CC BY
60
© С.М. Федосеев, Е.С. Слепцова, А.И. Матвеев, А.М. Монастырев, 2014
УДК 622.778
С.М. Федосеев, Е.С. Слепцова, А.И. Матвеев, А.М. Монастырев
К ВОПРОСУ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ШЛИХОВ, СОДЕРЖАЩИХ МАГНИТНЫЕ МИНЕРАЛЫ
Проведенные натурные испытания шлюзов с магнитной системой, разработанных в ИГДС СО РАН и предназначенных для улавливания мелкого и тонкого золота на золотодобывающих предприятиях Республики Саха (Якутия) показали свою эффективность. Доизвлечение золота из хвостов традиционных шлюзов с резиновыми ковриками достигает 4-7%. При этом грансостав частиц дополнительно уловленного золота следующее: выход класса -0,5+0,25 мм составляют 14%, а класса -0,25 мм - 76%. На участке «Таежный» старательской артели «Прогресс» «Алдан-золото» концентрация золота в шлихах добытых на магнитных шлюзах составила 43,2 г/м3, а на участке «Северикан» месторождения «Иенгра» старательской артели «Амга» содержание золота в шлихах составило 59,0 г/м3.
Дополнительное увеличение объемов шлихов на шлюзах с магнитной системой увеличивает объемы дальнейшей переработки (доводки). В статье рассмотрены вопросы извлечения золота из тонкодисперсных магнитных шлихов, добытых на шлюзах с магнитной системой. Приведены краткие описания устройств по обогащению тонкодисперсных шлихов, разработанных в ИГДС СОРАН и основанных на принципах гидравлической классификации и магнитного разделения фракций. Ключевые слова: золото, тонкодисперсный шлих, шлюзы с магнитной системой, эффективность обогащения.
Во время полевых работ с применением шлюзов на золотодобывающих предприятиях Республики Саха (Якутия) (ГОК «Куларзолото», а/с «Прогресс» и «Амга») показали, что доизвлечение золота достигает 4-7%. При этом, частицы золота класса -0,5+0,25 мм составляют 14%, а класса -0,25 мм - 76%. Исходное содержание золота в добытых магнитных шлихах по пробирному анализу в разных пробах достигает 10-30 г/т [1].
Целью настоящей работы является поиск путей широкого внедрения данной технологии в производство, связанных с трудностями извлечения золота из тяжелого магнитного шлиха гравитационным способом. Так, в ИГДС СО РАН разработан ряд установок магнитной сепарации для удаления магнитных материалов с переводом ценного компонента (золота) в
немагнитную фракцию, откуда золото легко отбивается на обычном концентрационном столе.
Для отделения магнитных фракций испытывались аппараты, работающие в водной среде по принципу гидравлической классификации. Одной из разработок является компактное переносное устройство для обогащения шлихов крупностью не более 0,5 мм, состоящего из камеры фракционирования диаметром 200 мм и высотой 1000 мм, выполненного в виде стальной вертикальной трубы с форсунками диаметром 70 мм. Через форсунки подается вода вертикально вверх со скоростью 7-8 м/с, т.е. меньше скорости падения частиц золота, но больше скорости падения магнетита, кварца и других близких по весу частиц. Но близость плотностей магнетита и золота не позволяет четкого разделения
их в процессе фракционирования и требует точного подбора скоростей подачи восходящей воды [2].
Из методов магнитной сепарации для сухого отделения магнетита от шлиха применяют различные вибрационные магнитные сепараторы, например, СМД-П и др. В обычных магнитных сепараторах для переработки сухого материала шлих движется тонким слоем по наклонному желобу, над которой установлен вращающийся магнитный диск. При этом возможны потери тонкодисперсного золота, увлекаемого с магнитными материалами в зоне оттягивания магнитного поля.
Разработанная в лаборатории ОПИ ИГДС установка для обогащения первичных коллективных концентратов (шлихов), добытых на магнитных шлюзах (рис. 1) несколько упрощает работу, имеет большую производительность и прошла испытание в с/а «Амга» РС(Я) [3].
