Оценка технологической изученности комплексных полиметаллических руд Ново-Широкинского месторождения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.7

Мязин Виктор Петрович Victor Myazin

Литвинцев Сергей Андреевич Sergey Litvintsev

Чернышева Валерия Игоревна Valeriya Chernysheva

ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД НОВО-ШИРОКИНСКОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

EVALUATION OF THE PREVIOUS METALLURGICAL STUDY OF THE COMPLEX POLYMETALLIC ORES OF THE NOVOSHIROKINSKY DEPOSIT

Приведена оценка технологической изученности руд Ново-Широкинского месторождения, выполненная в различных научно-исследовательских центрах и институтах Российской Федерации.

По данным минералогического анализа, руды Ново-Широкинского месторождения, характеризующиеся сложным полиминеральным составом, являются комплексными. Для руды характерна тонкая вкрапленность ценных компонентов. Основными ценными компонентами являются золото, серебро, свинец, цинк и медь. Главными компонентами пустой породы являются минералы, содержащие кремний, алюминий и железо.

Технологические исследования руды выполнены по различным технологическим схемам с использованием цианидной и безцианидной технологии обогащения. Сравнительный анализ результатов технологических исследований показал, что наиболее высокие технологические показатели получены по комбинированной схеме обогащения, включающей предварительное гравитационное обогащение руды для извлечения свинца и золота и селективное флотационное обогащение для выделения медного, свинцового, цинкового и пиритного концентратов

The article characterizes the previous metallurgical study of the Novoshirokinsky ores conducted by different scientific and research centres and institutes of the Russian Federation.

According to the mineralogical analysis the Novoshirokinsky ores are characterized as complex and polymetallic. The ore contains fine impregnation of valuable components. The primary elements of interest are gold, silver, lead, zinc and copper. The primary components of the barren rock are minerals containing silicon, aluminium and iron.

The metallurgical tests were conducted using various flowsheets. Cyanide and cyanide-free processing methods were used. The reconciliation analysis of the metallurgical results indicated that the highest recovery was obtained by the combined flowsheet. The flowsheet included preliminary gravity processing to recover lead and gold followed by selective flotation to produce copper, lead, zinc and pyrite concentrates

Ключевые слова: месторождение, руда, сви- Key words: deposit, ore, lead, zinc, gold, valuable нец, цинк, золото, ценные компоненты, комби- components, combined processing flowsheet нированная схема обогащения

Руды Ново-Широкинского месторождения представляют комплексное сырье сложного минерального состава, к основным ценным компонентам которого относятся золото, серебро, свинец, цинк и медь. Для руды характерна тонкая вкрапленность ценных компонентов.

По данным минералогического анализа, выполненного в НИиПИ «ТОМС», основными рудными компонентами в рудах являются сульфиды: пирит (10 %), галенит (7 %), сфалерит (2 %). Результаты минералогического анализа руды приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Результаты минералогического анализа руды Ново-Широкинского

месторождения

Минералы Класс крупности (мм) и суммарная доля минералов в данном классе крупности (%)

-2+1 38,8 % -1+0,5 17,2 % -0,5+0,25 12,8 % -0,25+0,1 14 % -0,1+0,075 1,4 % -0,075+0,05 4,5 % -0,05 11,3 % сумма

