CC BY
39
СЕМИНАР 23
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
I/ © Р.Б. Закиев, В.П. Мязин,
[7 Н.И. Закиева,2001
УДК 622.342.13:622.7
Р.Б. Закиев, В.П. Мязин, Н.И. Закиева
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ПЕСКОВ НА ОБЪЕКТАХ
азработка экологически чистых ресурсосберегающих технологий и аппаратов для переработки россыпных месторождений золота является одной из актуальных научнопрактических задач. Среди комплекса причин, обуславливающих данное положение, выделим следующие.
Постоянное истощение сырьевой базы в результате интенсивной эксплуатации основных и снижение качественных и экономических показателей вновь осваиваемых месторождений приводит к увеличению объемов переработки песков, в которых значительная часть золота (до 50 % и более) сосредоточена в мелких классах (менее 0,25 мм) при предельно низком общем содержании золота. Так, по данным ИГД ДВО РАН [1], наибольшая часть запасов золота относится к малообъемным россыпям со средним содержанием золота в кондиционных россыпях от 100 до 265 мг/м3, в забалансовых - от 50 до 100 мг/м3, в дражных песках - 180 мг/м3.
Кроме того, в последние годы не менее 30 % фактической отработки россыпей составляет доля переработки техногенных образований, уровень содержания золота в которых составляет для эфельных отвалов от 70 до 400 мг/м3, для галечных отвалов от 60 до 280 мг/м3, хвостов ШОУ (черных шлихов) - до 6000 мг/м3 [2]. При этом в техногенных образованиях прошлых лет, вследствие интенсивно проходивших
процессов окисления минералов, поверхность золотин покрыта «рубашкой» гидроокислов железа и других металлов, а из-за использования в прошлом при отработке данных россыпей металлической ртути золото зачастую находится в форме золотосодержащих амальгам различного типа [3, 4 и др.].
Также в отработку все шире вовлекаются объекты смешанного руднороссыпного сырья (элювиально-делювиальные, пролювиально-аллювиальные россыпи, золотосодержащие образования зон окисления рудных месторождений и т.д.). Содержание мелкого и тонкого золота в наиболее перспективных из них достигает 80 % и более [2].
Несмотря на резкое снижение эффективности использования в данных условия аппаратов на основе гравитационных методов обогащения, они по-прежнему являются основным обогатительным оборудованием при отработке россыпных месторождений золота. А россыпные месторождения, как наименее капиталоемкие и легкоосваиваемые, останутся в ближайшие годы основной сырьевой базой золотодобычи.
В сложившихся условиях, при росте затрат на переработку песков, отработка большинства россыпей становится нерентабельной. Так, если раньше работа драг окупалась при содержаниях от 50 до 70 мг/м3, то сегодня для рентабельности и прибыльности их работы содержа-
ние золота должно составлять от 150 до 200 мг/м3.
В целом анализ факторов, негативно влияющих на общие техникоэкономические показатели дражной переработки россыпей, указывает на необходимость разработки и применения новых и совершенствования традиционных технологий и оборудования, обеспечивающих рентабельную разработку бедных по содержанию основного компонента природных россыпей и техногенных образований, содержащих, как правило, золото мелких классов, золото в сростках и в «рубашке», «плывучее» золото и золотосодержащие амальгамы.
Одно из перспективных направлений повышения извлечения мелких и тонких классов ценного компонента является создание и внедрение технологий и аппаратов на основе комбинированных методов обогащения. В частности, для извлечения тяжелых немагнитных и слабомагнитных минералов, таких как золото, серебро, касситерит, вольфрамит, минералы платиновой группы и т.д.- технологий на основе процессов магнитной сепарации II рода, в которых в качестве улавливающей среды - постели используются сфлокулированные воздействием магнитного поля на осадительных поверхностях объемные структуры из ферромагнитных частиц магнетита различной плотности и подвижности, получивших название - магнитно-флокуляцион-ная сепарация (МФ - сепарация) [5].
