CC BY
122
© Н.Ф. Усманова, В.И. Брагин, 2004
УДК 622.765
Н. Ф. Усманова, В.И. Брагин
ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИЯ
ПРИ ДРАЖНОЙ ОТРАБОТКЕ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА *
Семинар № 12
ш проблема потерь золота при отработке
-#_Ж россыпных месторождений всегда стояла перед золотодобытчиками. В последние десятилетия этот вопрос звучит наиболее остро из-за снижения среднего содержания и средней крупности золота в перерабатываемых песках. Традиционная гравитационная схема переработки россыпей, применяемая старательскими артелями, не всегда дает желаемый результат. Как показывают многочисленные исследования, проводимые на золотосодержащих россыпных месторождениях Сибири, Дальнего Востока, Якутии виды потерь при отработке россыпей носят различный характер и зависит как от горно-технических условий объекта, так и от технологии обогащения.
Способ отработки россыпи зависит от горно-геологических условий месторождения. Так для разработки обводненных россыпных золотосодержащих месторождений применяют драги. В качестве обогатительного оборудования на драгах применяют шлюзы глубокого и мелкого наполнения, отсадочные машины, концентрационные столы, винтовые сепараторы. Эти гравитационные аппараты не позволяет достаточно полно извлекать мелкое «плывучее» золото, золото, находящееся в сростках. Как правило, при проектировании технологических схем обогащения для отработки россыпного месторождения не всегда учитываются размер и форма золотин. Между тем эта составляющая является в большинстве случаев одной из основных причин потерь металла при обогащении на гравитационных аппаратах. Грохота, бутары, дражные бочки, на которых происходит первоначальный перемыв песков по своим техническим характеристикам не способны уловить мелкие и тонкие частицы золота. Далее по технологической схеме первоначальное обогащение осуществляется на
шлюзах. Пульпа, содержащая различные классы крупности обогащаемого материала под напором воды проходит по желобу шлюза, застеленному улавливающим покрытием. Тяжелые частицы оседают на дно, а мелкие частицы золота и особенно пылевидных форм снова уносятся потоком воды в хвосты. Изучение форм и размеров золота, теряемого с хвостами гравитации на некоторых отрабатываемых россыпях Красноярского края, показало, что чаще всего с отвальными породами теряется золото пластинчатой и губчатой формы, классы меньше -0,25 мм, которые не улавливаются шлюзами.
При дражной отработке золотосодержащих песков потери можно разделить на следующие виды: потери в межшаговых и межходовых целиках; потери в целиках при недоработке пласта; потери при обогащении песков. В свою очередь потери при обогащении песков в основном зависят от труднопромывистости песков, низкой эффективности работы обогатительных аппаратов, особенно при отработке россыпей с большим содержанием тонких и мелких классов [1]. Потери в межшаговых и межходовых целиках, в углах забоев при повороте драги обусловлены конструкцией драг. Высокие технологические потери при дражной отработке россыпей с высоким содержанием глины неизбежны из-за отсутствия в настоящее время в золотодобывающей промышленности рентабельных технических средств для однократного обогащения таких россыпей. В дражных бочках при обильном орошении около половины золота, как мелких так и крупных классов, слипается в глинистые комочки и уходит в отвальные продукты. На дражных отвалах глинистых россыпей при однократной промывке теряется большое количество металла, которое в дальнейшем доизвлекается при повторном перемыве. Известны примеры перемыва драж-
*Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 02-05-64372)
ных отвалов до 6-8 раз.
Анализ потерь золота на дражных месторождениях Красноярского края показал, что извлечение тонкого металла является значительным резервом повышения дохода золотодобывающих предприятий. На Рис. 1 показано распределение дражных россыпей Красноярского края по содержанию тонкого золота в исходных песках. Практически все золотины этой крупности теряются при обработке песков на дражных шлюзах. Таким образом, доизвлече-ние тонкого золота, как показывают данные рисунка, позволит значительно увеличить выпуск золота (в 1,3 - 1,8 раза).
В последнее время в литературе все чаще стали появляться сведения о применении флотации для извлечения мелких и тонких классов золота из песков россыпных месторождений [2, 3], для доводки шлихового концентрата [4], использования флотационного процесса для обогащения техногенных объектов, образовавшихся в результате отработки месторождений [5]. Первые опыты по флотации россыпного золота были проведены еще в 30-40-х годах прошлого века, но не нашли широкого внедрения из-за дороговизны и сложности технологического оборудования, по сравнению с амальгамацией. В настоящее время, в связи с жесткими экологическими требованиями по применению ртути и увеличением доли россыпных месторождений с высоким содержанием мелких классов золота, для которых гравитационная схема отработки месторождения не всегда приемлема, возрос интерес к применению флотации как дополнительного способа извлечения металла из подобных объектов.