Мех. примеси - - зн 0,02 зн 0,05 - 0,7

Магнетит - - - зн рзн зн - зн

Лимонит - - зн зн рзн - - зн

Пирит 3,5 1,35 2,8 2,2 0,35 0,9 1,2 12,3

Сфалерит 0,7 1,05 0,86 1,2 0,15 0,3 0,3 4,56

Галенит 1,1 0,2 1,0 2,2 0,2 1,2 1,5 7,4

Амфибол + пирокс. гр-па рзн зн рзн зн зн зн - зн

Эпидот - - рзн - - - - рзн

Гранат - - рзн - - - - рзн

Рутил - - - рзн - - - рзн

Карбонаты 10,6 10 6,54 5,78 0,4 1,45 6,1 40,87

Кварц 3,3 0,1 1,0 2,0 0,2 0,5 2,0 9,1

Кварц-полево-шпат. породы с карбонатом 19,6 4,5 0,6 0,6 0,1 - - 25,4

Полевые шпаты - - - - - 0,1 0,2 0,3

Ильменит - - рзн рзн рзн - - Рзн

Всего: - - - - - - - 100

Результаты минералогического анализа показали, что основную часть руды составляют породообразующие минералы, массовая доля которых составляет 75,67 %. При этом преобладающими минералами являются силикаты и карбонаты.

Рудные минералы — пирит, галенит и сфалерит встречаются во всех классах

крупности (рис. 1). Пирит практически всегда находится в свободном состоянии и лишь в классе крупности -2+1 мм иногда встречается в сростках с породообразующими минералами (25.. .30 % в зерне) и в виде вкрапленности в них. Галенит и сфалерит в основном присутствуют в свободном состоянии, редко — в сростках с породой.

Рис. 1. Разновидность основных рудных минералов:

A) 1 - пирит; 2 - халькопирит; 3 - галенит; Б) 1 - халькопирит; 2 - пирит;

B) 1 - галенит; 2 - сфалерит; 3 - халькопирит; Г) 1 - блеклая руда; 2 - галенит

Таблица 2 Таблица 3

Результаты количественного Результаты химического анализа руды, %

рентгеноспектрального анализа руды, %

Минералы Содержание

Кварц 43

Калиевые полевые шпаты 5

Доломит 14

Гидрослюда 15

Пирит 10

Галенит 7

Сидерит 4

Сфалерит 2

Всего: 100

По данным рентгеноспектрального анализа, главными компонентами пустой породы являются кварц и прочие силикаты, калиевые полевые шпаты, доломит и гидрослюда. Их суммарное содержание в руде составляет 77 % [1].

Результаты химического анализа руды приведены в табл. 3.

Элемент Содержание

SiO2 46,0

А1203 7,3

РЬ 6,17

Zn 1,89

Си 0,42

Fe общ 8,32

МпО 0,75

Р205 0,27

то2 0,6

СаО 4,06

МдО 8,0

S сульфитн 0,16

Na2O 0,14

К20 2,17

S общ 7,67

As 0,1

Влага 0,25

Основными ценными компонентами руды являются золото, серебро, свинец, цинк и медь. Содержание прочих элементов исчисляется десятыми и сотыми долями процентов. Содержание мышьяка составляет 0,1 %. Главными компонентами пу-

Анализ гранулометрического состава показывает, что содержание золота по классам крупности устойчиво кореллирует с содержанием свинца, железа и серы. Данная закономерность может свидетельствовать о тесной связи золота с галенитом и пиритом вследствие тонкого взаимного прорастания. Медь преимущественно концентрируется в классах менее 0,2 мм, и содержание ее нарастает с уменьшением крупности руды. По данным химического анализа, ее содержание в исходной руде составляет 0,42 %.

По результатам изучения вещественного состава руды месторождения Ново-Ши-рокинское можно охарактеризовать как относительно сложные для обогащения, с хорошей раскрываемостью сульфидов вследствие их простой морфологии и крупных размеров, но плохой раскрываемостью золота в связи с тонкой вкрапленностью в

руде.

Технологические исследования руд Но-во-Широкинского месторождения выпол-

стой породы являются минералы, содержащие кремний, алюминий и железо [2].

Гранулометрический состав руды крупностью -2 мм с распределением ценных компонентов по классам крупности приведен в табл. 4.

нялись в ряде научно-исследовательских институтов: ОАО «Иргиредмет» (1960, 1961, 2003), Московском институте цветных металлов и золота (1960), Уралме-ханобре (1962), ВНИИцветмете (1969), ВНИИХТе (2003), ООО «Эконат-М» (2004), ООО «НПП ЗабНИИ» (2006), НИиПИ «ТОМС» (2006-2007), ЗАО «НПО РИВС» (2013-2014). Обобщенные результаты данных исследований представлены в табл. 5 [1].

