CC BY
65разработка модульных установок -тав©е направление в технологии переработки и
обогащения золотосодержащих руд
A. И. Матвеев, А. Н. Григорьев,
B. Е. Филиппов, В. П. Винокуров
целесообразно.
Возможности существующих модульных фабрик ограничены, поскольку на них используется традиционное оборудование, в частности, -энергоемкие рудоразмольные дробилки и шаровые мельницы. Даже наименьший типоразмер этого оборудования предъявляет жесткие требования к фундаменту, поэтому больше подходит для стационарной установки.
Таким образом, развитие модульных технологий на базе использования традиционного оборудования ограничено, т.е. перспективы создания на их основе небольших установок применительно к разработке месторождений с
Таблица 1
Минимальные запасы месторождения для их освоения с помощью различных обогатительных фабрик
В настоящее время весьма актуален переход к высокоэффективному освоению рудных месторождений. Одним из перспективных направлений развития золотодобычи является разработка мелких рудных месторождений золота. На территории Якутии известно около 2500 таких объектов. Они не отрабатываются и в большинстве своем не оцениваются геологической службой, поэтому не включаются в реестр Государственного комитета по запасам РФ (ГКЗ). Такие месторождения считаются нерентабельными из-за их малых параметров, и работы на них прекращаются на поисково-оценочной стадии.
Разработка таких месторождений с приме-
Тип предприятия Производительность, т/час Среднее содержание золота в руде, г/т Капитальные затраты в золотом эквиваленте, кг Себестоимость, 1 г золота, в $ США Общие затраты в золотом эквиваленте, кг Минимальные запасы месторождений золота с учетом объема горных работ, т
1 2 3 4 5 6 7
ЗИФ на месторождении "Кючюс" (проект Finnec Mining) 93,8 5,0 6200 2,57 8000 30,0
Модульная фабрика "Караван" на месторождении "Малтан" 15 10 350 1,3 400 2,6
МПРОУ (проект ИГДС СО РАН) 6 10 7,0 0,54 7,5 1,0 и менее
нением традиционного стационарного оборудования требует больших капитальных и эксплуатационных затрат (табл. 1). Анализ проектов освоения рудных месторождений, например, крупного месторождения "Кючюс" показывает, что требуемая сумма для погашения капитально-эксплуатационных затрат, включая расходы на переработку и обогащение, эквивалентна стоимости 8000 кг золота, при этом срок окупаемости проекта составляет 10 лет.
Для снижения капитальных затрат многие фирмы изготовители обогатительного оборудования ориентируются на создание передвижных модульных фабрик сборного типа. Вместе с тем из приведенной таблицы следует, что освоение мелких рудных месторождений с запасами менее 2,6 тонны металла фабриками типа "Караван" не
запасами менее 2-3 тонн имеют технические ограничения. Следовательно, актуальной проблемой является создание новой технологии и техники для эффективного освоения мелких рудных месторождений и рудопроявлений.
В Институте горного дела Севера СО РАН совместно с ОАО "ПО Усольмаш" разработан принципиально новый подход к проектированию передвижных обогатительных установок в условиях Крайнего Севера. Добычу золота из рудных месторождений предлагается производить с помощью модульных передвижных рудообогати-тельных установок (МПРОУ) с производительностью 2-10 т/ч. Ожидаемые экономические параметры работы новой установки для руды с содержанием металла 10 г/т приведены в третьей графе табл.1. Создание этого проекта стало возможным
Рис.1. Дробилка комбинированного ударного действия ДКД-300.
Рис.2. Пневмосепаратор ПОС-ЮОО.
Рис.3. Центробежный измельчитель встречного удара ЦМВУ-800.
благодаря разработке новых дробилок, измельчителей и аппаратов пневматической сепарации тонко-измельченного рудного материала. Принципиально новым в технологии рудо под готовки является разработка ударных способов дезинтеграции руд, основанных на многократных нестационарных динамических нагрузках в рабочей зоне дробильно-размольного оборудования. Применение способа пневматической сепарации тонкоизмельченных рудных материалов на стадии предварительного и основного обогащения в промышленных масштабах является пионерным.