Практика обогащения золотосодержащих руд показывает, что при сбалансированном реагентном режиме флотация позволяет извле-
кать не только золото мелких классов, но и золото, находящееся в сростках. Большинство потерь металла с продуктами обогащения при дражной отработке песков приходится на эфе-ля, где золото находится как в свободном виде, так и в «рубашке». Для сокращения потерь золота на подобных объектах мы предлагаем комбинированную гравитационно-
флотационную схему обогащения. В этом случае основная масса песков перерабатывается по гравитационной ветке, а хвосты гравитации обогащаются флотацией. Однако применение флотационной технологии в традиционной форме невозможно в условиях дражной отработки. Установка флотомашин на драге требует значительного увеличения грузоподъемности понтона, установки дополнительного оборудования для транспортирования пульпы и пр. Кроме того, высокое разжижение пульпы на выходе из дражной бочки не позволяет получить при флотации достаточно плотную пену, необходимую для удержания золотин. По предлагаемой технологической схеме процесс флотации осуществляется непосредственно в дражном котловане. Для этого на хвостовой колоде устанавливается зумпф, куда собирается пульпа. Из зумпфа гидроэлеватором пульпа направляется во флотационную установку, которая находится в котловане работы драги. Установка включает в себя блок аэратора комбинированного типа, который обеспечивает высокую степень аэрации пульпы (до 40 %), при низком потреблении компресионного воздуха. Блок аэратора погружается вглубь водоема на расстояние от 0,5 до 1,0 м от поверхности пульпы. Реагенты для флотации подаются в гидроэлеватор. Пульпа, подаваемая сверху в блок аэратора, проходит через перфорированную пластину. В колонну дополнительно поступает воздух, засасываемый за счет разряжения из атмосферы, который распределяется через тонкие перфорированные трубки, диаметрально расположенные внутри колонны ниже перфорированной пластины. Эжектированный из атмосферы воздух, проходя через перфорированные трубки, диспергируется, что позволяет получить мелкие пузырьки воздуха, необходи-
Рис. 1. Содержание тонкого золота в песках дражных россыпей Красноярского края
Распределение дражных россыпей по доле тонкого золота (% от общего содержания в песках)
Доля тонкого золота (-0,15 мм), %
мые для флотации тонких частиц. В целом конструкция блока аэратора подобна устройству аэраторов колонных флотомашин [6]. В отличие от известных конструкций флотационных колонн флотация в предложенном устройстве происходит в свободном объеме, не ограниченном стенками камеры, а удаление хвостов происходит самопроизвольно, с одновременным складированием на дно дражного котлована. Пена, образующаяся на поверхности пульпы, собирается в пенный желоб, из которого затем погружным насосом перекачивается в чан для сбора концентрата. Флотационный концентрат, в зависимости от содержания золота, можно подвергать перечистке с последующей доводкой до шлихового золота непосредственно на месте или отправлять на металлургический комбинат для дальнейшей переработки.
Предлагаемая конструкция флотационной установки позволяет обеспечить необходимую производительность без усиления дражного понтона, отличается низкой капиталоемкостью и себестоимостью. При высокой степени аэрации, характерной для выбранного типа аэратора, флотационная пена обладает плотностью, требуемой для извлечения золотин крупностью до 0,2 мм.
При проведении геотехнологического флотационного процесса непосредственно в дражном котловане необходимо учесть, что скорость флотации должна быть выше скорости флотации в стационарной машине, так как в свободных условиях дражного котлована минеральные частицы различной крупности рассеиваются по всему объему. Для увеличения кинетической составляющей геофлотационно-го процесса были поставлены опыты на различных реагентных режимах. Комбинировались составы реагентов собирателей, которые способны повысить кинетику флотационного процесса и улучшить качество получаемого концентрата. В качестве основного реагента собирателя использовали ксантогенат, дополнительными - жирнокислотные реагенты собиратели, гидроксаматы, амидокислоты. В качестве пенообразователя применяли сосновое масло. Исследования проводились в специально сконструированной колонной флотационной машине. Флотация в колонне в отличие от флотации в механической машине позволяет получить большую степень концентрации золота, а в некоторых случаях в колонной машине получают концентрат с большим извлечением одного и того же качества, что и в механи-
ческой флотомашине, за счет снижения его содержания в хвостах [7]. В нашем случае флотация в колонне позволяет в дальнейшем смоделировать поведение минеральной частицы в свободном объеме дражного котлована.
