CC BY
64
© В.А. Богомолов, 2013
УДК 622.7:622.341 В.А. Богомолов
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУД СО СВОБОДНЫМ ЗОЛОТОМ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Для руд, содержащих свободное золото, разработана методика оперативной подготовки проб для достоверного определения его содержания. Методика основана на гравитационном выделении свободного золота из измельченных руд в концентрат, получении бедных хвостов, анализе, и последующем расчете содержания золота по балансу этих продуктов.
Ключевые слова: золотосодержащие руды, свободное золото, гравитационное концентрирование, концентратор «бегущая волна»
При поисках, разведке и эксплуатации рудных и россыпных месторождений золота большое практическое значение имеет правильное определение его содержания в минеральном сырье и продуктах его переработки.
Разработана простая схема оперативной подготовки проб, основанная на гравитационном выделении свободного золота из навесок большой массы. Хвосты гравитации характеризуются равномерным распределением золота, поэтому проблем с отбором от них представительных навесок не возникает.
Рекомендуемое оборудование обеспечивает возможность применения методики для выполнения массовых анализов проб руд золота (рис. 1).
Дробление исходной руды осуществляется в дробильно-сократительном модуле «Бойд», который обеспечивает получение материала крупностью 85—90 % класса — 2 мм и отбор из общего потока дроблёной руды от 10 до 50 % материала среднего состава. В 338
случае необходимости подготовки крупнокусковых проб массой более 100 кг руда предварительно дробится в щековой дробилке в одну или две стадии с последующим сокращением. Для определения минимальной массы дроблёной руды после сокращения используется известная формула
тд = к!2 (1),
где тс — минимальная масса пробы дроблёной руды после сокращения, кг; к — коэффициент, зависящий от степени неоднородности содержания золота в руде (во всех случаях принимался равным 1,0); С — размер максимального куска руды, мм.
Измельчение дроблёной руды массой не менее 4 кг до крупности 85 — 90 % класса — 100 мкм проводится в двухъярусной непрерывной кольцевой мельнице. Производительность мельницы по указанному классу крупности в среднем составляет 300 г/мин. Для теоретического определения минимальной массы руды, на-
Рис. 1. Схема подготовки проб руд
правляемои на измельчение и последующее гравитационное концентрирование, используется формула Ф. Питарда [2]
тР =
£ • ё • Р • ¿а
а • Б2
(2)
где тртт — минимальная масса руды; / — коэффициент формы частиц (для золота рекомендуется 0,2); д — гранулометрическии фактор (для золота рекомендуется 0,25); р — удельная плотность золота. г/см3; ёАи — максимальныи диаметр частицы золота, см; а — ожидаемое содержа-
ние золота в руде, выраженная как часть единицы; 5 — допустимая вариация определения содержания золота (15 %).
Гравитационное концентрирование золота осуществляется в центробежно-прецессионном концентраторе «Бегущая волна», оборудованном пробоотборником хвостов гравитации. Конструкция сепаратора позволяет выполнять отсечки хвостов с частотой 130 мин-1. В результате от общего потока хвостов гравитации отбирается представительная по химическому и гранулометрическому составу навеска для выполнения определений содержания золота. Её масса составляет 12—14 % от общей массы хвостов гравитации, что упрощает их подготовку к анализам. Для определения содержания золота в хвостах гравитации рекомендуется комби-нированныи пробирно-масс-спектро-метрическии (пробирно-атомно-абсорбционным) метод.
Определение содержания золота в концентрате осуществляется пробирным методом. На пробирную плавку поступает вся масса концентрата. Как правило, масса гравитационного концентрата не превышает 50 г. В случае получения концентрата большеИ массы, проводится две или более пробирные плавки и рассчитывается средневзвешенное содержание золота в концентрате.
Расчёт содержания золота в исходной руде проводится по формуле:
тк о (л тк ^ о а =--Рк + 11--I • рхв (3)
тр ^ т)
где а— содержание золота в исходной руде, г/т; тр — масса руды, направляемой на гравитационное концентрирование, кг; тк — масса гравитационного концентрата, кг; рк — содержание золота в концентрате; рхв — содержание золота в хвостах гравитации.
Примеры определений содержания золота в геологических пробах руд.
Пример 1. На месторождение золото-кварцевых убогосульфидных прожилково-вкрапленных руд проводятся поисково-оценочные работы. По данным пробирных анализов содержание золота в руде колеблется в пределах от 3,5 г/т и выше, при этом установлено, что крупность золота может достигать 3,0 мм.
Крупное самородное золото имеет уплощенную форму с неровными краями, мелкие золотины отличаются преимущественно комковидной формой. Встречается тонкодисперсное золото в виде микровключений в сульфидах при размере выделений 0,002—0,003 мм. При измельчении руды золото хорошо раскрывается, так при крупности помола 90 % кл.-0,071 мм массовая доля свободного золота достигает 81,4 % отн., в полураскрытой форме в сростках — 17 % отн., доля нераскрытого золота незначительна и составляет лишь 1,6 % отн.
