CC BY
65
© Д.Н. Семенихин, 2015
УЛК 622.7
Д.Н. Семенихин
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОГО ВЫВЕДЕНИЯ СОРБЦИОННО-АКТИВНОГО УГЛЕРОДИСТОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД
Приведены результаты исследований по изучению возможности извлечения углеродистого вещества из сульфидной золотосодержащей руды флотационным методом. В результате обработки данных построено уравнение регрессии для прогноза уровня содержания углеродистого вещества в продукте операции предварительной флотации. Определены условия процесса флотации для достижения оптимальных показателей. Ключевые слова: руды «двойной упорности», углеродистое вещество, золотосодержащие сульфиды, флотационный метод.
Во все времена значение благородных металлов, а в первую очередь золота, было крайне велико для экономики страны. Золотой резерв в современной обстановке является важным критерием благосостояния государства. В обшей стоимости товарной продукции, добываемой из минерального сырья, золото занимает 5 - е место, уступая по этому показателю лишь нефти, природному газу, углю и железным рудам и значительно опережая другие цветные металлы и алмазы [1].
Руды золотосульфидного типа являются одним из основных источников благородных металлов, в них сосредоточена значительная часть мировых запасов золота. Основные тенденции развития современного горно-металлургического комплекса России определяются необходимостью широкого вовлечения в переработку труднообогатимых («упорных») руд [2]. Такие руды характеризуются низким содержанием ценных компонентов и тонкой вкрапленностью минералов. Руды «двойной упорности», помимо вышеперечисленных факторов, содержат активное рудное углеродистое вешество (РУВ), которое сорбирует растворенное в цианиде золото (явление прег-роббинга) и приводит к неизбежным технологическим потерям. Месторождения золото-кварцево-сульфидных руд в
углеродсодержащих песчано-сланцевых толшах заключают 12 % мировых запасов [2].
Практически все методы переработки золота имеют существенные ограничения, приводящие к технологическим, экономическим и экологическим проблемам при их реализации [4].
В технологии переработки углеродистых золотосодержащих руд особое место занимает процесс флотационного выделения углерода. Это позволяет снизить негативный эффект прег-роббинга, а получаемые при этом концентраты могут быть в дальнейшем переработаны с высокими показателями по извлечению золота.
Одной из разновидностей данного процесса является флотация углистых сланцев с использованием керосина. Образующиеся при воздействии керосина поверхностные пленки на уг-лесодержащих минералах придают им заметные гидрофобные свойства, в результате чего значительная часть указанных минералов (в частности, графита) может быть выделена из пульпы в пену сгустителей или агитаторов и таким образом выведена из цикла цианирования. Данный прием (носящий имя «способ Вуда») может быть эффективно использован в тех случаях, когда обрабатываемая руда не содержит легкофлотируемых сульфидных золотосодержащих минералов, т.е. когда имеется возможность получения угольной пены с отвальным содержанием золота [5].
Если стоит задача более полного извлечения углерода в концентрат, флотацию проводят с добавлением соответствующего пенообразователя, например соснового масла. В качестве коллектора обычно используется керосин, расход которого в зависимости от характера обрабатываемой руды составляет 0,2-2,5 кг/т. В этих условиях естественно, не удается получить обеззолоченный концентрат. Наряду с углистыми минералами, в концентрат при флотации переходят наиболее легкофлоти-руемые частички металлического золота и золотосодержащих сульфидов, что вызывает необходимость металлургической переработки концентрата на золото [5].
С целью выявления оптимальных параметров флотации и расхода реагентов, а также выявления качественных показателей для достижения максимальной концентрации углерода в концентрате, эксперимент проводился соответствии планом дробной реплики 2 -1, совмещенной с одним латинским квадратом размером 4х4.
В качестве вариационных факторов были выбраны: время флотации - Х1 (предел изменения 5-14 мин) расход керосина -Х2 (предел изменения 50-300 г/т), время измельчения - Х3 (предел изменения 10-28 мин), расход Иа2С03 - Х4 (предел изменения 500-1000 г/т), расход воздуха - Х5 (предел изменения 0,4-0,9 лв/лпЧмин, где лв - объем воздуха, лп - объем пульпы). В роли пенообразователей (фактор Х6) использовались: 0Р Р-597, РЫапо1 7197, РЫапо1 7196 и МИБК (уровни 0, 1, 2 и 3 соответственно). В качестве критерия оптимизации выбрано содержание углерода во флотационном концентрате (У).
Каждый опыт проводился 3 раза с учетом принципа рандомизации, для проверки воспроизводимости результатов эксперимента и устранения искажения коэффициентов. Статистический анализ результатов проводился методом факторного анализа.
Эффекты факторов Х3, Х4 и Х5 (время измельчения, расход соды и расход воздуха) оказались незначимыми. Это можно объяснить природной гидрофобностью углеродистого вещества, за счет которой он может быть сфлотирован при помощи пленочной флотации и хорошей измельчаемостью (время больше 10 мин. значительно не влияет на процесс). Расход соды оказался незначим, вероятнее всего, потому, что ассоциация углеродистого вещества и пустой породы незначительна. Таким образом, увеличение содержания органического углерода в концентрате зависит от оставшихся двух факторов: расхода керосина и времени флотации.
Значимость различия между эффектами фактора Х6, введенном в плане на четырех уровнях, проверялась с помощью множественного рангового критерия Дункана.