Золотосодержащий магнитный шлих загружается в бункер (3) на переднем отсеке установки (шлюза) кото-
рой расположен вращающийся магнитный барабан со скребком для удаления магнитных минералов из обогащаемой пульпы. Недостатком данной установки является некоторый неизбежный снос золота в магнитную фракцию. Это связано с тем, что силовые линии, самозакрепленные на металлическом барабане постоянных магнитов с чередующими полюсами замыкаются между разноименными полюсами. На стыках магнитов, пряди из магнитных минералов, выстроенные вдоль силовых линий почти горизонтально защемляют минералы, в том числе частицы золота и уносят их в магнитную фракцию, тем самым снижают эффективность извлечения полезного компонента.
Также известен ряд разработок ИГДС СО РАН, имеющие непрерывную загрузку и выгрузку [4-5]. При этом отделение магнитной и немагнитной фракций происходит в поле действия постоянных магнитов при свободном падении материала в водной среде. Принципиальная схема установок приведена на рис. 2.
Рис. 1. Принципиальная схема шлюза: 1 - желоб; 2 - резиновый коврик; 3 - загрузочный бункер; 4 - вращающийся барабан; 5 - постоянные магниты; 6 - магнитные минералы, захваченные из обогащаемой пульпы; 7 - скребок; 8 - лоток для сбора магнитной фракции; 9 - сборник магнитной фракции; 10 - вода для смыва магнитной фракции; 11 - ороситель для смыва механически захваченных золотин; 12 - сборник золотосодержащей немагнитной фракции
Рис. 2. Принципиальная схема установок [4, 5]
Устройства [4, 5] состоят из камеры для выделения магнетита, выполненной в виде вертикальной емкости, имеющей прямоугольное сечение 200x100 мм и высоту 180 мм и изготовленной из немагнитных материалов, а также камеры для улавливания немагнитной фракции с прямоугольным сечением 200x40 мм высотой 70 мм и специального рассекателя для формирования из загружаемого шлиха ряда потоков, в результате чего значительно повышается эффективность отмагничивания и производительность установки.
Устройство [5] отличается от устройства [4] тем, что рассекатель выполнен в виде четырехугольной усеченной пирамиды, а со всех четырех сторон вертикальной немагнитной камеры установлен металлический кожух с постоянными магнитами с возможностью отделения от стенок немагнитной камеры за пределы действия магнитного поля.
Питание установок осуществляется из бункера 1 дозатором 2, из ко-
торого шлих попадает в загрузочную воронку 3 и на рассекатель 4. Рассекатель из общего массива, подаваемого на загрузку шлиха формирует с помощью отверствий с диаметром 2 мм 24-25 потоков шлиха. Такое формирование общего потока шлиха позволяет увеличить производительность установок и практически исключить захват частичек золота частичками магнетита при отмагничивании.
Сформированные, таким образом, потоки шлиха попадают в камеру для выделения магнетита 5, где скорость движения частичек шлиха тормозится водной средой. Частицы несколько рассре дотачиваются, в результате чего потоки шлиха несколько увеличиваются в объеме.
Формирование рассекателем 2426 потоков шлиха, а также некоторое увеличение их объемов в водной среде, создает благоприятные условия для удаления магнетита в камере 5, а именно магнетит притягивается магнитами 6 к стенкам, не захватывая частицы золота.
При своем движении по камере 5 вниз, шлих отмагничивается и попадает в камеру улавливания 7 немагнитной фракции, откуда попадает в сборник немагнитной фракции 8.
Магнетит, притянутый магнитами 6 к стенкам камеры 5 периодически при кратковременном (1-2 с) отведении магнитов 6 от стенок камеры 5 опускается вниз и попадает в разгрузочный желоб 10.
Обогащению (отмагничиванию) на лабораторной установке [4], являющейся ее модельным аналогом подверглись отдельные классы крупности (>1,0, 1-0,315 и <0,315 мм), на которые предварительно был рассеян шлих. Извлечение магнетита из всех 3 проб каждой крупности в среднем составило 88,33%, что весьма эффективно.
Результатом дальнейшей разработки по усовершенствованию в этом
направлении явилось следующее устройство [6].
Устройство [6] для извлечения золота из тонкодисперсных шлихов представлено на (рис. 3) и состоит из загрузочного бункера 1; дозатора 2; загрузочной воронки 3; рассекателя 4; патрубка 5; камеры для выделения магнетита 6; переливной емкости 7; механизма отведения магнитов 10; постоянных магнитов 8-9; дополнительных постоянных магнитов 12-13; поворотных затворков с шарнирами 11, имеющих открытую (А) и закрытую (Б) положения; камеры для улавливания немагнитной фракции 14; вентилей для выпуска воды 15 и 16; люка для выгрузки магнитной фракции 17; люка для выгрузки немагнитной фракции 18; сборника магнетита 19; сборника золотосодержащей немагнитной фракции 20. Все составляющие части устройства (кроме постоянных магнитов) выполнены из немагнитного материала, например из нержавеющей стали или дюралюминия.