По результатам исследований, выполненных в институте ВНИИцветмет, для переработки руд Ново-Широкинского месторождения рекомендована гравитационно-флотационная схема обогащения руды, включающая следующие основные операции:

— двухстадиальное дробление;

— двухстадиальное измельчение в шаровых мельницах до 75 % класса —0,074 мм с классификацией измельченной руды в классификаторах и гидроциклонах;

Таблица 4

Распределение ценных компонентов по классам крупности

Класс крупности, мм Выход, % Содержание, г/т, % Распределение, %

Ли А8 РЬ Ъъ Си Ли Аё РЬ гп Си

-2+1 32,81 6,2 100 3,14 1,13 0,28 29,20 20,67 16,37 21,02 21,46

-1+0,5 25,08 6,0 122 4,50 1,64 0,35 21,60 19,28 17,93 23,31 20,50

-0,5+0,2 15,88 9,3 158 8,26 2,47 0,46 21,20 15,81 20,84 22,24 17,06

-0,2+0,1 7,73 9,0 234 10,46 2,55 0,60 9,99 11,4 12,85 11,18 10,84

-0,1+0,071 3,24 10,0 271 12,45 2,18 0,64 4,65 5,53 6,41 4,00 4,84

-0,071+0 15,26 6,1 284 10,57 2,11 0,71 13,36 27,3 25,61 18,25 25,30

Исходная руда 100,00 6,97 158,7 6,30 1,76 0,43 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

— доизмельчение промпродуктов (концентрат контрольной свинцовой и хвосты I свинцовой перечистки) свинцового цикла до 88...90 % класса - 0,074 мм;

— улавливание свободного золота отсадкой на разгрузках мельниц I и II стадии измельчения с доводкой подрешетного продукта на концентрационном столе до гравитационного концентрата;

— доизмельчение хвостов концентрационного стола до 80.82 % класса —0,074 мм;

— основные и контрольные операции свинцового, цинково-пиритного и цинкового циклов флотации с перечисткой соответствующих концентратов;

— сгущение и фильтрация готовых концентратов.

На основании результатов лабораторных исследований научно-исследовательским институтом ОАО «Иргиредмет» предложено три варианта схемы.

Вариант I — коллективная флотация исходной руды с последующим цианированием коллективного концентрата. Селекция кеков цианирования на свинцовый, цинковый концентраты и пиритный продукт.

По схеме в коллективный концентрат извлекается, %: 97,1 золота; 96,8 свинца; 86,3 цинка. При цианировании концентрата в раствор переходит 60.61 % золота, 12.14 % серебра. Сквозное извлечение составляет 56,4.57,3 % золота; 10,4 % серебра [2].

Селективная флотация кеков цианирования проходит неудовлетворительно. Получить кондиционные свинцовый и цинковый концентраты, пиритный промпродукт не представлялось возможном.

Вариант II — схема цианирования исходной руды с последующей селекцией ке-ков цианирования.

Вариант III — гравитационно-флотационная схема обогащения руды, селективная флотация хвостов гравитации, цианирование гравио- и флотоконцентратов.

В ООО «Эконат-М» разработана и испытана бесцианидная технология обогащения руды.

В результате проведенных исследований в ФГУП «ВНИИХТ» для обогащения полиметаллической руды «Ново-Широкин-ского» месторождения разработана комбинированная бесцианидная технология, включающая:

— на стадии рудоподготовки, гравитацию и флотацию с получением кондиционного по содержанию свинца гравитационного концентрата с концентрированием в нем благородных металлов при возможном использовании на основной гравитации отсадки, винтовых сепараторов, шлюзов и другого гравитационного оборудования;

— флотацию. На стадии флотационного обогащения для исследуемой пробы руды разработаны новый реагентный режим и схема флотации сульфидов и благородных металлов при крупности питания флотации не более 0,2 мм и содержании класса —0,074 мм в пределах 80 % и полном исключении цианида.

