CC BY
103
Ю.М.Тен, К.Л.Ястребов, Б.А.Байбородин
Основные методы доводки золотосодержащих концентратов
После ввода в эксплуатацию промывочно-обогатительных приборов с непрерывным выводом концентратов технологии и технологические схемы доводки концентратов, снятых со шлюзов глубокого наполнения, и концентратов цикла непрерывного вывода следует рассматривать раздельно.
Известно, что в зависимости от типа промывочного устройства и способа сполоска шлюзов глубокого наполнения объёмное количество концентратов, направляемое на доводку за один сполоск, различно (табл.1), На приисках и участках широко распространена доводка концентратов на шлихо-обогатительных фабриках (ШОФ) или участковых шли-хо-обогатительных установках (ШОУ). На отдельных промывочных приборах доводку концентрата производят на полевых доводочных установках (ПДУ). Такая организация работ явилась следствием широкого развития контейнерного сполоска шлюзов, при котором концентраты можно транспортировать на требуемое расстояние. Это соответствует сложившейся практике разработки россыпей, когда пески обогащают на большом количестве переставных промывочных приборов,
Таблица 1
Количество концентрата одного сполоска
Тип промывочного прибора Вид концентрата и его объем, л Время, необходимое на доводку концентрата, мин
Скубберный Первичный - до 500 Сокращенный - до 50 40-50 20-40
Гидроэлеваторный Первичный - до 800 Сокращенный - до 50 70-80 20-40
Шлихо-обогатительные фабрики (ШОФ) представляют собой стационарные сооружения, рассчитанные на долголетнюю эксплуатацию. Они располагаются в районе баз вблизи приисковых поселков и имеют достаточно развитую схему, позволяющую осуществлять законченный цикл обработки концентратов, доставляемых со всех типов промывочных устройств в автоконтейнерах и переносных контейнерах, с получением чернового золота и отвальных продуктов. На этих фабриках могут перерабатываться все виды шлюзовых продуктов. Возможно и в зимний период производить промывку поисковых и разведочных проб. Концентраты разных промывочных
устройств обрабатываются раздельно. Извлечение золота при доводке шлюзовых концентратов достигает 99,8%. Однако хвосты доводки не могут считаться отвальными и подлежат складированию и хранению в спецотвалах,
Шлихо-обогатительные установки (ШОУ) представляют собой временные сооружения, которые в зависимости от расположения промывочных приборов можно перевозить с одного места на другое. ШОУ обслуживают группы приборов и предназначены для выделения основной массы золота из концентратов только средствами гравитационного обогащения. Выделенные продукты накапливают и периодически перевозят на ШОФ. Хвосты ШОУ также подлежат складированию в спецотвалах.
Полевые доводочные установки (ПДУ) предназначены для доводки концентрата на отдаленных промывочных приборах. На ПДУ производится доводка концентратов, предварительно сокращенных на шлюзах промывочных приборов объема до 30 л. Доводка сокращенных концентратов проводится на вашгердах с выделением чернового золота и шлихов. Для обогащения крупных фракций первичных (несокращенных) концентратов применяют шлюзы уменьшенного размера: длина - до 4 м, ширина - до 0,4 м. Арми-ровка шлюзов обычная - резиновые коврики и сверху металлические трафареты, закрепленные плинтусами. Расход воды на 1 м ширины составляет 50-120 л/с на шлюз шириной 0,4 м. Съем концентрата с головной части шлюза производится после обработки всего объема концентрата раздельно с каждого промывочного прибора. Обычно эта операция заключается в ручной выборке самородков и сполоске ковриков. Полный сполоск шлюза по всей его длине осуществляется раз в сутки. Мелкий концентрат доводят на вашгерде. Вашгерд применяют для выделения основной массы свободного золота и обогащенных золотосодержащих продуктов. Наклон вашгерда подбирают в каждом конкретном случае в зависимости от характера промываемого материала. Ваш-гердные шлихи собирают в специальные опломбированные емкости с целью последующей обработки их на ШОФ. Доводке на вашгерде предшествует удаление из шлюзовых концентратов магнитных минералов с помощью ручных электромагнитов типа МРП и МРК с напряженностью поля на днище корпуса до 20000 А/м, что позволяет обрабатывать материал крупностью 0,2-3,0 мм. Черновое золото с ШОФ и устано-
вок поступает в золото-приемную кассу (ЗПК) для окончательной очистки от механических примесей перед отправкой на аффинажный завод. Кассовая обработка золота заключается в его рассеве на классы крупности и выделении примесей из крупных классов путем ручной разработки, из мелких - путем отдувки. Из кассовых отдувов золото извлекается плавкой.
