CC BY
211
---------------------------------------- © В.С. Литвинцев, 2009
УДК 622.342.1 В. С. Литвинцев
СОСТОЯНИЕ И РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
И я овышение уровня добычи золота из россыпных место-
-Ш.Ж. рождений, включая глубокозалегающие и техногенные, возможно на основе внедрения современных научно обоснованных технологий их разработки.
Анализ выполненных исследований проблемы повышения эффективности технологий разработки россыпных месторождений позволил сделать вывод о необходимости и возможности применения новых технологических решений, основанных на:
- рациональном использовании природных факторов в сочетании с антропогенными для подготовки продуктивной горной массы россыпей, особенно техногенных, к эффективному процессу обогащения;
- технологической подготовке (реструктуризации) объектов техногенных россыпей сложного строения для их разработки с применением менее энерго- и металлоёмкого горного оборудования;
- расширение области применения горных машин и оборудования среднего класса при разработке глубокозалегающих россыпей;
- опытно-промышленном внедрении метода скважинной гидродобычи (СГД) рудных месторождений и погребенных россыпей золота, платины, титана, циркония и других полезных ископаемых;
- создании новых методов и технологий комплексного использования добываемого рудного и россыпного минерального сырья с целью повышения извлечения попутных ценных компонентов: меди, никеля, кобальта, селена, кадмия, тантала, циркония, золота, серебра, платины, апатита и др.
- использовании попутно добываемых вскрышных пород в индустрии строительных материалов, для известкования кислых почв и т. д.
В практическом плане в ИГД ДВО РАН созданы следующие технологии, оборудование и технологические решения, направленные на повышение эффективности разработки россыпей всех генетических типов:
- технология формирования обогащенного пласта техногенной россыпи воздействием природных и антропогенных факторов (имеется патент);
- технология формирования продуктивного пласта техногенной дражной россыпи с реструктуризацией отвальных комплексов на основе отечественных или модульных мини-драг производства Китая;
- технология разработки россыпей драгами с дополнительным извлечением ценных компонентов из эфельных хвостов;
- проектно-конструкторская документация модульных промывочных комплексов, рекомендации по их использованию при разработке небольших по запасам горной массы россыпей;
- практические рекомендации по способам и технологиям высокопроизводительной выемки продуктивных толщ техногенных россыпных образований на основе комбинированной технологии (земснаряд - драга, в т.ч. мини-драга), эффективной в определенных горно-геологических условиях техногенных месторождений;
- технология разработки природной или техногенной россыпи подводным способом с применением земснарядов, эффективность которой подтверждается научным обоснованием новой конструкции всасывающего устройства (д.т.н. Пуляевский А.М.), способного извлекать крупные фракции частиц ценного компонента большой плотности из забоя, в том числе и с плотика месторождения.
Определенное развитие произошло в направлении технологического и аппаратного обеспечения процессов обогащения песков золотосодержащих россыпей. К сожалению, большинство недропользователей, осуществляющих добычу россыпного золота, по прежнему применяют технологии и обогатительное оборудование, в лучшем случае, конца XX века.
В ИГД ДВО РАН разработаны и запатентованы ряд технологий для повышения извлечения золота при доводке концентратов:
- Технология обработки золотосодержащего концентрата и комплекс для извлечения мелкого, тонкого и дисперсного золота;
- Способ доводки черновых золотосодержащих концентратов;
- Способ извлечения тонкодисперсного золота из золотосодержащих руд.
Технология переработки эфельных хвостов драги основана на созданном в ИГД ДВО РАН опытно-промышленном комплексе, включающего конический гидрогрохот, песковые насосы, обезво-живатели, отсадочные машины, центробежные концентраторы Кнельсона и др.
Испытана технология реагентной обработки хвостов ШОУ (ОАО "Прииск Соловьёвский") с целью дополнительного извлечения золота.
Установлена оптимальная дозировка химических реагентов для обработки шлюзовых концентратов со значительным содержанием шлиховых минералов и трудноизвлекаемого пластинчатого золота драг № 68, 229, 231 ОАО "Прииск Соловьевский" и др.
Нужно отметить инертное отношение недропользователей к новым технологиям и горному оборудованию. Известны разработки технологического оборудования других организаций и предприятий, однако практика разработки россыпей показывает, что использование его на горных полигонах минимальное.
Институтом "Иргиредмет" разработаны базовые варианты технологий обогащения песков с учетом различного вещественного состава песков и крупности золота, основанные на применении гравитационных методов обогащения и отличающиеся рациональным использованием шлюзов, отсадочных машин, винтовых аппаратов, концентрационных столов, центробежных концентраторов в сочетании с оптимальными способами подготовки песков к обогащению. Это позволяет повысить извлечение золота крупностью минус 0,25+0,1 мм в 2-2,5 раза, а золота крупностью менее 0,1 мм -в 10-30 раз по сравнению с обычными шлюзовыми технологиями. Выбор варианта определяется его экономической целесообразностью для конкретного сырья и объекта с учетом оптимальной производительности и глубины обогащения.
