Применение колонной флотации для извлечения тонкодисперсного золота из россыпей Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© С. И. Евдокимов, М.П. Казимиров, М.Ж. Канашвили, 2003

УЛК 622.765

СИ. Евдокимов, М.П. Казимиров, М.Ж. Канашвили

ПРИМЕНЕНИЕ КОЛОННОЙ ФЛОТАЦИИ АЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТОН КОЛИСПЕРСНОГО ЗОЛОТА ИЗ РОССЫПЕЙ

На стадии первичного обогащения при использовании гравитационного оборудования мелкое (0,15-0,25 мм ) и тонкое (мельче 0,150 мм) золото, имеющее форму плоских тончайших чешуек, составляет основную массу потерь при переработке золотосодержащих песков россыпей. Имеют место значительные потери золота указанной формы с мелкими классами крупности и при доводке шлихов различного состава и качестаз- Форма, крупность , а также природная гадрофобность мета-лических частиц золота приводит к их пленочной флотации, что и является причиной потерь золотя

Проф. Ясюкевич С.М. и Хан Г.А. еще в 1936 г. показали, что химически чистое золото и его сплавы с серебром и медью (последние обычно входят в состав лигатурного золота) можно избирательно выделить из тройной смеси с кварцем и пиритом методом пенной флотации с использованием этилового ксантогената в качестве собирателя. Одним из первых проф. Fahrenwald в лабораторных условиях при пенной флотации золотосодержащих песков (3,8 г/т) получил концентрат с содержанием золота 470 г/т при извлечении 94,0%. Им же при пенной флотации черных шлихов (1,72 кг/т) получен концентрат с содержанием золота 295,0 кг/т при извлечении 97,3 %. В настоящее время целесообразность использования процесса пенной флотации совместно с традиционными гравитационными методами для извлечения мелкого и плавучего золота при обогащении россыпей в промышленных условиях становится очевидной. Так, проф. Соложенкин П.М. с сотр. [1] на примере обогащения золотосодержащих песков россыпных месторождений Таджикистана показал, что при доводке черных шлихов (0,43 /о Аи) методом пенной флотации возможно выделение шлихового золота (94,1 % Au.) с извлечением 54,03 % и пылевидного (40,6 % ATI) С извлечением 44,3б°-»о(суммарные потери золота с хвостами 1,61 %).

Материалы Международного симпозиума по колонной флотации «Column Flotation'88» свидетельствуют о том, что машины колонной флотации имеют преимущества перед пневмо- и механическими машинами для пенной флотации при извлечении тонких и мелких частиц. В настоящей сравнительные испытания колонной и механической флотационных машин.

В ходе промышленных испытаний на эфельных отвалах гидрошлюзового отсадочно-концентрационного промывочного прибора ПГШ0К-50-2/2'' в Амурской области в шлиходоводочном узле пром-прибора были накоплены труднообогатимые пром-

продукты, которые служили исходным питанием для флотации. Для флотации использована механическая флотомашина с объемом камеры 3,0 л конструкции завода «Геоприбор». Колонную флотацию выполняли в противо-точной колонне конструкции авторов Колонна имела высоту 100 см, диаметр 2,4 см, высоту зоны минерализации 66 см, пенный слой поддерживали высотой 15 см. В качестве генератора пузырьков использовали пневмогидравлический аэратор, через конический выход осевого патрубка которого подается вода с пенообразователем под давлением 500-600 кПа, а воздух самостоятельно эжек-тируется через установленный в боковой стенке камеры смешения и сообщающийся с атмосферой патрубок, конический выход которого расположен перпендикулярно осевому патрубку «сопло в сопло». Расход воды через пневмогидравлический аэратор не превышал 6-7 % от объемного потока пульпы. Воздух поступал в количестве 3-5 л/мин, что обеспечивало газосодержание 2.0-25 %.

Просмотр плиха под бинокуляром показал, что золото в нем представлено мелкой петельчатой и пластинчатой формами. Слабо- и сильномагнитные минералы из шлиха выделили применением двухстадиальной магнитной сепарации, после чего основную массу шлиха составляли кварц и пирит. Применение флотации должно было обеспечить получение концентрата с минеральным составом, отвечающим требованиям эффективного выделения из него чистого шлихового золота методом магнитожидкостной сепарации (МЖ-сепаращии).

В качестве собирателя использовали бутиловый ксантогенат калия (140 г/т), а пенообразование поддерживали применением Т-80 (100 г/т). Регулятор среды не применяли. Ниже приведены результаты флотации шлиха в этих условиях (табл. 1).