При выполнении научно-исследовательской работы в ООО «НПП ЗабНИИ» изучена возможность получения кондиционных концентратов по гравитационно-флотационной схеме в бесцианидном режиме флотации, разработанной отделением «Химтехномет» ФГУП «ВНИИХТ».

В ООО «РАДОС» исследована возможность предварительного обогащения руды с использованием радиометрической сепарации [5].

В результате исследований установлено, что сепарация протекает эффективно, закономерно повышается качество продуктов по золоту и сульфидам с увеличением порога сепарации. Однако содержание ценных компонентов в хвостах не является отвальным.

Целью исследований, выполненных в ЗАО «НПО РИВС» в 2013 г., являлась разработка рациональной технологии обогащения с получением золотосодержащего гравитационного, медного, свинцового, цинкового и пиритного концентратов. По результатам исследований составлен регламент на реконструкцию действующей обогатительной фабрики.

Таблица 5

Результаты исследований проб руды Ново-Широкинского месторождения

Наименование института Выход продукта, % Содержание элементов, г/т, % Извлечение,%

Аи Ад РЬ Ъл Си Аи Ад РЬ Ъп Си

ВНИИцветмет 1969 г. Гравитационно-флотационная цианидная технология

Гравитационный концентрат 1,89 56,51 953,96 55,67 0,68 4,8 30,0 17,04 24,58 0,85 40,38

Свинцовый концентрат 4,6 37,14 2200 60,65 4,76 2,2 48,0 68,96 65,19 14,51 45,06

Цинковый концентрат 2,23 1,4 114 2,19 50,82 0,49 0,88 2,4 1,14 75,05 4,85

Пиритный концентрат 3,53 11,36 39,4 0,18 0,38 0,12 11,26 1,31 0,15 0,87 1,87

Исходная руда 100 3,56 105,8 4,28 1,51 0,22 100 100 100 100 100

ОАО «Иргиредмет» 2003 г. Гравитационно-флотационная цианидная технология

Объединенный РЬ концентрат 6,8 59,2 1500 58,2 4,47 2,91 75,68 87,33 89,7 21 80,7

Цинковый концентрат 1,7 4,1 227 0,49 56,1 0,82 1,38 3,4 0,2 70,1 5,86

Пиритный концентрат 3,8 11,2 73,5 3,53 1,9 1,9 8,5 2,9 3,2 5,3

Исходная руда 100 5-5,4 110-117 3,1-4,6 1,2-1,84 0,2 100 100 100 100 100

ВНИИХГ 2003 г. Гравитационно-с шотационная бесцианидная технология

Объединенный РЬ концентрат 5,73 58,53 1429 58,16 1,55 2,98 86,0 91,0 91,3 8,06 95,0

Пиритный концентрат 6,2 4,4 26,1 2,18 1,55 0,05 7,0 1,8 3,7 8,76 1,7

Цинковый концентрат 1,71 3,9 73,0 1,43 50,48 0,11 1,7 1,4 0,7 78,47 1,0

Исходная руда 100 4,1 90 3,65 1,1 0,18 100 100 100 100 100

ООО «Эконат-М» 2004 г. Гравитационно-флотационная бесцианидная технология

Объединенный РЬ концентрат 5,5 57,8 1443,0 60,34 1,41 2,19 77,6 86,3 87,3 6,5 57,5

Цинковый концентрат 1,8 3,5 31,4 1,10 52,20 0,38 1,5 0,6 0,5 78,3 3,3

Пиритный концентрат 6,4 8,0 80,0 3,30 1,50 1,19 12,5 5,6 5,6 8,0 36,3

Исходная руда 100 4,1 92 3,8 1,2 0,21 100 100 100 100 100

Окончание табл. 5

Наименование института Выход продукта, % Содержание элементов, г/т, % Извлечение, %