Расчётная минимальная масса пробы по формуле 2, при максимальной крупности золота 3,0 мм и его минимальном содержании 3,5 г/т, составляет 275 г. Определение содержания золота в руде по традиционной методике свидетельствуют о значительном влиянии на результаты определений «эффекта самородка». Результаты оп-
ределений содержаний золота пробирным методом из параллельных навесок колеблются в широких пределах — от 3,51 до 12,5 г/т (рис. 2), коэффициент вариации превышает 50 % (табл. 1). Таким образом, метод прямого определения содержания золота пробирной плавкой из навесок массой 50 г для данной руды неприемлем.
В результате гравитационного концентрирования подавляющая часть свободного золота извлекается в концентрат, выход которого из проб массой 4,4 кг не превышает 0,71 %, или 31 г по весу. При просмотре под микроскопом выделенного из концентратов золота отмечено, что его частицы крупнее 0,1 мм в процессе измельчения подверглись деформации, но не разрушились. Такие частицы в процессе отбора от исходной измельченной пробы небольших по массе навесок распределяются неравномерно и искажают результаты анализов.
Извлечение из руды свободного золота обеспечивает его равномерное распределение в хвостах гравитации о чём свидетельствуют результаты определений содержания золота из двух параллельных навесок (табл. 1). По данным баланса количества золота в концентрате и хвостах его содержание в руде составляет 6,76 г/т. Коэффициент вариации и доверительный интервал снижаются более чем в шесть раз — с 51, 3 до 8,1 и с 3,57 до 0,54 г/т, соответственно, по сравнению с прямым пробирным анализом (рис. 2, табл. 1).
Необходимо отметить, что среднее содержание золота в руде по результатам шести прямых пробирных анализов и определений по рекомендуемой методике практически совпадают. В процессе пробирных анализов в общей сложности было проплавлено
Рис. 2. Результаты определений содержания золота в руде
Таблица 1
Результаты определения содержания золота прямым пробирным анализом и по методике предварительного гравитационного концентрирования золота
Прямой пробирный анализ Определение с предварительным концентрированием золота
Содержание Аи, г/т Коэфф. вариации (ип), % Содержание Аи (а), г/т Коэфф. вариации («к), % Выход к- та, % Содержание Аи в к-те (Рк), г/т Содержание Аи в хвостах, г/т Извлечение Аи в к-т, %
Опр. 1 Опр. 2 Среднее (Рхв)
4,66 51,3 6,5745 8,1 0,47 880,00 2,72 2,18 2,45 62,9099
3,51 5,9443 0,42 934,00 2,08 1,98 2,03 65,9929
8,21 7,6929 0,63 908,00 1,88 2,09 1,985 74,3595
9,1 6,2795 0,71 560,00 2,28 2,36 2,32 63,3169
3,82 7,3874 0,40 1309,00 2,07 2,25 2,16 70,8778
12,5 6,7022 0,52 890,00 2,06 2,11 2,085 69,0524
6,9667 (Мп) 6,7634 (Мк)
300 г руды. Это превышает минимальную расчётную массу пробы по формуле (2) и подтверждает возможность её практического применения для расчёта минимальнои массы пред-
ставительнои для анализа массы пробы для руд данного месторождения. Тем не менее, учитывая его недостаточную изученность и возможность присутствия золота большеИ крупности,
Таблица 2
Результаты определения содержания золота в пробах руд Наталкинского месторождения
Номер пробы Прямой пробирный анализ Определение с предварительным концентрированием золота
Содержание Аи, г/т Коэфф. вариации (ч„), % Содержание Аи (а), г/т Коэфф. вариации К), % Выход к-та, % Содержание Аи в к-те (рк), г/т Содержание Аи в хвостах, г/т Извлечение Аи в к-т, %
Опр. 1 Опр. 2 Среднее (Рх.)
Проба 1 0,3 49,1 0,1426 12,8 0,9265 5,29 0,079 0,11 0,0945 34,3614
0,15 0,1765 0,9595 6,01 0,1 0,14 0,12 32,6692
0,082 0,1960 1,1335 6,39 0,11 0,14 0,125 36,9518
0,11 0,1805 0,8700 6,96 0,092 0,15 0,121 33,5469
0,16 0,2122 0,9400 5,19 0,16 0,17 0,165 22,9868
0,13 0,1844 0,8125 7,44 0,11 0,14 0,125 32,7759
Среднее значение 0,1553 (Мп) 0,1821 (Мп)
Проба 2 0,57 31,5 0,5260 14,8 1,0435 15,32 0,34 0,4 0,37 30,3922
0,75 0,5575 0,7355 19,79 0,43 0,4 0,415 26,1085
0,5 0,7446 0,8500 24,61 0,49 0,59 0,54 28,0938
1,13 0,7111 0,6575 40,16 0,39 0,51 0,45 37,1332
0,67 0,6089 0,8275 21,45 0,41 0,46 0,435 29,1508
0,63 0,7384 0,7120 30,49 0,53 0,52 0,525 29,4019
Среднее значение 0,7083 (Мп) 0,6477 (Мп)
Проба 3 1,2 27,7 1,2522 12,0 0,8375 93,27 0,48 0,47 0,475 62,3832
1,04 1,2090 0,9545 59,21 0,5 0,8 0,65 46,7478
1,05 1,1536 0,7475 63,38 0,63 0,74 0,685 41,0668
0,84 0,9295 0,8665 51,78 0,5 0,47 0,485 48,2719
1,32 1,3461 0,8740 80,86 0,63 0,66 0,645 52,5018
1,81 1,1278 0,8510 46,89 0,73 0,74 0,735 35,3823
Среднее значение 1,210 (Мп) 1,1697 (Мп)
Прямое определение I' '■' I Методика предварительного концентрирования Среднее значение
Доверительный интервал среднего значения
Рис. 3. Результаты определений содержания золота в рудах Наталкинского месторождения
рекомендуется проводить концентрирование золота из навесок массой не менее 4кг.