В настоящее время на ОАО "ПО Усольмаш" изготовлены дробилка комбинированного ударного действия ДКД-300 (рис.1), пневмосепаратор ПОС-ЮОО (рис.2) и центробежный измельчитель встречного удара ЦМВУ-800 (рис.3). Предварительные испытания нового оборудования подтвердили ожидаемую технологическую и экономическую эффективность его работы. Так, дробилка ДКД-300 при дроблении рудных образцов крупностью 100 мм позволяет совмещать традиционные стадии среднего, мелкого дробления и грубого измельчения. Преимущество дробилки заключается не только в достижении высокой степени дробления (выше, чем у существующих дробилок, например, у наиболее современной канадской "Вагтас-Ко1орас1ог"), но и в том, что практически после дробления возможно предварительное обогащение.
Центробежный измельчитель ЦМВУ-800 обеспечивает высокую степень разрушения руды. Эффективность измельчения руды по выходу мелких фракций на ЦМВУ-800 и шаровой мельнице сопоставима. При этом энергоемкость центробежной мельницы меньше, чем у шаровой мельницы на порядок, а по удельному весу аппарата (металлоемкости на единицу производительности) - на два порядка. Необходимо отметить, что дополнительным преимуществом центробежной мельницы является то, что при эффективном измельчении руды, частицы золота не перетираются и не заваль-цовываются, а наблюдается изомеризация частиц, которая благоприятно сказывается при гравитационном обогащении.
Пневмосепаратор ПОС-ЮОО является первым аппаратом промышленного масштаба в России. В конструкцию пневмосепаратора заложены элементы "ноу-хау", созданные в результате многолетних лабораторных исследований. Основная технологическая задача, поставленная перед изготовителями сепаратора, достигнута - объем обогащенного материала уменьшается в пять раз без существенной потери ценного компонента в концентрате. Результаты детальных исследований в условиях полупромышленных испытаний свидетельствуют о том, что можно значительно расширить область применения сухой пневматической сепарации. Перспектива развития этих технологий очень заманчива, поскольку применение сухой сепарации позволяет, по сравнению с «мокрыми процессами», резко снизить использование технологической воды, отказаться от сооружения хвостохранилищ и
работать при отрицательных температурах.Таким образом, разработка и целевое конструтрование оборудования для работы на мелких месторождениях золота предполагает появление принципиально нового класса модульных передвижных рудообогатитель-
ных установок (МПРОУ). Они должны состоять из отдельных транспортабельных самостоятельных технологических модулей, устанавливаемых на специально оборудованные платформы, например на автомобили с прицепом. Модули
Рис. 4. Схема размещения оборудования МПРОУ.
- это самостоятельные и автономные технологические единицы, предназначенные для выполнения специальных задач по рудоподготовке (дробление, измельчение), обогащению и доводке концентратов. Создание таких установок означает отказ от строительства стационарных обогатительных фабрик там, где они невыгодны.
В пионерном варианте проекта МПРОУ принята компоновка оборудования на одной транспортной единице (рис.4). Модульная установка предназначена для дробления и измельчения исходной руды с размером кусков до 350 мм. Технологическая схема модуля рудопод-готовки представлена на рис. 5
В модуле размещены грохот предварительного грохочения, роторная инерционная дробилка среднего дробления, дробилка
Оборудование модуля размещается на автомобиле КамАЗ грузоподъемностью 17 ООО кг с коробкой отбора мощности, прицепом и выдвижными опорами (см.рис.4). На автоприцепе устанавливается двухроторная инерционная дробилка (РИД 2) в комплексе с неподвижным колосниковым
грохотом-бункером (7) и стакерным конвейером (3). Этот комплекс предназначен для того, чтобы додробить фракции крупностью от 100 мм до 3 5 0 мм. На автомобиле устанавливается дробилка комби-которая связана со принимает продукт прошедший через Раздробленный до
комбинированного действия для мелкого дробления и грубого измельчения, центробежный измельчитель встречного удара и пневмосепаратор с системой вывода концентрата и отвода хвостовой фракции.
Переработка и обогащение, основанные на сухой технологии с применением пневмосепара-ции, позволяют более тонко измельчить рудную массу и тем самым более полно раскрыть металл.