Для флотации использовали технологическую пробу илов с действующего золотодобывающего предприятия, отрабатывающего россыпной материал коры выветривания. Обогащение песков проводят по гравитационной схеме. Состав пробы характеризовался большим содержанием класса -0,044 мм с содержанием золота 1,85 г/т. Основная часть металла сосредоточена в шламе. Также в значительном количестве золото присутствует в классах 0,2, 0,5 мм.
В ходе исследований наилучшие показатели в основной флотации были достигнуты с применением реагентов ИМ-50, СЖК, мазут. Содержание в концентрате составило соответственно 162, 76, 37 г/т при извлечении 93, 98, 86 % соответственно. Кроме того применение этих реагентов помимо повышения качества концентрата, позволило улучшить кинетику флотационного процесса. При перечистке концентрата основной флотации, где в качестве основного реагентного режима были использованы ксантогенат, мазут, сосновое масло, получен концентрат с содержанием металла 1104 г/т. Содержание в хвостах составило 0,10,15 г/т. Анализ хвостов основной флотации показал, что при выбранном реагентном режиме свободное золото из класса менее 0,1 мм извлекается практически полностью. Применение этого реагентного режима обусловлено относительной дешевизной и доступностью реагентов в условиях действующего месторождения.
По результатам флотационных опытов, обеспечивающих извлечение в концентрат не менее 30 % были построены кривые обогати-мости в основной флотации (рис. 2).
Полученные данные показывают, что изменчивость технологических показателей в основной флотации связана, в основном, с нестабильностью выхода пены, что сказывается на показателях извлечения. В тоже время качество концентрата основной флотации более постоянно. Целесообразный выход концентрата в основной флотации, на основании данных рисунка, составляет 2,5-3 %, при этом ожидаемое качество концентрата 45-50 г/т. Установленная средняя зависимость не исключает возможности улучшения технологических показателей при условии строгого соблюдения технологического режима, в то же время она доказывает
Рис. 2. Кривые обогатимости в основной флотации
Выход концентрата основной флотации, %
О Извлечение золота, % о Содержание золота в концентрате, г/т
возможность устойчивого получения ных показателей.
Далее, на указанном выше реагентном режиме и навески руды из данной технологической пробы, были проведены опыты по флотации в специально сконструированной камере объемом 0,5 м3 позволяющей отследить поведение частиц различной крупности и формирование пенного слоя в свободном объеме. Полученный флотационный концентрат по технологическим характеристикам незначительно отличается от концентрата, полученного в колонной машине.
Экономическая оценка
ложенной технологии для вий одной из эксплуатируемых россыпей Енисейского кряжа казала ее высокую техникоэкономическую эффективность. В результате внедрения технологии общий доход увеличивается на 44 % при индексе доходности 280 %. Столь высокие значения индекса доходности обусловлены с одной стороны, низкими затратами на переоборудование драги по предложенной схеме и, с другой стороны, значительным приростом чения тонкого золота, практически полностью теряемого при традиционной технологии.
Таким образом, проведенные исследования показали, что применение комбинированной гравитационно-геофлотационной технологии извлечения золота на драгах позволит сократить потери металла при разработке россыпей и увеличить рентабельность предприятия при минимальных объемах и сроках реконструкции драг.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Макаров В.А. Геолого-технологические основы ревизии техногенного минерального сырья на золото. Красноярск, 2001. - 132с.
2. Черных С.И., Эсаулов Ю.А., Коршунов В.В. Флотация мелкого золота россыпных месторождений Полярнинского ГОКа // Цветные металлы». - 1999.- № 10.-С.-11-13.
3. Валиков В.М., Шестовец В.З., Шабалина М.А. и др. Флотационное извлечение мелкого и «плавучего» золота // Цветные металлы. - 2002. - №7. - С. 15-18.
4. Евдокимов С.И., Канашвили М.Ж. Флотация шлихового золота // Материалы международной научнотехнической конференции «Научные основы и практика
разведки и переработки руд и техногенного сырья». -Екатеринбург, 2003. С.94-96.
5. Кармазин В.В., Рыбакова О.И., Измалков В.А. и др. Новые процессы извлечения мелкого золота из отвальных продуктов // Горный журнал. - 2002. -№2. -С.71-77.
6. Патент США 5465848 МКИ B03D 1/24 Флотационная камера и эжектор // Герхард Вех; Опубл. 14.11.95.
7. Евдокимов С.И., Казимиров М.П., Канашвили М.Ж. Применение колонной флотации для извлечения тонкодисперсного золота из россыпей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №10. -С.240-242.
— Коротко об авторах ---------------------------
Усманова Н.Ф., Брагин В.И. - ИХХТ СО РАН, Красноярск.
© Л.В. Клименко, 2004
УДК 625.144