Пример 2. При проведении работ по доразведке и переоценке запасов золота в убогосульфидных золото-кварцевых рудах Наталкинского месторождения возникла необходимость в пробоподготовке и анализе около 40 000 геологических проб в год. По запасам золота месторождение является крупным, но с низким содержанием золота (в среднем 1,7 г/т). Для таких объектов особенно важным является точность определений содержания золота при проведении геологоразведочных работ.
Доля свободного золота в рудах при крупности измельчения 90 % кл.-
0,071 мм составляет 82 % отн. В сростках находится около 4% золота, остальная часть заключена в породообразующих и сульфидных минералах. В руде до 63 % золота (весовых) относится к классу тонкого и мелкого крупностью менее 0,074 мм; 24% находится в классе крупности -0,25+0.074 мм; 13 % — в классе крупности -0,5+0,25 мм. Отмечены отдельные золотины с максимальным размером до 2 мм.
Эффективность рекомендуемой методики предварительного гравитационного концентрирования оценена на рудах, характеризующих интервалы с различным содержанием золота: проба № 1 — от 0 до 0,5 г/т; проба № 2 — от 0,5 до 1,0 г/т; проба
№ 3 — от 1,0 до 1,5 г/т. При расчёте представительной для анализа массы пробы приняли минимальное содержание золота в руде 0,15 г/т и его максимальную крупность 2 мм. Расчётная минимальная масса пробы составила 1,9 кг. Для предварительного гравитационного концентрирования массу навески приняли равноИ 2,0 кг, поэтому руду дополнительно дробили до крупности — 1 мм.
По результатам прямого анализа содержание золота в руде пробы № 1 колеблется в пределах от 0,08 до 0,16 г/т; в пробе № 2 — от 0,5 до 1,13 г/т; в пробе № 3 — от 0,84 до 1,81 г/т (рис. 3). Коэффициенты вариации — в пределах 27,7 — 49,1 % (табл. 2).
Определение содержания золота по рекомендуемоИ методике позволило существенно увеличить точность определении. За счёт извлечения вскрытого при измельчении золота в гравитационный концентрат, коэффициент вариации снизился до допустимых значении (12,0—14,8 %), доверительные интервалы для средних значении содержании золота уменьшились в 2,3—3,3 раза.
На основании полученных данных методика предварительного гравитационного концентрирования была ре-
1. ОСТ 48-276-86. Руды и концентраты цветных металлов с попутным содержанием благородных металлов. Отбор и подготовка проб для определения содержания благородных металлов и влаги.
2. Pitard, FF, 2007. The in situ nugget effect: a major component of the random term of a variogram: Third world conference on
комендована для применения при анализе геологических проб. По результатам доразведки руд Наталкинского месторождения с её применением запасы золота были увеличены на 200 т [3]. Заключение
Применение методики гравитационного концентрирования позволяет исключить влияние «эффекта самородка» и существенно увеличить правильность определений.
Опыт практического применения рекомендуемой технологической и аппаратурной схемы свидетельствует о возможности её применения при массовом анализе руд золота и продуктов их обогащения. Среднее время обработки одной пробы массой 4 кг в концентраторе составляет 10—15 минут, включая загрузку руды и выгрузку концентрата.
Схема отличается минимальным количеством операций, простотой и надёжностью используемого оборудования, отсутствием специальных требований к квалификации обслуживающего персонала и минимальным влиянием «человеческого фактора» на конечные результаты. Характер выполняемых операций и согласованная производительность отдельных узлов аппаратурной схемы создают благоприятные предпосылки для её автоматизации.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
sampling and blending (WCSB3), pp 91—110.
3. КазимировМ.П., НикитенкоЕ.М., Лу-киныхВ.Е., НовиковаТ.М. . «Применение технологических методов пробоподготовки для оценки большеобъёмных золоторудных объектов на примере Наталкинского месторождения». Бюллетень Золотодобыча № 119. 2008 г. ЕЕ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Богомолов В.А. — младшиИ научныИ сотрудник, Центральный научно-исследовательскиИ геологоразведочный институт цветных и благородных металлов, vasya2108@mail.ru