Аи Ад РЬ 7х\ Си Аи Ад РЬ Ъп Си

ООО «НПП ЗабНИИ», 2006 г. Гравитационно-флотационная бесцианидная технология

Гравитационный концентрат 1,8 86,29 843,35 71,44 0,15 0,2 25,04 9,88 23,84 0,21 1,13

Флотационный РЬ концентрат 6,81 52,8 1756,45 53,95 2 3,6 57,99 77,88 68,15 10,47 76,95

Цинковый концентрат 1,91 4,46 59,2 1,32 52,3 0,47 1,37 0,74 0,47 76,75 2,82

Пиритный концентрат 10 7,05 137,95 2,32 1 0,45 11,36 8,97 4,3 7,68 14,11

Исходная руда 100 6,8-8 150,8 5,19 1,35 0,32 100 100 100 100 100

НИиПИ «ТОМС» 2006-2007 гг. Гравитационно-флотационная технология с цианидным разделением свинцово-пиритного продукта

Гравитационный Аи концентрат 1,76 92,26 55,33 18,26 1,65 1,09 25,57 0,65 5,21 1,54 4,58

Объединенный свинцовый концентрат 8,51 43,34 1535,63 62,76 2,15 3,42 58,08 87,22 86,56 9,69 69,25

Цинковый концентрат 2,61 8,32 131,46 4,99 55,03 1,16 3,42 2,29 2,11 76,00 7,23

Исходная руда 100 6,35 149,83 6,17 1,89 0,42 100 100 100 100 100

ЗАО «НПО РИВС» 2013 г. Гравитационно-флотационная бесцианидная технология

Гравитационный концентрат 0,25 131 1329 57,4 0,88 0,25 9,38 5,41 5,93 0,26 0,32

Си концентрат 0,54 152 3850 6,5 2,4 26,0 23,52 33,82 1,45 1,51 73,89

РЬ концентрат 3,68 38 822 56,12 2,1 0,42 40,07 48,21 85,34 8,99 8,16

¿п концентрат 1,27 5,66 120 1,2 52 0,4 2,06 2,48 0,63 76,79 2,68

Пиритный концентрат 1,02 53 48 0,4 0,38 0,15 15,49 0,80 0,17 0,45 0,79

Исходная руда 100 3,49 61,47 2,42 0,86 0,19 100 100 100 100 100

Для сравнительной оценки результатов технологических исследований, выполненных различными институтами, определена эффективность обогащения

руды Ново-Широкинского месторождения.

Результаты расчета представлены графически на рис. 2.

Рис. 2. Эффективность обогащения полиметаллических руд Ново-Широкинского месторождения: 1 - ВНИИцветмет; 2 - Иргиредмет; 3 - ВНИИХТ; 4 - ООО «Эконат-М»; 5 - ООО «НПП ЗабНИИ»; 6 - НИиПИ «ТОМС»; 7 - ЗАО «НПО РИФС»

Анализ полученных данных показывает, что по всем исследуемым технологиям получены близкие технологические показатели.

В целом, анализ результатов научно-исследовательских работ по оценке технологической изученности руд Ново-Ши-рокинского месторождения позволяет сделать вывод, что наиболее высокие тех-

нологические показатели по извлечению ценных компонентов достигнуты по комбинированной схеме обогащения, включающей предварительное гравитационное обогащение для извлечения свинца и золота и селективное флотационное обогащение для выделения медного, свинцового, цинкового и пиритного концентратов.

Литература_

1. Литвинцев С.А., Чернышева В.И. Анализ технологической изученности руд Ново-Широкинского месторождения: матер. конф. «Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов». Чита: ЗабГУ, 2014.

2. Технологический регламент. Иркутск: НИиПИ «ТОМС», 2007.

3. Шумская Е.Н., Сизых А.С. Повышение извлечения золота из полиметаллической руды Но-во-Широкинского месторождения // Горный журнал. 2014. № 11. С. 44-48.

4. Трубачев А.И. Полезные ископаемые Забайкальского края. Чита: ЗабГУ, 2007. С. 138.