Таблица 1

РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИИ ШЛИХА КСАНТОГЕНАТОМ

При флотации в колонне степень концентрации золота несколько выше, чем в механической машине

- 205,8 против 194,3 - Использование колонны поселяет повысить на 3,6 % извлечение золота в концентрат того же качества за счет снижения в 5 раз (с 0,007 до 0,0014 %) его содержания в хвостах.

Из подученного золотосодержащего концентрата при последующей МЖ-сепарации было выделено 95 %-е шлиховое золото.

Продукты Выход,% Содержание Aa,% Извлечение A.U, %

Механическая флотомашина

Концентрат 0,49 27,2 95,2

Хвосты 99,51 0,007 4,B

Исх. шлих 100,0 0,14 100,0

Колонная флотация

Концентрат 0,4B 24,7 9B,B

Хвосты 99,52 0,0014 1,2

Исх. шлих 100,0 0,12 100,0

Для второй серии опытов выбрали значительно более бедные шлихи, выделенные из постели шлюза после удаления класса +10 мм грохочением и классификации подрешетного продукта по зерну размером 0,1 мм. Флотацию слива выполняли в лабораторной флотомашине механического типа с объемом камеры 3,0 л в содовой среде при рН = 8,5 и относительно высоком (33 %) содержании твердого в пульпе. В качестве собирателя использовали аэрофлот 208 (смесь диэтил- и дибутилдитиофосфага натрия при соотношении 1:1); его расход составил 70 г/т. Из пенообразователей, используемых в практике флотации рудного золота, испытали применение соснового масла и крезиловой кислоты: первое (расход 35 г/т) по качеству пены имеет преимущество перед крезиловой кислотой. В табл. 2 приведены результаты флотации этого продукты.

Таблица 2

РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИИ ЗОЛОТА АЭРОФЛОТОМ 208

Продукты Выход, % Содержание Аи, г/т Извлечение Аи, %

Концентрат 0,473 304,27 97,9

Хвосты 99,527 0,031 2,10

Исходный шлих 100,0 1,47 100,0

Как: и в первом случае, получены хорошие результаты по качеству концентрата и извлечению в него золота.

Испытан способ интенсификации флотации золота, основанный на тепловом кондиционировании тазовой фазы - повышении температуры граничных слоев (ГС) пузырьков.

Технология локального нагрева ГС пузырьков состоит в том, что на входе центральной трубы блока импеллера организуется смешивание водяного пара с воздухом в единый поток, из которого в пульпе образуются паро-воздушные (водовоздушные) пузырьки, ГС которых нагреваются за счет тепла, выделяющегося при конденсации капель горячей воды на их поверхности.

В этом случае одновременно протекают два самостоятельных процесса -охлаждение воздуха и конденсация пара на поверхности пузырьков, за счет тепла которой нагревается их ГС. При охлаждении паровоздушной смеси внутри пузырьков, турбулентно движущихся внутри холодной пульпы, происходит молекулярная диффузия пара к границе раздела фаз газ-жидкость, а затем конденсация пара на ней (массоотдача). Одновременно паровоздушная смесь охлаждается за счет молекулярной плопроводности (теплоотдача).

Выравнивание концентрации и температуры в центре пузырьков происходит вследствие

ного перемешивания. Таким зом, в рассматриваемом случае процессы ляются как за счет турбулентной, так и молекулярной диффузии и теплопроводности.

Выражение для расчета наиболее важного пара-

метра смеси воздуха с тором воды - мольной плотности потока массы пара через границу раздела фаз 3 [моль /(м2с)] - получено на основе закона сохранения массы:

у

кТ р

V.

(1)

где М - молекулярная масса, кг/кмоль; к - постоянная Больцмана, Дж/К; Т - абсолютная температура. К; р - плотность пара, кг/м3 Уп - объем пузырька, м3.

Чтобы получить выражение для определения Уп в терминах классической термодинамики, справедливой с точностью до флуктуаций, необходимо осуществить переход от математически бесконечно малых к физически предельно малым. Принимая для этого кТ в качестве минимального приращения энергии и используя АЕ = кТ в соотношении неопределенности энергия-время квантовой физики, получаем минимальный интервал времени для макроскопических процессов

Ат =

2кТ

(2)

где Ь - постоянная Планка, Дж.с.

Максимальный радиус макроячейки гм и объем Ум, охваченный электромагнитным возбуждением в среде, полученные с использованием минимальных величин Ат и АЕ, по физическому смыслу являются минимальными макроскопическими величинами:

с V =4* =П(§)', (3)

= С Ат = ■

2кТ ’ ' м 3

где Со - фундаментальная скорость, м/с.

