CC BY
26
-------------------------------- © Т.С. Банщикова, B.C. Литвинцев,
Ю.А. Мамаев, Г.П. Пономарчук, Л.Н. Шокина, Н.Г. Ятлукова,
2008
УДК 622.7.017.2 (571.1)
Т.С. Баншикова, B.C. Литвинцев, Ю.А. Мамаев,
Г.П. Пономарчук, Л.Н. Шокина, Н.Г. Ятлукова
О МИНЕРАЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ ИЛОВЫХ ФРАКЦИЙ ВЫСОКОГЛИНИСТЫХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА ПРИАМУРЬЯ*
Семинар № 25
Наметившаяся в последние годы тенденция истощения рентабельных запасов россыпного золота предопределяет интенсивность поиска новых малоотходных технологий золотоизвлечения из техногенных россыпных месторождений.
Илисто-глинистые отложения отстойников - особый вид техногенных образований, золотоносность которых до настоящего времени плохо изучена. Согласно известным исследованиям, содержания металла в иловых фракциях в большей части техногенных объектов россыпей незначительны. Однако, есть техногенные месторождения, где содержание золота в илово-глинистых накоплениях хво-стохранилищ составляет в среднем десятки г/т, например, руч. Встречный (Западно-Сихотэ-Алинская зона), участок Иликан (Верхнее Приамурье) и др. [1]. Создание пионерных технологий для извлечения золота из данных образований требует детального изучения их минералогического состава и распределения золота во всех классах крупности, включая нанофракции.
Извлечение золота из иловых фракций связано с большими трудностями вследствие того, что металл в них представлен, в основном, дисперсными, коллоидными частицами и сорбируется на радикалах силикатов и алюмосиликатов, составляющих пылевидные илы. Частицы металла таких классов крупности требуют разработки особых технологий их извлечения, в том числе и нанотехнологий, методов ионной флотации, сепарации (фото- и радиометрической, электромагнитной) и сорбции реагентов на поверхности минералов [2].
Россыпи р. Нагима (Верхнее Приамурье) и руч. Гайфон (Нижнее Приамурье) относятся к высокоглинистым. При отработке в них накоплен большой объём иловых фракций, при среднем содержании золота в геогенной россыпи в пределах 0,1-0,29 г/т.
Из трех хвостохранилищ отрабатываемой россыпи р. Нагима отобраны четыре пробы песчано-иловых фракций, в которых определены содержания золота (табл. 1), его морфологические и гранулометрические характеристики.
*Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 06-05-64490-а.
Таблица 1
Содержание золота Песковых и иловых фракций хвостохранилиш россыпи р. Нагима
Место отбора пробы Песковая фракция, класс + 0,05 мм Иловая фракция, класс - 0,05 мм
Объем фракции в пробе, % Содержание, г/т Объем фракции в пробе, % Содержание, г/т
Хвостохранилище № 1 27,4 0,19 72,6 2,0
Хвостохранилище № 2 44,8 0,08 55,2 4,0
Хвостохранилище № 3 (верх) 29,6 не обнаружено 70,4 4,0
Хвостохранилище № 3 (низ) 60,2 не обнаружено 39,8 5,0
Таблица 2
Содержание золота в продуктах обогашения песково-иловых фракций россыпи р. Нагима (масса пробы 2 кг)
Место отбора пробы Количество золота в продуктах концентрационного стола, мг Всего, Содержание золота, г/т
Г оловка Концентрат Хвосты
Хвостохранилище № 1, 0,6 0,001 5,7 6,301 3,15
в том числе в % 9,52 0,02 90,46 100
Хвостохранилище № 2 0,9 0,09 6,9 7,89 3,94
в том числе в % 11,4 1,15 87,45 100
Хвостохранилище № 3 0,8 0,41 9,8 11,01 5,5
в том числе в % 7,27 3,73 89,0 100
Хвостохранилище № 3 (низ) 1,5 0,65 12,2 14,35 7,17
в том числе в % 10,45 4,53 85,02 100
Образцы иловых фракций (класс -0,05 мм) проанализированы на предмет потерь воды при прокаливании методом дериватографии с целью определения их глинистой составляющей.
Установлено, что потери воды при прокаливании минимальны: они составляют 2,57 % в иловой фракции хвостохранилища № 2 и 3,14 %, в илах хвостохранилища № 1. В отстойнике № 3 их величина равна соответственно 4,06 % и 3,57 %. Основу иловой фракции составляют не глины, как таковые, а смесь тонкоиз-мельченной пылевидной массы породы и минералов, в частности, анализ термических кривых, дает основание
предполагать, что это переходная разность от гидрослюд (основа) к каолиниту.
Пробы песково-иловых фракций массой по 2,0 кг обогащались на концентрационном столе с получением следующих продуктов: головка стола, концентрат и хвосты. Содержание золота в головке стола определялось минералогическим методом анализа, в концентрате и хвостах - химическим методом. Результаты анализов приведены в табл. 2.
Из приведенных в табл. 2 данных видно, что в головку стола из песко-во-иловых фракций извлекается от 7,2 % (хвостохранилище № 3) до 11,4 % (хвостохранилище № 2), в концен-
трат стола - до 4,5 % металла, но основное золото смывается в хвосты, где накапливается иловая часть, являющаяся основным сорбентом золота.