Из анализа результатов следует, что вспениватель МИБК не влияет на содержание органического углерода в концентрате. Вспениватели 0Р Р-597, РЫапо1 7197, РЫапо1 7196 в значительной мере влияют на процесс флотации. Окончательно выбираем вспениватель 0Р Р-597, так как он имеет наибольший средний выход отклика.
В результате проведенного плана эксперимента выявлено, что значимыми, в заданных пределах варьирования факторов, при флотации являются предикторы Х1 и Х2 (время флотации и расход керосина, соответственно). Регрессионный анализ для данных факторов (данные со вспенивателем 0Р Р-597) проведен в системе Э1а1л81лса 6.0.
12 14
Нзбп>сд.значения |о,95 Дов.Инт. |
Рис. 1. График наблюдаемых значений н квадратов остатков
Из полученных данных видно, что модель адекватна коэффициент детерминации 94,8 %, что по шкале Чеддока говорит о наличии очень сильной связи. Итоговый вид уравнения отклика:
y = 7,2125 - 3,8525 x1 - 0,5975 x2
Для поиска оптимальных условий, соответствующих максимальному значению y был применен симплекс метод (надстройка «Поиск решения» программы Microsoft Excel).
Таким образом, на содержание органического углерода в концентрате влияют незначительно следующие факторы: время измельчения, расход соды и расход воздуха. Полученные результаты, вероятнее всего, связаны с природной гидрофобностью РУВ и с его низкой твердостью. Гидрофобностью объясняется и небольшое количество необходимого для флотации керосина, а также то, что добавление в процесс вспенивателя оказывает незначительное влияние. Для проведенной серии экспериментов оптимальными условиями процесса флотации получились следующие: время флотации - 5 мин, расход керосина - 50 г/т.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 15-17-00017).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александрова Т.Н., Ромашев А.О., Семенихин Д.Н. Минералого-технологические аспекты и перспективные методы интенсификации обогащения сульфидной золотосодержащей руды / Научно-технический и производственный журнал «Металлург». 2015 — № 4, с. 53-59.
2. Чантурия В.А., Козлов А.П. Прогрессивные технологии комплексной и глубокой переработки природного и техногенного минерального сырья / Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика: Сборник научных трудов // Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2015. 155 с. (Международная научно-техническая конференция. 19-20 мая 2015 г.), с. 12-13.
3. Дудкин Н.В. Сырьевая база и мировой рынок золота / Золото и технологии. 2014 — № 1 с. 16-20. (http://goldminingunion.ru/news/files/1984/1/)
4. Лодейщиков В. В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2-х томах. — Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999. Т.2. -с. 786.
5. Лодейщиков В.В., Стахеев И.С., Василкова Н.А. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом / М., «Металлургия», 1973 - с. 288. ¡ГШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Семенихин Д.Н. - аспирант, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», [email protected].
UDC 622.7
STUDY OF REMOVING SORPTION-ACTIVE CARBONACEOUS MATTER FROM GOLD ORE BY FLOTATION
Semenikhin D.N., post-graduate student of Mineral Processing Department of National Mineral Resources University «Mining», Russia.
The paper presents research results of removing of carbonaceous material from the sulfide gold ore by flotation. The regression equation is made to forecasting the level of carbonaceous material in the product of pre-flotation operation. The conditions for the flotation process to achieve optimal performance are shown.
Key words: double refractory ore, carbonaceous material, gold-bearing sulfides, flotation method.
ACKNOWLEDGEMENTS
The study was performed by the grant of Russian scientific Foundation (project No. 15-1700017).
REFERENCES
1. Aleksandrova T.N., Romashev A.O., Semenihin D.N. Mineralogo-tehnologicheskie aspekty i perspektivnye metody intensifikacii obogashhenija sulfidnoj zolotosoderzhashhej rudy (Mineralogical-technological aspects and perspective methods of intensifying the benefi-ciation of sulfide gold ore) / Nauchno-tehnicheskij i proizvodstvennyj zhurnal «Metallurg». 2015. No 4, pp. 53-59.
2. Chanturija V.A., Kozlov A.P. Progressivnye tehnologii kompleksnoj i glubokoj pererabotki prirodnogo i tehnogennogo mineralnogo syrja (Progressive technologies of complex and deep processing of natural and technogenic mineral raw materials) / Kombini-rovannye processy pererabotki mineral'nogo syr'ja: teorija i praktika: Sbornik nauchnyh tru-dov // Nacional'nyj mineral'no-syr'evoj universitet «Gornyj». SPb, 2015. 155 p. (Mezhdu-narodnaja nauchno-tehnicheskaja konferencija. 19-20 maja 2015), pp. 12-13.
3. Dudkin N.V. Syrevaja baza i mirovoj rynok zolota (Resource base and world gold market) / Zoloto i tehnologii. 2014, No 1 pp. 16-20. (http://goldminingunion.ru/news/ files/1984/1/).
4. Lodejshhikov V. V. Tehnologija izvlechenija zolota i serebra iz upornyh rud (Technology of extracting gold and silver from refractory ores): V 2-h tomah. Irkutsk: OAO «Ir-giredmet», 1999. T.2. pp. 786.
5. Lodejshhikov V.V., Staheev I.S., Vasilkova N.A. Tehnika i tehnologija izvlechenija zolota iz rud za rubezhom (Technique and technology of extracting gold from ores abroad) / Moscow, «Metallurgija», 1973, p. 288.