Камера для выделения магнетита 6 выполнена в виде вертикальной емкости, прямоугольного сечения (200x100 мм) и высотой 180 мм. Дно камер 6 и 14 имеют угол наклона 5060°, продолжением которых являются сборник магнетита 19 и сборник золотосодержащей немагнитной фракции 20, в нижних углах которых рас-
\ 20
Рис. 3. Устройство для извлечения золота
положены люки 17, 18 для выгрузки фракций. В нижней части камеры для выделения магнетита 6 установлена камера для улавливания немагнитной фракции 14, изготовленной также из немагнитного материала. Камера 14 имеет прямоугольное сечение 200x40 мм высотой 70 мм. Поворотные затворки в открытом положении
Сравнение эффективности обогащения устройств
№ опыта Устройства
[4-5] [6] [4-5] [6]
Извлечение имитатора, Еи, % Извлечение имитатора, % Тк Рк Тк Рк
1 60 71 20 29 13,7 44
2 57 69
3 61 67
Среднее значение 59 69
Эффективность обогащения полезного компонента (п), % 42,8 60,76
(А) имеют угол наклона 60° и предназначены для направления золотосодержащей немагнитной фракции в камеру 14, а при закрытом состоянии (Б) предотвращают попадание магнетита в камеру для улавливания немагнитной фракции во время его удаления при кратковременном (1-2 с) отведении магнитов от стен камеры 6.
Питание шлихом осуществляется из бункера 1 дозатором 2, из которого шлих попадает в загрузочную воронку 3 и на рассекатель 4, представляющий собой сито с размером 200x40 мм, с ячеей 2x2 мм, который из общего массива, подаваемого на загрузку шлиха, формирует порядка 500 потоков, в результате чего значительно повышается отмагничива-ние и производительность установки. Продолжением воронки 3 является патрубок 5 прямоугольного сечения 200x40 мм. Нижний конец патрубка 5 находится ниже уровня воды в камере 6 на 50-70 мм. Производительность устройства 50-60 т/год.
Описанное устройство для извлечения золота из тонкодисперсных шлихов было испытано на лабораторной установке, аналогичной вы-
шеописанной, т.е. являющейся ее модельным аналогом. Обогащению подвергался наиболее типичный класс крупности тонкодисперсных шлихов 0-0,315 мм. Имитатором полезного компонента (золота) служит латунь.
Сравнения эффективности обогащения полезного компонента на разработанном (двухсекционном) устройстве с аналогичными [4, 5], выполненного в лабораторных условиях с использованием известной формулы
Ханкока-Луйкена ^ =
S — Y
И I к
■ 100,
100 — ажх
приведены в таблице, где аисх - содержание имитаторов в исходной руде, 9 г/т; ук - усредненный выход концентрата, %; (Рк) - среднее содержание имитатора в концентрате, г/т.
Как видно из таблицы 1 эффективность обогащения полезного компонента на устройстве [6] в 1,41 раз выше, чем [4, 5], что можно считать весьма эффективным.
Разработанные нами устройства по переработке магнитных шлихов таким образом могут быть эффективно использованы при добыче мелкого и тонкого золота.
1. Федосеев С.М., Ларионов В.Р. Применение магнитных шлюзов с различной конфигурацией силовых линий для обогащения золотосодержащих песков / Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья; материалы Международной научно-технической конференции. -Екатеринбург, изд-во Форт Диалог-Исеть, 2010. - С. 268-271.
2. Новопашин М.Д., Бычев М.И., Бы-чев Р.М., Петрова Г.И. Патент 2149693. Российская Федерация МКИ В03В5/68. Устройство и способ обогащения тонкодисперсных шлихов; заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, заявл. 25.12.97; опубл. 27.05.2000. Бюл. № 15.
3. Ларионов В.Р., Федосеев С.М., Винокуров В.П., Матвеев А.И. Свидетельство на
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
полезную модель № 6348 Российская Федерация. МКИ В03В5/70. Шлюз для обогащения россыпей и шлихов. Заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН; заявл. 13.05.1997; опубл. 16.04.98. Бюл. № 4.