Свободное улавливаемое золото имеет крупность не более 0,5 мм, весьма редко 0,7-0,8 мм (хвостохра-нилище № 3 - низ). По морфологическим признакам преобладает тонкопластинчатое золото с рваными краями и покрытиями из гидроокислов металлов. В классе крупности -0,25 мм появляются утолщенные пластинки, угловатые и таблитчатые зерна. В классе -0,1+0,05 мм обнаружено золото в виде палочек и комочков, а в классе -0,05 мм - каплевидные индивиды чистого золотисто-желтого цвета с красноватым оттенком.
Таким образом, в водо-илоотстой-никах и дражных котлованах накапливается золото мелких и пылевидных классов, вплоть до дисперсного, которое при гравитационном обогащении даже в лабораторных условиях на 85-90 % уходит в хвосты. Тонко дисперсное и часть пылевидного металла собирается на радикалах гидрослюд, глин и других алюмосиликатов, и извлечь его не представляется возможным даже самыми современными гравитационными аппаратами.
Для извлечения золота из иловых фракций были применены два способа. Первый способ основан на применении активного собирателя тонкодисперсного золота (ртути). Исследования проводились на основе иловых фракций хвостохранилищ глубо-козалегающей россыпи р. Нагима, крупность частиц металла менее 50 мкм. Исследовано три пробы.
Предварительно химическим методом анализа определено содержание металла в исследуемых образцах. Из каждой пробы отбиралась сухая навеска с фиксируемой массой, добав-
лялась вода до получения вязкой консистенции. Введением бикарбоната натрия устанавливалась pH среды 1012. В полученную смесь в закрытой емкости вводился универсальный собиратель в количестве 0,05 мл на 10,0 г пробы, масса тщательно перемешивалась с элементами втирания собирателя в глинистую массу в течение 40 минут. После этого обработанный ил промывался большим количеством воды до получения шарика амальгамы. Амальгама растворялась в азотной кислоте, после промывки раствора получали видимое золото.
Из образца № 1, где иловая фракция представляет собой материал хвостохранилища № 1 россыпи р. Нагима, получено золото в виде пористых шаровидных зерен размером 0,20,1 мм, из навески 10,0 г выделено 0,017 мг чистого металла. Из образца № 2 (ил хвостохранилища № 2) получены кружевные, очень хрупкие золо-тинки класса -0,1+0,05 мм весом 0,015 мг.
Из образца № 3 (хвостохранилище № 3) получены шаровидные зерна размером 0,3 и 0,1 мм, аналогичные таковым в опыте № 1, но более плотной консистенции, вес металла - 0,03 мг.
Данные экспериментов по концентрированию золота из иловых фракций размерностью менее 50 микрон приведены в табл. 3.
Поскольку в экспериментах в качестве собирателя применялась ртуть, то её загрязняющий эффект сводился к минимуму за счёт условий концентрирования, а именно: агитация в закрытой системе (возможно применение для данного процесса ультразвука) и соблюдение pH среды, равной 10-12, что позволяет всей ртути прореагировать с золотом с образованием амальгамы, без явления пемзования.
Таблица 3
Результаты опытов по концентрированию тонкодисперсного золота из иловых хвостов дражных котлованов (отстойников) россыпи р. Нагима__________________________________________
Номер хвостохра- нилиша Рабочая навеска илов, г Получено золота, мг Процент извлечения золота Содержание иловой фракции в котловане (-50 микрон), % Содержание золота в илах крупностью менее 50 микрон, г/т
1 10,0 0,017 85,0 72,6 2,0
2 10,0 0,015 30,0 55,2 5,5
3 10,0 0,03 75,0 70,4 4,0
Второй способ извлечения дисперсного золота применен для исследования иловых фракций глубокоза-легающей россыпи руч. Гайфон. Для этой цели отобраны пробы из шести выходов (сливов) технологического цикла, в которых определены содержания золота минералогическим и химическим методами анализа. Как и образцы Нагиминского месторождения, илы руч. Гайфон обогащались на концентрационном столе с получением головки, концентрата и хвостов стола. Результаты анализов приведены в табл. 4.
Установлено, что основное количество металла песково-иловых фракций Гайфонской россыпи при гравитационном обогащении также концентрируется в хвостах, и выход этого продукта колеблется от 63,4 до 95,9. Просматривается снижение содержаний металла в иловых фракциях от котлована, в районе целика, к дамбе, то есть от начальных этапов технологического цикла к его завершению.
Данные силикатного анализа иловых фракций россыпи руч. Гайфон показывают, что они целиком состоят из силикатов и алюмосиликатов, с небольшой долей глинозёма - от 2,24 до 5,0 %, при этом практически отсутствуют рудные минералы. В иловых фракциях россыпи р. Нагима минеральный состав более сложный:
наряду с породообразующими распространение имеют тонкоизмельчён-ные магнетит, титаномагнетит, гранат, циркон, частично пирит.