Проведенный теоретический анализ процесса МФ - сепарации с использованием современных представлений о процессах гравитационного обогащения, магнитной сепарации и магнитной флокуляции, гидродинамики русловых потоков и феррогидродинамики, а также данных по геологии россыпей позволил установить следующее:
1) известное геохимическое сродство золота и железа (магнетита) определяет одновременное их присутствие в россыпях, что позволяет создавать осадительные структуры - постели из содержащегося в них магнетита путем его флокуляции воздействием магнитного поля;
2) шероховатость и пористость сфлокулированного слоя магнетита обуславливает извлечение тяжелых частиц золота из потока путем их гравитационного осаждения и закрепления на поверхности, либо механического заклинивания в поро-вых каналах структуры (фильтрационный захват);
3) значительная часть мелкого и тонкого золота связана с минералами железа (золото в «рубашке», ферромагнитные амальгамы), что обуславливает их магнитные свойства и, следовательно, извлечение в постель-концентрат аналогично процессам магнитной сепарации I рода ;
4) проявление немагнитными частицами золота в водной среде свойств парамагнетиков обуславливает их извлечение в постель- концентрат также за счет захвата в магнетитовые флокулы аналогично захвату немагнитных частиц в процессах магнитной сепарации I рода;
5) полиградиентные свойства сфлокулированного слоя магнетита определяют извлечение слабомагнитных и проявляющих в воде парамагнитные свойства частиц золота в воде и за счет полиградиентной сепарации;
6) указанные выше процессы проходят при одновременном влиянии электродинамического торможения электропроводных частиц золота в неоднородном магнитном поле, а также в условиях зависимости реологических свойств пульпы и ее структурированности от величин и взаимной ориентации гравитационного и магнитного полей (ферро-гидродина-мический эффект).
Благодаря данным особенностям, процессы МФ-сепарации обеспечивают повышенное извлечение мелкого, тонкого и «плывучего» золота, золота в «рубашке» и в сростках и золотосодержащих амальгам и получают все более широкое и разнообразное применение в процессах переработки золотосодержащих россыпей и руд. Областью применения МФ-сепарации является доизвлечение мелкого и тонкого золота из эфелей промприборов и драг, хвостов флотации и выщелачивания (цианирования), переработка техногенных россыпей и строи-
тельных песков, предварительное обогащение руд перед выщелачиванием и флотацией [6-9 и др.].
Особый практический и научный интерес представляет использование МФ-сепарции в процессах дражной переработки россыпей.
Поскольку переработка россыпей на драгах осуществляется по достаточно разветвленным схемам гравитационного обогащения, имеется возможность оценить эффективность процесса МФ-сепарации на продуктах с разнообразным вещественным составом. В частности, в процессе обогащения достаточно ощутимо изменяется содержание магнетита в продуктах, так как основное его количество извлекается с золотом. Как известно [6, 8], извлечение золота при МФ-сепарации тем выше, чем больше содержание магнетита в исходном продукте сепарации. Кроме того, поскольку технологические линии на драгах содержат, как правило, несколько единиц параллельно работающего оборудования, достаточно легко обеспечивается возможность регулирования производительности работы аппаратов для МФ-сепарации и облегчается сопоставление их эффективности с существующим оборудованием. При этом одновременно на драге может эксплуатироваться технологическое оборудование с периодическим и непрерывным съемом концентрата, что позволяет исследовать процесс МФ-сепарации с различным режимом съема концентрата.
Вполне естественно, что в первую очередь должна быть оценена возможность доизвлечения мелкого и тонкого золота методом МФ-сепарации из дражных эфелей. С данной целью проведен комплекс исследований, включающий отбор технологических проб, определение содержания в них магнитной фракции, обогащение технологических проб методом МФ-сепарации с получением золотосодержащего концентрата и хвостов, гранулометрический и минералогический анализы (ГМА) и доводку полученных при сепарации продуктов с выделением свободного золота, определение содержания в них и в хвостах доводки золота методом атомной абсорбции (ААА), анализ данных и выработку
рекомендаций. Исследования выполнены на технологических пробах, отобранных из эфелей драг, работающих в ОАО «Прииск Соловь-евский» (Амурская область) - проба I и ОАО «Прииск Усть-Кара» (Читинская область) - проба II.