Концентраты обогатительной установки промы-вочно-обогатительного прибора перед доводкой под-
вергают классификации по крупности или грохочению. Для грохочения предварительно сокращенных на приборе концентратов применяют грохота типа ГЖ-1 или иные малогабаритные вибрационные грохоты,
Тяжелые фракции большинства металлоносных песков содержат минералы с повышенной магнитной восприимчивостью. При промывке и обогащении эти минералы переходят в концентрат (шлихи). Поэтому при доводке концентратов на ШОУ для извлечения
Исходные черновые концентраты
т
Грохочение по классу 0,5 мм
+0.5
Магнитная сепарация в слабом магнитном поле
М/ф
Складирование
Н/ф
Электромагнитная сепарация
М.ф. Н/ф
Складирование
Обработка в ККГЦ
Слив Пески
Доводка на песковом столе
хв.
к-т
Обогащение в центробежном
концентраторе
хв. В отвал
к-т
▼
V
Электрическая сепарация
Дизл.
Провод
-0,5
Магнитная сепарация в слабом магнитном поле
М/ф Н/ф
Складирование Электромагнитная сепарация
Н.ф. М/ф I
Складирование Обработка в ККГЦ
Пески
Слив
Доводка на шламовом столе
к-т
хв.
Сушка Сушка
Обогащение в центробежном
концентраторе
к-т
хв.
В отвал
1
лектрическая сепарация
Провод.
Диэл.
Товарный концентрат
Вариант технологической схемы доводки черновых концентратов на шлихообогатительной установке или шлихообогатитель-ной фабрике (ККГЦ - коротко конусный гидроциклон)
магнитных минералов целесообразно использовать методы магнитного обогащения. Для извлечения в водной среде сильномагнитных минералов целесообразно использовать электромагнитные сепараторы ЭБМ-32/20 (120СЭ), ЭБМ-90/33 (278СЭ), а для слабомагнитных минералов -электромагнитные валковые сепараторы типа ЭВМ-36/50(279СЭ), ЭВМ-10/5(281СЭ).
Из наиболее испытанных разновидностей гравитационного обогатительного оборудования для доводки концентратов обогатительной установки прибора можно отметить вибрационные (сотрясательные) концентрационные столы малого типоразмера: СВЛ-1, СКЛ-2, СКЛ-3, СКО-2, СЮЭ-0,5, ЗОА-КЦ. Концентрационные столы являются наиболее эффективными обогатительными аппаратами, способными перерабатывать горное дисперсное сырье очень широкого диапазона крупности с высоким извлечением и степенью обогащения, хотя далеко не компактны и невысокопроизводительны. Но при доводочных операциях высокой производительности не требуется. Здесь внимание уделяют качественной стороне проводимых операций. Но если результаты работы Песковых концентрационных столов отвечают требованиям, предъявляемым к доводочным операциям, то шламовые концентрационные столы не в состоянии за одну операцию переработки тонкодисперсных и шламовых материалов выдавать кондиционный по содержанию ценных минералов и золота концентрат. Тонкодисперсные и шламовые концентраты столов требуют достаточно разветвленной схемы доводки. В этом отношении могут оказать существенную помощь многооперационные барабанные концентраторы новой модификации [1, 2]. Рассмотренные методы и операции обогащения позволяют разработать технологические схемы ШОУ. Один из вариантов возможной технологической схемы доводки концентратов представлен на рисунке. При наличии в исходных черновых концентратах ценных компонентов всех классов крупности целесообразно в голове схемы доводки предусмотреть грохочение материала на два класса крупности по классу 0,5 мм. В этом случае вся технологическая схема и схема цепи аппаратов разделится на песковую и шламовую секции [2].