нированного действия (4), стакерным конвейером (3) и колосникового грохота (1), инерционную дробилку (2). фракции 5-7 мм материал из накопителя дробилки
перегружателем (5) транспортируется на измельчитель (6) и далее на пневмосепаратор (7). Через пылевой вентилятор (8) хвосты разгружаются из периферийных хвостовых отсеков сепаратора, а концентрат перегружается в контейнер. Хвостовые отсеки через пылевой вентилятор связаны с батареей циклонов (9) для улавливания крупнозернистой фракции с недораскры-тым металлом, который направляется в измельчитель ЦМВУ-800 (6) и размалывается. В процессе работы автоприцеп устанавливается у заборной стенки так, чтобы грохот-бункер мог принимать исходную руду, подаваемую бульдозером или лебедкой. Полученный первичный концентрат доставляется на базовое предприятие для глубокого обогащения. Вес всей установки, по проекту, составляет 12,5 тонн. Энергоемкость её 85 кВт.
Новая модульная установка позволяет обеспечить высокий уровень интеграции с процессами добычи руды и существенно изменить организацию работы горно-обогатительного комплекса. Перспективный вариант организации работы комплекса представлен на рис.6. Суть Наука и техника в Якутии 2002, №2 23
Рис.5. Технологическая схема переработки руцы на МПРОУ.
предложении заключается в перемещении процессов переработки и обогащения непосредственно к месту ведения горно-добычных работ. Это достигается за счет максимальной мобильности, автономности и абсолютно сухой технологии ведения работ. При этом все элементы комплекса горного производства (геологоразведочные и горнодобычные работы, переработка и обогащение) претерпевают существенные изменения.
1 .Геологоразведочные работы
Максимальное использование дробильно-сократительного модуля МПРОУ в разных стадиях геологической оценки месторождений дает возможность существенно повысить достоверность подсчета запасов за счет повышения представительности проб и попутное извлечение металла в ходе разведки.
2. Горнодобычные работы и первичная обработка руды
Размещение дробильно-
сократительного модуля МПРОУ непосредственно на месте выдачи руды из горной выработки позволит резко сократить транспортные расходы. Для нормальной работы установки необходимо обеспечение требумой крупности исходной руды (до 350 мм), что достигается проведением буровзрывных работ и предварительным грохочением на неподвижном колосниковом грохоте. Необходимо предусмотреть площадки для складирования хвостов и негабаритов (более 350 мм), а также для размещения установки.
ния, установленных по последовательной схеме. Благодаря такой схеме обогащения базовая установка МПРОУ позволяет дифференцированно перерабатывать первичные концентраты с различными свойствами обогатимости без необходимости усреднения поступающих концентратов.
Экономия от такой технологии складывается в основном из того, что относительно богатые и легкообогатимые первичные концентраты направляются на конечные стадии обогащения, минуя промежуточные. Все технологические модули размещаются на специальных мобильных платформах, что придает базовой установке технологическую гибкость. Хвосты отработки укладываются на ложе хвостохрани-лища по месту расположения технологических модулей. Хвостох-ранилище может быть модернизировано для переработки хвостов кучным выщелачиванием.
Рис.6. Перспективная организация горно-обогатительных работ.
3. Обогащение первичных концентратов
Обогащение черновых концентратов, полученных на дробильно-сократительной установке, производится на базовой доводочной установке действующего предприятия. Особенность технологии переработки руды заключается в использовании независимых модулей обогаще-24 Наука и техника в Якутии
4. Доводка концентратов
Доводка
концентратов производится на базовой установке с применением известных гравитационных аппаратов и специальных доводочных устройств. Хвосты и промпродукты доводочного модуля оставляются в спецотвалах или направляются на дальнейшую переработку.
Таким образом, в разработке МПРОУ реализируются принципы нового направления в области переработки рудных месторождений и рудопроявлений золота. Основная суть предлагаемых решений заключается в создании принципиально новых рудообогатительных систем, отличающихся технологической гибкостью, мобильностью, автономностью, малой энерго- и материалоемкостью, высокой степенью интеграции горнообогатительного процесса.
2002, №2