МФ-сепарация технологических проб проведена на экспериментальной установке, схема которой представлена на рис. 1. Установка представляет собой размещенный с наклоном на столе 1 швеллер 2, на внутренней полке которого расположены постоянные феррит-бариевые магниты 3 с чередующейся в продольном направлении полярностью типа N-S-N-S - ... . Между магнитами вставлены деревянные бруски 4, а сверху на них устанавливается съемный лоток 5 из немагнитного материала. Ширина лотка и, соответственно, потока равнялась 20 мм при сепарации пробы I и 40 мм при сепарации пробы II (с учетом возможности подачи необходимого количества воды на единицу ширины потока для создания требуемой его глубины и скорости). В верхней части установки размещен загрузочный лоток 6, к которому подведен водопровод 7. Для улавливания хвостов установка снабжена хвостоприемником 8.
Технологический режим МФ-сепарации установлен с учетом ранее проведенных исследований на данной установке [6]: расход твердого - 0,15-0,18 кг/мин на 1 см ширины потока; расход воды - 1,2-1,5 л/мин на 1 см ширины потока; угол наклона - 6 .
С учетом установленных значений расходов твердого и воды, отношение Т:Ж (по массе) составляло от 1:8 до 1:15. Съем концентрата -периодически, продолжительность одного цикла сепарации - в среднем 40 мин.
Максимальная крупность материала в технологических пробах составляла 3 мм.
Предварительным анализом технологических проб на содержание магнитной фракции установлено, что его величина составила для пробы I - 7,96 % (в т.ч. магнетита 0,54 %), пробы II - 0,53 % (в т.ч. магнетита 0,1 %).
Учитывая установленные значения содержания магнетита в пробах, предложены и реализованы две
технологические схемы осуществления процесса МФ-сепарации.
Поскольку в пробе I содержание магнетита превышает его минимально необходимое значение для эффективного осуществления процесса МФ-сепарации (0,6 % - [8]), первоначально она подвергалась магнитной сепарации (рис. 2, а). Таким образом из пробы частично (до 20 %) извлекалась магнитная фракция, которая использовалась для предварительного формирования структуры - постели на дне съемного лотка, что исключало потери золота в начале цикла сепарации.
При МФ-сепарации пробы II, с учетом малого количества магнитных минералов, структура - постель была сформирована в первом цикле сепарации из магнетита, взятого извне, а при проведении последующих циклов сепарации - из магнетита, выделяемого из ранее полученного концентрата МФ-сепарации (рис. 2, б).
Выход золотосодержащего концентрата МФ-сепарации составил:
проба I - 3,50 %;
Из хвостов МФ-сепарации и хвостов доводки концентрата МФ-сепарации отобраны пробы для ГМА и ААА. Черновые концентраты доводки подвергнуты ГМА с последующей их кислотной обработкой для выделения чистого золота.
Минеральный состав продуктов МФ-сепарации пробы II по данным ГМА приведен в табл. 1, их ситовая характеристика - в табл. 2, распределение золота по продуктам - в табл. 3.
Ситовая характеристика золота (по данным ГМА) пробы I представлена в табл. 4.
Большая часть золотин в пробах представлена пластинами изомет-ричной и слегка вытянутой формы (до 60 %), часть из которых - в ртутной «рубашке». В меньшем количестве (30 %) распространены почковидные (жгутики, проволочки) формы золотин, нередко стянутые в агрегаты неправильной формы. Среди них - наибольшее количество в ртутной «рубашке». Комковатые, изометричные зерна составляют около 10 % от выделенного количества золота. У многих из них наблюдаются участки поверхности, покрытые тонкой пленкой гидроокислов железа.
Извлечение золота в концентрат МФ-сепарации, по данным ГМА, составило более 98 %, в черновой концентрат доводки - 94,2 % (для пробы II).
Сравнение данных по содержанию золота в продуктах МФ-сепарации пробы II по данным ГМА и ААА (табл. 3) показывает, что в них содержится значительное количество (в исходной пробе - до 50 %) золота, не обнаруживаемого при минералогическом анализе - в сростках, в «рубашке», пылевидного. По данным ААА извлечение золота в концентрат МФ-сепарации составило 57 %, а потери золота при его доводке - 18,4 % извлеченного в процессе МФ-сепарации.