Для извлечения золота из илистых фракций россыпи руч. Гайфон крупностью -0,1 мм (слив промприбора № 2, содержание золота -3,0 г/т) был применён второй метод, основанный на сорбции золота из раствора, полученного в процессе хлорирования [3]. Освобождение дисперсного и коллоидного золота с радикалов силикатов и алюмосиликатов осуществляется органическим сорбентом ("ноу-хау"), преимущество которого, перед известными, состоит в том, что он вносится сразу в иловую суспензию, что исключает операцию фильтрования смеси. Сорбент эффективен тем, что максимально сорбирует дисперсное золото (в данном случае из кислых сред) и в экономическом плане достаточно дешёвый.
Процесс извлечения золота проводился следующим образом: сухую навеску исследуемого материала (слив со шлюзов промприбора, фракции крупностью -0,05 мм) массой 10,0 г выщелачивали 4 часа без подогрева при постоянном перемешивании в кислой среде [3]. Затем в суспензию добавляется сорбент определённой крупности, и смесь агитируется дополнительно ещё 20 минут. После сорбции суспензия с сорбентом на-
Таблица 4
Содержание золота в продуктах обогашения песково-иловых фракций россыпи руч. Гайфон
Место отбора Вес пробы, кг Количество золота в продуктах концентрационного стола, мг Всего, мг Содержание золота, г/т
Головка Концен- трат Хвосты
Котлован, нижний забой, в районе целика, глубина 6-8 м 0,59 0,37 0,17 4,6 5,14 8,7
в том числе в % 7,2 3,3 89,5 100
Котлован, у борта выработки, глубина 10-12 м 1,9 2,55 0,57 11,5 14,62 7,7
в том числе в % 17,37 3,9 78,73 100
На выходе промпри-бора № 2 1,54 0,16 0,03 4,45 4,64 3,0
в том числе в % 3,5 0,6 95,9 100
Гидровашгерд пром-прибора № 2 6,6 1,11 0,14 12,73 13,98 2,1
в том числе в % 7,97 1,0 91,03 100
Из верхней части отстойника (в 50 м от слива промприбора № 2 1,25 0,96 0,13 2,45 3,54 2,8
в том числе в % 27,1 3,7 69,2 100
В двухстах метрах от очистной дамбы 1,94 0,32 0,21 0,92 1,45 0,75
в том числе в % 22,1 14,5 63,4 100
правляется на сито и промывается водой. На сите остаётся только сорбент с небольшой примесью глинистых частиц, который затем сжигается, и из зольного остатка выделяется золото. По второму методу выполнено 10 экспериментов, результаты которых следующие: в четырёх опытах извлечение золота составило 73-75 %, в двух опытах - 85 %, в одном опыте - 35 % и в трёх опытах - 100 %, в среднем 80 %.
Предлагаемый способ получения золота из такого труднообогатимого сырья как илы или золотосодержащие глины достаточно прост, не требует дорогого оборудования и больших
энергетических затрат. Для окружающей среды метод практически безвреден, так как в итоге получаются продукты, которые можно применять в строительстве и сельском хозяйстве.
Таким образом, предлагаемые методы поисков концентрирования золота из иловых фракций высокоглинистых россыпей (в том числе и техногенных), е состоящих в основном из тонкоизмельчённых алюмосиликатов и силикатов, являющихся сорбентами для всех видов дисперсного золота, коллоидов и возможно ионных форм, позволяют получить чистый металл с довольно высоким процентом извле-
чения. Поскольку в хвостохранили-шах отрабатываемых россыпей накапливается от 50 до 70 % и более иловых фракций крупностью менее 0,071 мм с содержанием золота до 3 г/т и более, повторная переработка их гравитационными способами невозможна.
1. Мирзеханов Г.С., Мирзеханова З.Г. Ресурсный потенциал техногенных образований отработанных россыпей // Горный журнал, 2005, № 1, с 37-43.
2. Меретуков М.А., Воробьёв А.Г. Настоящее и будущее нанонауки и нанотех-
Полученные результаты извлечения дисперсного золота с применением органического сорбента позволяют продолжать исследования с целью создания опытно-промышленной технологии разработки илово-глинистых структур техногенных россыпных месторождений.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
нологий // Обогашение руд, 2005 № 1, с 45-48.
3. Лодейщиков В. В. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. Москва Металлургия, 1973, с. 247. И
— Коротко об авторах
Банщишва Т.С. - старший научный сотрудник,
Литвинтв B.C. - зам. директора института по научным вопросам, доктор технических наук,
Maмaeв Ю.A. - директор института, доктор технических наук, профессор, noHoмарчук Г.П. - ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук,
0onMHa Л.Н. - научный сотрудник,
Ятлутва Н.Г. - зав. лабораторией,
Институт горного дела ДВО РАН.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 2Б симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. A.A. Aбpaмoв.
ИНФОРМАЦИЯ
В Горном информационно-аналитическом бюллетене № 8, 2007 г. на с. 72 по вине редакции произошла техническая ошибка в разделе «Коротко об авторах». Автор статьи «Обоснование применения в подготовительных выработках угольных шахт крепей усиления с высокой несушей способностью» - Беликов Алексей Викторович.