4. Новопашин М.Д. Бычев М.И., Бычев Р.М., Петрова Г.И. Патент 2149701 Российская Федерация МКИ В03С1/02. Устройство для удаления магнетита при обогащении тонкодисперсных шлихов; заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН; заявл. 25.12.97; опубл.27.05.2000. Бюл. № 15.
5. Ларионов В.Р., Федосеев С.М., Горохова Л.Н., Нечаев П.Б. Патент 2447948 Российская Федерация МКИ В03С1/00. Устройство для обогащения тонкодисперсных шлихов, содержащих магнитные мине-
ралы; заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН; заявл. 02.07.2010; опубл. 20.04.2012. Бюл. № 11.
6. Федосеев С.М., Монастырев А.М., Слепцова Е.С., Матвеев А.И. Полож. решение о выдаче патента РФ на полезную модель от 25.03.2014 Устройство для извлечения золота из тонкодисперсных шлихов. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ.
Федосеев Семен Михайлович - научный сотрудник,
Слепцова Екатерина Семеновна - научный сотрудник, e-mail: slept@mail.ru. Матвеев Андрей Иннокентьевич - доктор технических наук, зав. лабораторией, старший научный сотрудник, e-mail: andrei.mati@yandex.ru. Монастырев Афанасий Михайлович - ведущий инженер, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН.
UDC 622.778
ON THE ISSUE OF ENRICHMENT OF GOLD CONCENTRATES CONTAINING MAGNETIC MINERALS
Fedoseev S.M., Researcher,
Sleptsova E.S., Researcher, e-mail: slept@mail.ru,
Matveev A.I., Doctor of Technical Sciences, Head of Laboratory, Senior Researcher, e-mail: andrei.mati@yandex.ru, Monastyrev A.M., Leading Engineer,
N.V. Chersky Institute of Mining of the North, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences.
In IGDS SB RAS are designed sluices with a magnetic system. Devices are used to capture fine gold. Full-scale tests have shown the effectiveness of their sluices use in gold mining.
Additional extraction of gold from tailings traditional sluices with a rubber mat reaches 4-7%. At the same granulometric composition additionally captured gold particles as follows: class output -0.5+0.25 mm up 14%, and -0.25 mm class - 76%. On a mineral deposit «Taiga» artel «Progress» of gold mining company «Aldanzoloto» gold concentration in the heavy concentrates produced by magnetic sluices was 43.2 g/m3, and in the section «Severikan» mineral deposit «Iengra» artel «Amga» gold content sluices concentrate was 59.0 g/m3.
Additional increase in concentrates sluices with magnetic system increases the volume further processing (finishing). The article discusses the extraction of gold from the fine magnetic concentrates mined at the sluices to the magnetic system. Are brief descriptions of enrichment devices fine concentrates developed IGDS SB RAS and based on the principles of hydraulic classification and magnetic separation of fractions.
Key words: gold, fine concentrate, sluice with magnetic system, the efficiency of enrichment.
REFERENCES
1. Fedoseev S.M., Larionov V.R. Nauchnye osnovy i praktika pererabotki rud i tekhnogennogo syrya; materialy Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii (Fundamentals and practice of processing ores and technogenic raw materials. International Scientific and Technical Conference, Conference materials), Ekaterinburg, izd-vo Fort Dialog-Iset', 2010. C. 268-271.
2. Novopashin M.D., Byichev M.I., Byichev R.M., Petrova G.I. Patent RU 2149603, (Bull. 15), 27.05.2000.
3. Larionov V.R., Fedoseev S.M., Vinokurov V.P., Matveev A.I. Utility model certificate RU 6348. (Bull. 4), 16.04.1998.
4. Novopashin M.D. Bychev M.I., Bychev R.M., Petrova G.I. Patent RU 2149701. ( Bull.15), 16.04.1998.
5. Larionov V.R., Fedoseev S.M., Gorokhova L.N., Nechaev P.B. Patent RU 2447948. (Bull. 11), 20.04.2012.
6. Fedoseev S.M., Monastyrev A.M., Sleptsova E.S., Matveev A.I. Polozh. reshenie o vydache patenta RF na poleznuyu model' ot 25.03.2014 Ustroistvo dlya izvlecheniya zolota iz tonkodispersnykh shlikhov (Positive decision on granting Russian patent for utility model).