Содержание золота в концентра-
те МФ-сепарации пробы I составило 56,63 г/т (по данным ГМА).
Таким образом, при МФ-сепарации одной тонны эфелей класса крупности -3 мм извлечение золота составит: проба I - 1,98 г; проба II - 1,45 г.
Содержание магнетита в концентратах МФ-сепарации составило около 20 %, отношение содержаний золота и магнетита - 0,3 г золота на 1 кг магнетита.
С целью получения данных по возможности полного извлечения золота путем увеличения содержания магнитной фракции в исходных продуктах МФ-сепарации проведены исследования, в которых в качестве последних использованы черновые концентраты, получаемые при гравитационном обогащении песков.
Рис. 2. Технологические схемы МФ-сепарации проб I (а) и II (б)
Рис. 3. Технологические схемы переработки золотосодержащих песков: ДиГ - дезинтеграция и грохочение, МС - магнитная сепарация, ПО -первичное гравитационное обогащение, ПГр - промежуточное грохочение
ТаТабиіщіі 2
МИНЕОАЛННЫЙАКТСРАСТПРОДУРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПРОБЫ II
КлМ6#6рапности
+0
28;
Распределение Аи
(по дан'"'М,І.а^-ІсЛ^
Хвосты МФ-СепараиИМФ-сепараХВОсты доводки коніентраГа°ст1
1610.125
данным ААА). г/т
іуПноСти.мм
-0.12Д
СодержМфе<АварИЦии выход
І0.Ш
-0.Ш 10.12Д
=05Р
і доводки концентрата МФ-сепарации
Распределение Аи (по данным ГМА).
Содержание Аи (по данным ААА). г/т
■0,
Актинолит
1-2%
5-7%
+
0,1
< 0,1
\-ьбі+0,16
.8,2
1%
1-2%
+ <
0,1
62+4
60,4
5,0
Андалу+0Г125
69,9
44,1 +
,49
12,3
12,9
5,4
АпатиГ5 +0,008
+ 1,2
4,7+++
,07 +
4++
8,6
9,1
АрсенЬпирит
+ 0,1
++ 41,2 ++
5,95 +
0,+6
18,1
105,0
БИтиГ»
2-
3-5% 100,0-7%
1-3%
■ 12 1%
1Ю0%0
100,0
14,71
Висмутин
Галенит
+
+
„ распределени
І идроспЮдя_____
: зо+ота
ПО Пр_(+ДУКТ/
Г идроокНсимФо^ и Мп
ние вроду
кта +
продукт
ат МФ-с :парации
МФ-сепар
ации
+
концент
рат дово^ ц ш2-3%
дки
кон+цен-
2-3%
сепа)рации
концентра
а МФ-
ОБ%ГАЩЕНИЯ ПРОБЫ
+
+
'одержание
по даннь м ГМА
1,2
+
65,
+
0,026
+ * 2-3%
3-5%
2,61
золота+ г/т
по данным ААА
2
3-4(
+7 6,79
+1,12
2-3%
1-2%
+1 4,71
йримишїіт *
ение не ог ределялось
+
+
Кварц Киноварь ЛиіСИТОВАЯ ХАРАК
70-80%
60-70%
55-60%
50-60%
ТЕРИСТИІСА ЗОЛОТА (ПРОБА +
45-50%
+
+
30-45%
Магнетит
Класс к
їупности.