Для обогащения песков, содержащих относительно небольшое количество мелкого золота (не более 15-20%), эффективна и получает все более широкое распространение усовершенствованная шлюзовая технология. При этой технологии максимальная круп-
ность питания шлюзов не превышает 4-6 мм, при этом за счет резкого уменьшения скорости потока воды на шлюзах потери золота, особенно мелкого, снижаются в 1,5-2 раза. Указанная технология реализована в промприборах типа ПГШИ-50, ПГШИ-100, которые используются не только в России, но и поставляются в страны ближнего и дальнего зарубежья.
Для обогащения песков с большой массовой долей мелкого золота Иргиредметом разработана отсадочная технология обогащения (прямая отсадка песков крупностью менее 20-15 мм) с предварительной дезинтеграцией и грохочением песков в скруббер-бутарах и барабанных грохотах (дражных бочках), в том числе с использованием для предконцентрации песков шлюзов с непрерывным выводом концентрата. Отсадочные машины достаточно полно и надежно извлекают золото крупностью 0,150-0,1 мм, а при оптимальном водном режиме отсадки и невысоких удельных нагрузках по твердому минимально извлекаемая крупность золота может составить 0,05 мкм. Более мелкое золото в аллювиальных россыпях встречается редко.
В порядке дальнейшего совершенствования отсадочной технологии и в соответствии с программами технического переоснащения отрасли разработана специально для применения в россыпной золотодобыче принципиально новая отсадочная машина с подвижным решетом производительностью 100 м3/ч («Труд-12»), а позднее - отсадочная машина с подвижным решетом производительностью 50 м3/ч («Труд-6ПР). В качестве искусственной технологической постели используется стальная дробь диаметром 5-8 мм, а в качестве решета - шпальтовая сетка с размером ячеек 3х80 мм. Для крупнолитражной драги производительностью до 400 м3/ч достаточно двух отсадочных машин «Труд-12», в то время как отсадочных машин типа МОД-3 (ранее наиболее используемых на драгах) требовалось не менее 10-12.
В 2001-2005 гг. такие проекты были реализованы на крупно-литражных драгах вместимостью черпаков 250-380л, отрабатывающих техногенные россыпи в Амурской области на предприятиях ЗАО "Хэргу" и ОАО "Прииск Соловьевский", а также при открытом способе разработки россыпей на промприборах с гидравлической (землесосной) подачей песков на обогащение производительностью до 150 м3/ч (ЗАО "Каменский карьер", ООО "Гази-мур").
Проведенные исследования и опыт промышленной эксплуатации технологий обогащения песков с использованием отсадочных машин с подвижным решетом позволили сделать следующие выводы:
1. При обогащении песков техногенных россыпей обеспечивается надежный прирост извлечения золота на 20-30% по сравнению со шлюзовой технологией обогащения, в том числе, за счет более полного улавливания мелкого - на 22% и весьма мелкого золота - на 37 %, соответственно.
2. Механизируется процесс доводки гравитационного концентрата и практически ликвидируется ручной труд сполосчиков на драге.
Отсадочные машины с подвижным решетом ("Труд-12") являются надежными в эксплуатации, эффективными в работе и обеспечивают рациональную компоновку обогатительного оборудования на золотодобывающих объектах.
Затраты на реконструкцию обогатительного узла драги, включая весь комплекс работ (проектно монтажные работы, приобретение и поставка оборудования, ввод в эксплуатацию и освоение технологии в промышленных условиях), окупились за один промывочный сезон при содержании золота в песках 150 мг/м3.
ИГД ДВО РАН выполнил опытно-промышленные испытания по теме "Совершенствование технологии доводки концентрата отсадочной машины "Труд-12" драги № 110 (россыпь "Маристый")
Проведено технологическое опробование хвостов доводки концентрата отсадочного комплекса «Труд-12», столов СКО-7,5, СКО-2, слива контрольного шлюза стола СКО-7,5, определены параметры гидропотока (Ж:Т, производительность) и минералогический состав отсадочного концентрата. Выполнена привязка магнитного сепаратора Т-120. Проведены лабораторные испытания магнитного сепаратора 120Т на материалах хвостов ШОУ ОАО «Прииск Соловьевский». Проведены исследования эффективности модернизированного магнитного сепаратора 120Т. Выполнены исследования по определению минералогического состава концентратов драг № 68, 110, 11, 207, 230 и 231. Определены магнитные, электромагнитные фракции, формы и гранулометрический анализ частиц золота. Проведены опытно-промышленные испытания эффективности воздействия реагента (имеется патент) на потери золота в хвостах магнитной сепарации при доводке концентратов драги № 110.
Однако технология переработки дражных эфелей с дополнительным извлечением золота, разработанная ИГД ДВО РАН, вполне конкурентоспособна с отсадочной технологией, требующей больших капитальных затрат.