_References

1. Litvintsev S.A. Chernyshev V.I. Mat-ly konf. «Kulaginskie chteniya: tehnika i tehnologii proizvodst-vennyh protsessov» (Materials of the conference «Ku-lagin readings: technique and technologies of engineering process»). Chita: ZabGU, 2014.

2. Tehnologicheskiy reglament [Technological regulations]. Irkutsk Institute «TOMS», 2007.

3. Shumskaya E.N., Sizykh A.S. Gorny zhurnal (Mining Journal), 2014, no. 11, pp. 44-48.

4. Trubachev A.I. Poleznye iskopaemye Zabai-kalskogo kraya [Minerals of Transbaikal Territory]: Chita: ZabGU, 2007.

5. Григорьев Н.Г., Свирский М.А. Геологические исследования и горно-промышленный комплекс Забайкалья «Возрождение эксплуатации полиметаллических месторождений приаргунья». Новосибирск: Наука, 1999. С. 317-332.

6. Алгеброистова М.К. Технология обогащения руд цветных металлов. Красноярск: ИПКСФУ, 2009.

7. Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых: В 2 т. Т. 1.: Ми-неральносырьевая база полезных ископаемых. М.: «Руда и Металлы», 2007. С. 472.

8. Балакина И.Г., Звонарев В.Н., Воеводин И.В. Предварительное обогащение полиметаллических руд рентгенорадиометрическим методом. Состояние и перспективы // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2003. № 11. С. 34-39.

9. Абрамов А.А., Леонов С.Б. Обогащение руд цветных металлов. М.: Недра, 1991, С. 407.

10. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.: Горная книга, 2008, С. 298.

Коротко об авторах _

Мязин В.П., д-р техн. наук, профессор, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия myazinvpchita@m ail. ru

Научные интересы: обогащение полезных иско-паемыгх

Литвинцев С.А., аспирант, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия [email protected]

Научные интересы: комплексная переработка труднообогатимого минерального и техногенного сырья

Чернышева В.И., аспирант, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия sergeylitvincev84 @yandex. ru

Научные интересы: комплексная переработка труднообогатимого минерального и техногенного сырья

5. Grigoriev N.G., Svirsky M.A. Geologicheskie issledovaniya i gorno-promyshlenny kompleks Zabai-kaliya «Vozrozhdenie ekspluatatsii polimetallicheskih mestorozhdeniy priarguniya» [Geological research and mining-industrial complex of Transbaikalie «Revival exploitation of polymetallic deposits of Argun»]. Novosibirsk: Nauka, 1999. P. 317-332.

6. Algebroistova M.K. Tehnologiya obogash-heniya rud tsvetnyh metallov [The technology of non-ferrous metals]. Krasnoyarsk: IPKSFU, 2009.

7. Bocharov V.A., Ignatkina V.A. Tehnologiya obogashheniya poleznyh iskopaemyh [Mineral processing technology]: 2 v. Vol. 1: Mineral-deposit base. Moscow: «Ore and Metals», 2007. P. 472.

8. Balakina I.G., Zvonarev V.N., Voevodin I.V. Gorny informatsionno-analiticheskiy byulleten (Mining information-analytical bulletin), 2003, no. 11, pp. 34-39.

9. Abramov A.A., Leonov S.B. Obogashhenie rud tsvetnyh metallov [Enrichment of non-ferrous metals ]. Moscow: Nedra, 1991. P. 407.

10. Abramov A.A. Flotatsionnye metody obogashheniya [Flotation methods of enrichment]. Moscow: Mining book, 2008. P. 298.

_Briefly about the authors

V. Myazin, doctor of technical sciences, professor, Transbaikal State University, Chita, Russia

Scientific interests: mineral processing

S. Litvintsev, postgraduate, Transbaikal State University, Chita, Russia

Scientific interests: complex processing of mineral raw materials

V. Chernysheva, postgraduate, Transbaikal State University, Chita, Russia

Scientific interests: complex processing of mineral raw materials