+
шортит
Молибденит
л-0,6 +0,3 Мусковит
т-0,3 +0,15 1 Пирит ’----
-0-Н
5-7%
7-8%
+
Содера
! кла-с°%о
3-5%
10,8
0-1%
27,9
0-1%
2-3%
7-9%
33,2
8-10%
10-12%
10
0,0
+
+
Серебро „Таблица 5 Скородит , СиТОВАЯ ХАРАК ^СФ^лерит
СфШ1 Турмодукт
ТЕРИСТИІ СА ЗОЛОТА В Г РОБАХ А, В,
С (В %)
енование а
ХлшриА
ше@Ьрй€а С
+
+
+
+
+
І
ітО.б
2,32
2,38
++,64
ласс +рупн
-0,
б +0.3,
6,48
,00
,49
. +пм
++
0.3
-4%
Все
+1,20
10(
+0,62
100
і 0,5
+0,87
100
Эпидот
+
ПрЙЖч&ние: один знак «+» (плюс) - редкие, два - единичные знаки, три - до деся-
Наименование продукта Проба
А В С
Исходный продукт 193,92 116,22 49,34
Концентрат МФ-сепарации 586,67 431,49 154,02
Хвосты МФ-сепарации 2,24 0,24 0,70
Всего на исследования было представлено три технологических пробы, отобраны на драге № 53 ОАО «Прииск Усть-Кара»:
проба А - из концентрата контрольного шлюза, установленного в технологической цепи в цикле до-извлечения мелкого и тонкого золота после отсадочной машины;
пробы В и С - из концентратов левого и правого продольных эфельных шлюзов.
Максимальная крупность материала в пробах составляла 3 мм. Методика и оборудование для исследований были аналогичны вышеприведенным.
Содержание магнитной фракции (до 60 % - магнетит) составило: проба А - 9,98 %; проба В -8,37 %; проба С - 8,75 %. Ситовая характеристика золота в пробах представлена в табл. 5 (по данным ГМА).
МФ-сепарация проб проведена в соответствии с технологической схемой, представленной на рис. 2 б. Выход концентрата МФ-сепарации составил: проба А - 32,8 %; проба В - 24,4 %; проба С - 28,8 %, в среднем - 28,82 %. Содержание золота (по данным ГМА) в продуктах МФ-сепа-рации представлено в табл.6. Содержание золота (по данным ААА) в объединенных хвостах доводки концентратов МФ-сепарации составило 55г/т, в объединенных хвостах доводки концентратов -0,14 г/т.
С учетом данных ААА, общее содержание золота в объединенных продуктах проб А, В и С составило 137,3 г/т; в объединенном концентрате МФ-сепарации - 473 г/т; в объединенных хвостах
6
+
+
+
0
+
+
М
+
+
+
+
+
+
+
Т
Т
т
1
7-8%
1
1
+
+
+
+
+
0
+
+
0
+
+
Рис. 4. Рекомендуемые схемы проведения МФ-сепарации
МФ-сепарации - 1,20 г/т. Таким образом, извлечение золота в концентрат составило 99,3 %, что свидетельствует о возможности повышения его извлечения методом МФ-сепарации путем увеличения содержания магнитной фракции в исходном продукте сепарации с одновременным предварительным
рованием осадительной структуры-постели.
Основываясь на полученных данных, предлагаются три пиальных схемы переработки тосодержащих песков (рис. 3), зволяющие оптимизировать
жание магнитной фракции в ном продукте МФ-сепарации. Для этого в технологический процесс введена операция магнитной рации, которой подвергаются либо исходные пески непосредственно
после операции дезинтеграции и грохочения (рис. 3, а), либо концентрат первичного обогащения (рис. 3, б), либо концентрат МФ-сепарации (рис. 3, в). Выделенная магнитная фракция направляется в устройство для МФ-сепарации, где используется или для предварительного
вания осадительной структуры-постели (рис. 4, а), или
ся совместно с исходным продуктом в виде пульпы на рабочую поверхность (рис. 4, б), или частично используется для
тельного формирования структуры-
постели, а частично -подается совместно с исходным продуктом (рис. 4, в). Использова-вание предлагаемых технологических схем позволяет, за счет оп-
___________ тимизации
ления магнитной фракции по продуктам обогащения, повысить извлечение золота в концентраты операций первичного обогащения и МФ-сепарации, а также получать концентрат первичного обогащения не содержащий (либо содержащий незначительное количество) магнитных минералов, что в целом повышает извлечение золота в концентраты. Выбор конкретной схемы обогащения определяется гранулометрической характеристикой и минеральным составом исходного продукта, ситовой характеристикой золота и требуемой производительностью.