Учитывая, что сырьевая база россыпной золотодобычи многих предприятий представлена запасами золота, в основном, в техногенных образованиях с преобладанием золота мелких классов, рекомендуется использовать для их обогащения промывочный прибор ПГШ-И-50 с установкой в голове процесса конического гидрогрохота конструкции ИГД ДВО РАН, или этот же промприбор, но с установкой для переработки эфелей высокопроизводительного центробежного сепаратора (технология испытана в ИГД ДВО РАН), а также технологию с применением отсадочных машин, в частности, машин с подвижным решетом «Труд-12» в качестве основного обогатительного оборудования с полным исключением шлюзов из технологического процесса.
При обогащении песков отсадкой и усовершенствованными шлюзовыми технологиями повышается извлечение золота крупностью 0,25-0,1 мм, но не обеспечивается эффективное улавливание золота крупностью менее 100 мкм. С целью более полного извлечения золота указанной крупности разработана развитая технология переработки золотосодержащих песков с раздельным обогащением песковой и илистой фракций. При этом для обогащения илистой фракции, а при большой массовой доле золота крупностью менее 100 мкм в месторождении (более 60-70%) и для обогащения песковой фракции, используются центробежные аппараты. Указанная технология внедрена на драге и береговой обогатительной установке производительностью 200 м3/ч, отрабатывающих глинистую погребенную россыпь Б. Куранах в Якутии в середине 80-х годах и продолжает эксплуатироваться по настоящее время.
Для более полного извлечения особо мелкого золота крупностью менее 0,1 мм из глинистых фракций руд и песков институтом «Иргиредмет» разработаны напорные центробежно-барботажные концентраторы (ЦБК) производительностью 5 и 50 т/ч, которые поставлены на производство на ОАО «Завод ИЗТМ» и ПО «Усоль-маш».
Развитая технология с обогащением песковой фракции на отсадочных машинах или центробежных концентраторах и илистой фракции золотосодержащих песков в ЦБК была реализована в со-
ставе промывочного прибора производительностью 100 м3/ч (по твердому) при обогащении техногенной россыпи Сухой Лог в ОАО «Лензолото» и в составе обогатительной установки для извлечения мелкого свободного золота из коры выветривания Тамбовского месторождения в Челябинской области (Брединская золоторудная компания).
Испытание и промышленное применение таких вариантов технологии показали, что при использовании ЦБК извлечение мелкого и весьма мелкого тонкого золота из илисто-глинистой фракции песков находится на уровне 96-98 и 91-93 %, соответственно. Сквозное извлечение золота в шлиховой металл при обогащении песков, содержащих 60 % золота менее 0,25 мм и из коры выветривания, содержащей около 90 % золота менее 0,1 мм, в целом по технологиям составило около 90 % и 70 % соответственно, в том числе золота крупностью минус 0,25 +0,1 мм - 93-95 %, менее 0,1 мм - 80-85 %.
Для каждого из базовых вариантов технологии обогащения золотосодержащих песков определено извлечение золота различной крупности. На основе этих данных можно выбрать технологию обогащения, обеспечивающую рациональное сочетание высокого уровня извлечения золота и экономичности процесса практически для любой россыпи.
Одним из новых направлений является использование кучного выщелачивания для добычи золота из эфельных отвалов россыпной золотодобычи, но здесь необходимы дополнительное приложение финансово-технологических усилий для обеспечения экологической безопасности.
Для переработки гравитационных концентратов разработаны и изготавливаются шлиходоводочные установки производительностью до 1; 2; и 5 т/ч (ТТТДУ-1. ТТТДУ-2. ТТТДУ-5). обеспечивающие извлечение золота крупностью минус 0,25 +0,1 мм на уровне 9095%, менее 0,1 мм - 80-85%.
С целью более полного определения содержания золота при геологоразведочных работах, и, прежде всего, для выявления мелкого и тонкого золота создана и изготавливается установка для обработки геологоразведочных проб (УОМП) ударно-канатного, колонкового и других способов бурения, а также проб бороздового опробования, траншей, шурфов и др. для использования в полевых условиях. Установка моделирует развитую технологию обогаще-
ния россыпей с раздельной обработкой песковой и илистой фракций. Содержание золота, установленное с помощью таких установок при обработке проб ударно-канатного бурения и бороздового опробования, в среднем в 1,7-2,0 раза превысило содержание золота, определенного при их промывке лотком.
Таким образом, в настоящее время имеются необходимое оборудование и технологии, позволяющие достаточно полно извлекать мелкое самородное золото на всех стадиях обогащения песков, включая геологоразведочные работы и доводочные операции. Однако остаются не решенными правовые, научно-методические, технологические и экологические проблемы освоения природных и техногенных россыпных месторождений благородных металлов, стимулирующих не только разработку крупных месторождений, но и небольших по запасам горной массы и полезного компонента. Необходима разработка комплекса мер по уменьшению сложной и опасной для России в стратегическом плане экспансии на внутреннем рынке зарубежного оборудования и создание условий возрождения отечественного горного машиностроения.
— Коротко об авторе ----------------------------------------------
Литвинцев B.C. - доктор технических наук, заместитель директора по научным вопросам,
Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск,
E-mail: Litvinzev@igd.khv.ru
