ извлечения золота из руд и россыпей.
14. Пат. № 1736043 приоритет от 3 ноября 1989. Пол. Решение № 4755907 от 15 марта 1991 Способ обогащения молиб-деносодержащих руд. Алгебраистова Н.К., Биндарева М.А.
15. Алгебраистова H.K., Макшанин А.В. Агломерационная флокуляция как способ извлечения золота из техногенных месторождений // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies 3 (2011 4) 275-282. E2S
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Алгебраистова H.K. - кандидат технических наук, доцент, [email protected], Макшанин А.В. - кандидат технических наук, научный сотрудник, [email protected], Бурдакова Е.А. - кандидат технических наук, старший преподаватель, [email protected], Маркова А.С. - аспирант, [email protected],
Сибирский Федеральный Университет, Институт цветнык металлов и материаловедения, кафедра «Обогащение полезных ископаемых».
А