Таким образом, по результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1) вещественный состав продуктов дражной переработки россыпей весьма разнообразен, при этом
содержание магнитной фракции (магнетита) изменяется в широком диапазоне, что обуславливает необходимость первоначальной оценки ее содержания для определения возможности и технологической схемы осуществления МФ-сепарации;
2) получены данные, подтверждающие эффективность процесса МФ-сепарации дражных эфелей (дополнительное извлечение золота из каждой переработанной тонны эфелей класса крупности -3мм составило от 1,5 до 2 граммов);
3) доказана возможность практически полного извлечения золота (свыше 99 % при содержании золота класса крупности - 0,3 мм свыше 90%) путем повышения содержания магнитной фракции в исходном продукте МФ-сепарации (до 8-9 %) и предварительного формирования осадительной структуры-постели;
4) применяемая схема доводки концентрата МФ-сепарации на концентрационном столе СКО-0,5 позволяет извлечь в черновой концентрат доводки только около 80 % золота, что свидетельствует о необходимости совершенствования технологии доводки данных концентратов;
5) предложены технологические схемы переработки золотосодержащих песков, позволяющие оптимизировать содержание магнитной фракции в продуктах обогащения и, таким образом, повысить извлечение золота в концентраты;
6) представляется необходимым разработать конструкции аппаратов для МФ-сепарации, обеспечивающих эффективное извлечение золота из продуктов с различным содержанием магнитных минералов, в том числе при практически полном их отсутствии (в частности, реализующих технологическую схему, представленную на рис. 2, б).
С учетом полученных данных предложены практические рекомендации по совершенствованию технологий дражной переработки золотосодержащих песков на объектах исследований.
список литературы
1. Мамаев Ю.А., Ван-Ван-Е А.П., Литвинцев В.С. и др. Проблемы добычи золота из россыпей Дальнего Востока на современном этапе // Добыча золота. Проблемы и перспективы. Доклады семинара. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 1997. - С. 13-23.
2. Россыпные месторождения России и других стран СНГ (минералогия, промышленные типы, стратегия развития минерально-россыпной базы). Отв. ред. Н.П. Лаверов, Н.Г. Паитык-Кара. - М.: Научный мир, 1997. - 479 с.
3. Мязин В.П., Татауров С.Б. О некоторых направлениях к разработке технологических схем утилизации золотосодержащих амальгам из техногенных месторождений // Добыча золота. Проблемы и перспективы. Доклады семинара. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 1997. - С. 315-325.
4. Макаров В.А., Шрайнер А.Д., Бурлаков А.А., Цыкин С.Р. Опыты решения геологических, технологических и экологических задач при переоценке техногенных россыпей и хвостохранилищ Енесейского кряжа // Драгоценные металлы и камни: Проблемы добычи и извлечения золота из руд, песков и вторичного сырья. Материалы сообщений отраслевой
научно-технической конференции. Иркутск: ОАО «Иргиред-мет», 1997. - С. 18-28.
5. Кармазин В.В., Закиева Н.И. Технологические возможности магнитно-флокуляционной сепарации тонких классов руд россыпных месторождений //Горный информационно-аналитический бюллетень. Вып. 4. - М.: МГГУ, 1995. - С. 60-63.
6. Закиева Н.И. Повышение извлечения золота за счет осаждения мелких классов на ферромагнитных флокулах. Дис. канд. техн. наук. Чита, 1998. - 165 с.
7. Karmazin V.V., Myazin V.P., Protasov V.F. New ways of increasing noble metals recovery and solving environmental problems in processing of gold mining wastes // Obogashcheniye Rud. 2000. Special issue. P. 25-30.
8. Pachedjieff B., Nishkov I., Stoev S. Magnetic sluice box with high contact ability for heavy fine minerals // Prep. of XII -th Int. Precious Metals Conf. - Montreal, 1989. P. 255-260.
9. Патент №571597 (Австралия). Magnetic recovery means/ Taylor C.H. - Заявл. 26.10.83. Опубл. 21.04.88.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------
_____________________________________________________________Q
Закиев Рашит Бореевич - ведущий научный сотрудник Забайкальского НИИ.
Мязин Виктор Петрович - Читинский государственный технический университет.
Закиева Нина Ивановна - доцент, кандидат технических наук, Читинский государственный технический уни-
верситет.
