CC BY
198
А.С. Кобзев
О ПРОВЕДЕННЫХ ИСПЫТАНИЯХ КРУПНОКУСКОВОЙ СЕПАРАЦИИ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ СУХОЙ ЛОГ НА СОВРЕМЕННЫХ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ СЕПАРАТОРАХ
Проведены исследования радиометрической обогатимости данных руд, изучена связь золота с железом, мышьяком для рентгенорадиометрического метода и пиритом для фотометрического метода.
Ключевые слова: пирит, радиометрическое обогащение, сепараторы.
~П современной горнодобывающей промышленности отме-
-Я-М чается тенденция ухудшения качественных характеристик запасов, что связано в первую очередь с истощением запасов богатых месторождений и вовлечением в эксплуатацию месторождений представленных бедными, убогими и труднообогатимыми рудами на фоне использования на стадии добычи высокопроизводительного оборудования и валовых систем разработок, которые не позволяют применять селективную отработку, что приводит к значительному разубоживанию руды. Дальнейшая переработка подобных руд методами «глубокого» обогащения становится экономически нецелесообразной, в силу того, что на процессы дробления и измельчения горной массы приходится до 70% энергии затрачиваемой на обогащение [1], что в результате приводит к измельчению пустой породы.
В связи с этим перед горными предприятиями встает вопрос о пересмотре технологии рудоподготовки и возложения на неё функции предварительной крупнокусковой концентрации. К стадии предварительной концентрации предъявляется ряд требований: большая производительность, малая энергоемкость, возможность переработки материала широкого диапазона крупности, экологическая безопасность, небольшие потери полезного компонента.
Наиболее перспективным путем решения задачи является применение радиометрических методов обогащения минерального сырья, которые позволяют решить следующие технологические задачи:
- предварительная концентрация горной массы;
- выделение крупнокусковых хвостов;
- получение товарного крупнокускового концентрата;
- разделение горной массы на технологические типы и сорта, переработка которых целесообразна по различным схемам обогащения.
В настоящее время известно более 20 методов радиометрического обогащения. В России наибольшее распространение получили рентгенорадиометрический и рентгенолюминесцентный методы сепарации при переработке руд черных, цветных металлов, алмазов, шеелитовых и флюоритовых руд. За рубежом наибольшее распространение получил фотометрический метод, который применяется при переработке широкого спектра сырья в горной промышленности, при переработке бытовых и промышленных отходов[2].
Это обусловлено тем, что современные фотометрические сепараторы в настоящий момент более совершенны в аппаратурном исполнении: имеют высокую разрешающую способность, чувствительность и могут использовать несколько разделительных признаков одновременно. Аппаратурное исполнение сепараторов основывается на современных достижениях цифровой фототехники и модернизации электронных систем сепараторов, которые ориентированны на персональные компьютеры. Критерием распознавания материала служат характеристики на основе цветовой модели RGB, что позволяет различать до 500 тыс. цветов. Синхронизация электронной системы сепаратора с персональным компьютером позволяет производить его быструю настройку, а также дает возможность непрерывного контроля процесса сепарации с определением качественно-коли-чественных показателей продуктов сепарации в режиме реального времени.
В силу того сепараторы подобного типа являются принципиально новыми, в литературе на данный момент никак не обособлены от монохроматических и двухцветных (бихроматичных) фотометрических сепараторов, нами предлагается выделить их в отдельный вид и обозначить как полихромные фотометрические сепараторы.
Производителями подобных сепараторов являются компании AIS Sommer - сепараторы OptoSort и Mogensen - сепараторы Mik-roSort.
В качестве иллюстрации приведем пример опытнопромышленных испытаний, проведенных в 2003г. на месторождении платиноидов Waterval компании Anglo Platinum (Рустенбург,
ЮАР) с использованием сепараторов MikroSort. На сепарацию поступала руда крупностью -200+50мм. В результате сепарации был получен концентрат с содержанием платины 2,5-4 г/т при извлечении более 96%. Содержание платины в хвостах составило 0,3 г/т при выходе 40%. Производительность сепаратора в пределах 200150т/ч [3].
В 2006-2007г. институтами ЦНИГРИ, ВИМС и компанией Aliud GmbH были проведены укрупнено-лабораторные испытания фотометрической сепарации золотосодержащей руды месторождения Сухой Лог на сепараторах OptoSort.
При оценке обогатимости золотосодержащих руд радиометрическими методами, в силу того, что сепарация может осуществляться лишь по косвенным разделительным признакам, необходимо учитывать следующие факторы: устойчивость связи косвенного признака с содержанием золота, низкое содержание золота в руде, гетерогенное распределение рудных минералов, изменение проявления косвенных признаков разделения на различных классах крупности, изменение соответствия признака разделения содержанию золота на различных флангах месторождения и т.д.
Учитывая также новые возможности аппаратуры, был сделан вывод, о необходимости разработки в рамках существующей теории изучения радиометрической обогатимости [4] нового методического подхода к определению обогатимости золотосодержащих руд полихромным фотометрическим методом сепарации.
В ходе проведения работ была предложена и опробована методика, которая включает в себя следующие этапы:
- предварительная рудоразборка материала проб на основе первичных минералогических данных;
- отбор выборки представительной для технологической пробы;
- визуальная группировка выборки по минералогическим типам с определением их выходов;
- анализ содержания золота и минералов индикаторов в кусках выборки неразрушающим ядерно-физическим (нейтронноактивационным) методом;
- определение контрастности руды с оценкой предельно возможных показателей разделения;
- фотографирование кусков выборки оптической системой сепаратора с нахождением оптимального режима съемки;
- определение цветовых характеристик основных минералов либо литологических разновидностей и выбор признаков разделения с переводом в числовые значения;
- оценка обогатимости с разделением на фракции по выбранным признакам разделения и граничным содержаниям;
- определение оптимального признака разделения на основании показателя эффективности сепарации;
- отбор малых выборок типичного кускового материала для настройки сепаратора по различным классам крупности для заданных граничных содержаний;
- проведение опытной сепарации.