При этом конденсацию пара воды в пузырьке объемом Уп можно рассматривать как своеобразный макроквантовый процесс, протекающий в макроскопически малом объеме макроячейки Ум. Тогда (1), с учетом (3), можно переписать в виде:

6р

(4)

%(соН)

Сравнение рассеивания результатов опытов, полученных при флотации воздухом и паровоздушной смесью предыдущих песков, показывает, что разброс значений прироста извлечения золота определяется различным способом флотации (табл. 3).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что золото из россыпей можно эффективно извле-

Таблица 3

РАССЕЯНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ФЛОТАЦИОННЫХ ОПЫТОВ

Способ флотации Выборка, N Извлечение, Б, % Дисперсия, Табличное (Р, при f=14 и Р=95%) и расчетное (Рр) значение критерия Фишера

Р [ Р

Паром 15 97,90 153,86 2,15 I 3,74

Воздухом 15 90,50 41,14 2,15 | 3,74

кать методом флотации с использованием сульф-гидрильных собирателей. Применение при флотации в качестве тазовой фазы паро(водо)воздушной смеси позволяет повысить технологические показатели процесса флотационного разделения.

1. Соложенкин П.М, Емельянов А.Ф, Гардер Ю.А., Гущин С.Ф, Зотов Д.А. Усовершенствование технологии обогащения золотосодержащих песков россыпных месторождений Тад-

жикистана. Колыма, № 1, 1989, с. 1921.

2. Казимиров М.П, Евдокимов С.ИІ, Солоденко А-Б. Гидрошлюзовой отсадочно-концентрационный про-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

мывочный прибор для отработки россыпей золота Известия вузов. Цветная металлургия, № 5, 2001, с. 10-12

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------------------------------

Евдокимов С.И. - доцент, кандидат технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет (СКГТУ).

Казимиров М.П. - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, СКГТУ.

Канашвнли М.Ж. - инженер, СКГТУ.

© Ж. К. Каирбеков, Н. Жалгасулы, В.И. Галиц, М. Т. Токтамысов,

Ж. А. Алдонгаров, 2003

УАК 65.011.12

Ж. К. Каирбеков, Н. Жалгасулы, В.И. Галии,

М.Т. Токтамысов, Ж.А. Алдонгаров

МЕТОАИКА ОПРЕАЕЛЕНИЯ ЗАТРАТ НА ОТАЕЛЬНЫЕ УГЛЕХИМИЧЕСКИЕ ПРОАУКТЫ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ИХ ПРОИЗВОАСТВЕ

В процессе комплексной переработки минерального сырья из одного полезного ископаемого производят несколько видов продукции, затраты на которые в отдельности трудно определить. Это обстоятельство возникает потому что единовременные затраты (сырье, материалы, заработная плата, электро эн ергия, аморти за -

ция), а так же и инвестиционные вложения расходуются одновременно на все продукты. Эти затраты невозможно распределить на отдельные конечные товарные продукты во времени и в пространстве. Но так как на рынке эти продукты необходимо продавать порознь и по определенной

цене, которая зависит в основном от затрат на их производство, то возникает проблема определения затрат на отдельные продукты минерального сырья.

Наиболее полный анализ всех методов определения затрат на отдельные виды углехимических продуктов при комплексной переработке углей рассмотрен авторами [1].

Известно, что методы распределения суммарных затрат между полученными продуктами переработки углей разделяются на две группы:

1. Метод вычитания расходов, из общих затрат, на попутную продукцию и полезно используемые отходы.

2. Метод деления затрат между производимыми видами продукции на основе физических и

стоимостных критериев. Метод вычитания расходов основан на двух операций:

а) оценка затрат на покупные виды продукции по отпускным ценам или себестоимости аналогичной продукции, которая производится на некомплексных производствах;

б) вычитание этих затрат из общих затрат на основную, попутную продукцию и отходы производства.

В соответствии с отраслевыми инструкциями за основную продукцию принимают кокс, полукокс (спецкокс), синтетический газ и синтетическое жидкое топливо (СГ и СЖТ). Остальная продукция, получаемая при комплексной переработке угля (мазут, гудрон, парафин и т.д.) относится к попутной. К отходам производства относят остатки сырья и материалов, которые образуются при комплексном производстве углехимической продукции.

Сущность метода пропорционального деления затрат заключается в последовательном выполнении следующих операций:

- определение основных показателей качества продукции и направлений их использования;

- определение веса производственных продуктов или коэффициентов, которые устанавливают на основе различных данных (плановых цен, длительности