При предварительной рудоразборке были выделены основные типы руды по интенсивности кварц-пиритовой минерализации, которые согласно первичным данным, а также ранее опубликованным работам [5, 6] соответствовали концентрату, промпродукту и хвостам. После этапа рудоразборки на основании соотношения масс типов руды была отобрана выборка из 200 кусков, которые были переданы на анализ содержания золота, серы, железа и мышьяка нейтронно-активационным методом. Затем была исследована обога-тимость данных кусков различными методами.
При исследовании радиометрической обогатимости данных руд была изучена связь золота с железом, мышьяком для рентгенорадиометрического метода и пиритом для фотометрического метода. Было установлено что, несмотря на наличие четкой линейной зависимости между содержанием золота и мышьяка, низкие содержания последнего не позволяют его использовать в качестве признака разделения (рис. 1). Большая доля железа относится к железосодержащим карбонатам вмещающих пород, из чего был сделан вывод о нецелесообразности использования железа в качестве признака разделения (рис. 2).
При исследовании содержаний серы, как элемента входящего в состав пирита, и золота была установлена связь между ними, что также отмечено другими исследователями [5, 6]. При этом наблюдается следующая картина: золото присутствует в кусках где есть пирит, однако, наличие пирита не обязательно
1 5
*
№
*
2 я - * *
Е □ ■ •
*
|0 ,9 с . • ♦ ♦
о о ■ * ч ♦ ♦
► * * *
** % « » +
^ ■ ш *> 4
о*'
0 Ре« .ЗЗг * 1ВИС] СУЮС Сс ТЬ С( дер» »дери 8 санне Аи, ВК1НИЯ П11 1 г/т рктп 0 1 и зс 1 1 »лот? 2 1 1 3 1 4 1
указывает на наличие золота (рис. 3). Такая зависимость в практике радиометрического обогащения получила название «пороговой корреляции»^, 8]. На данном месторождении это объясняется тем, что пирит имеет 4 генерации, поздние из которых - слабозолотоносны. Отсутствие четкой линейной корреляции между содержанием пирита и золота не является препятствием для проведения сепарации, что было подтверждено при проведении укрупнено-лабораторных испытаний.
При проведении испытаний, с использованием в качестве признака разделения площади пирита на поверхности куска, на классах крупности -100+75; -75+50; -50+25; -25+10; -10+5 мм рядовых и убогих руд с исходным содержанием 3,31 г/т Au и 0,64 г/т Au соответственно, были выделены следующие продукты:
- хвосты с содержанием 0,43 г/т Au для рядовых и 0,15 г/т Au для убогих руд (при их выходе 46,6 и 66,04% соответственно)
- концентраты в сумме с отсевом (-5 мм), содержащие 5,82 г/т Au и 1,59 г/т Au (при извлечении 94,01% и 84,3% соответственно).
Таким образом, применение предварительной концентрации на основе полихромной фотометрической сепарации, на данном место-
рождении, позволит вовлечь в переработку убогие руды с исходным содержанием золота ниже 1 г/т, что значительно увеличит запасы месторождения; повысить рентабельность переработки рядовых руд, за счет повышения качества горной массы; сократить объем горной массы, направляемой на глубокое обогащение.
---------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В.А. Перспективы устойчивого развития горнодобывающей индустрии России// Горный журнал - 2007 - №2 - С.2-9.
2. Применение фотометрической сепарации при переработке промышленных и твердых бытовых отходов Кобзев А.С., Брылов Д.С., Пичугин А.Н., Тихвинский А.В.//Сб. труд. IV Международной научно-практической конференции "Экологические проблемы индустриальных мегаполисов" - М.: МГУИЭ, 2007 - С.56-59.
3. Opto-electronic sorting// Official newsletter of the IMS Group of Companies - 2003 - №6 - pp.4-5.
4. Мокроусов В.А., Лилеев В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. - М:, Недра, 1972, - 192 с.
5. Вуд Б.Л., Попов Н.П. Гигантское месторождение золота Сухой Лог (Сибирь)// Геология и геофизика - 2006 - т. 47 - С.315-341.
6. Буряк В.А., Хмелевская Н.М. Сухой Лог - одно из крупнейших золоторудных месторождений мира (генезис, закономерности размещения орудинения, критерии прогнозирования). - Владивосток, «Дальнаука», 1997, -156 с.
7. Леонов С.Б., Развозжаев Ю.И., Федоров Ю.О. Перспективы рентгенорадиометрического обогащения полезных ископаемых// Цветные металлы -1981 - №7. - С. 92-94.
8. Ревнивцев В.И., Леман Е.П., Курилков Б.Р., Рыбакова Т.Г. Методические особенности рентгенорадиометрического обогащения комплексных руд./Юбогагцение руд - 1983 - №6-С. 5-9.
Kobzev A.S.
THE EXPERIMENTAL LUMP SEPARATION OF ORES FROM SUHOY LOG DEPOSIT ON MODERN PHOTOMETRICAL SEPARATORS
The description of studies on radiometric separation characteristics of ores is given. The interrelation of gold, iron and arsenic is studied for photometrical method.
Key words: pyrite, radiometric processing, separators.
— Коротко об авторе -------------------------------------------
Кобзев А.С. - аспирант, младший научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им. Н.М. Федоровского, actvims@aha.ru