Песковая фракция исходных концентратов может быть подвергнута двум стадиям магнитной сепарации в случае наличия и необходимости вывода сильномагнитных и слабомагнитных минералов в отдельные мономинеральные фракции. Это снизит потери золота при доводке. Утилизация, методы использования или складирования магнитных фракций решаются в каждом конкретном случае отдельно.
В табл. 2 приведены результаты измерений удельной магнитной восприимчивости минералов, выполненных в лаборатории института Механобр.
Немагнитная фракция, содержащая золото, может быть подвергнута перечистке в короткоконусном гидроциклоне (ККГЦ), обеспечивающем высокое извлечение тяжелых ценных минералов и золота, но недостаточно высокую концентрацию ценного и вывод в слив минералов легкой фракции.
Пески короткоконусных гидроциклонов целесообразно доводить на винтовых сепараторах малых размеров или на концентрационных Песковых столах с выводом высоко кондиционного концентрата. Слив короткоконусного гидроциклона и хвосты концентрационного стола рекомендуется подвергнуть контрольному обогащению на гравитационно-центробежном обогатительном оборудовании, например, винтовом сепараторе или безнапорном чашевом концентраторе. Суммарный концентрат следует обезводить и высушить, после чего при необходимости подвергнуть электрической сепарации для разделения на фракции проводников и диэлектриков.
Таблица 2
Магнитная восприимчивость минералов
Наименова- Удельная Наименова- Удельная
ние минера- магнитная ние минера- магнитная
ла восприимчивость, см3/г ла восприимчивость, см5/г
Арсенопирит 8.10"6 Малахит 45.10"6
Берилл 0.8.10'6 Монацит 14.10'6
Биотит 40.10'6 Пирит LIO"6
Вольфрамит 66.10'6 Пирротин 5400.10"6
Гематит 280.10'6 Роговая обманка 24.10'6
Гранат 60.10"6 Рутил 2.10'6
Ильменит ШЛО'6 Турмалин (светлый) 12.10'6
Кальцит 3.10'6 Циркон 151.10"6
Лимонит зб.ю-6 Халькопирит 127.10'6
Магнетит 80000.10"6 Цинковая обманка 90.10"6
При необходимости дальнейшей доводки золотосодержащие концентраты, полученные на шлихо-обогатительной установке, после сушки могут быть подвергнуты электросепарации с последующей плавкой на слиток. При этом извлекается не только золото, но и сопутствующие минералы. Особенно эффективна электросепарация при наличии в шлиховых продуктах циркона, апатита, дистена. В этом случае она позволяет извлекать в проводниковую фракцию 98-100% золота. Для указанных целей хорошо себя зарекомендовали отечественные электросепараторы ЭКС-200, ЗЭБ-32/50 (266СЭ), ЭС-2 и ПС-1. С целью повышения эффективности процесса сепарации за счет более точного регулирования параметров электрического поля и подачи исходного материала раз-
Таблица 3
Расчёт экономической эффективности от внедрения промывочно-гидравлического прибора с непрерывным выводом концентрата
N2 п/п Наименование затрат Результаты расчёта
при 8=82% при £=92% при 8=85% при е=97%
1 Производительность промприбора, м3/сут 1000 1000 1000 1000
2 Насыпная плотность песков, т/м3 1.6 1.6 1.8 1.8
3 Содержание золота в исходных песках, г/м3 0.5 0.5 1.0 1.0
4 Количество золота в исходных песках, г/сут. (п.1*п.2*п.З) 800 800 1800 1800
5 Количество золота, извлечённое промприбором, г/суг. (п.4*е) 656 736 1530 1746
6 Количество золота, уловленное шлюзом глубокого наполнения, г/сут, (п,4*0.2) 160 160 360 360
7 Количество дополнительно добытого золота обогатительной установкой, г/сут. (п.5-п,6) 496 576 1170 1386
8 Количество дополнительно добытого золота с учётом потерь при плавке на слиток, (п,7*0.98) г/сут. 486 564.5 1146.6 1358.3
9 Количество добытого золота с учётом потерь на аффинажном заводе, г/сут. (п.8*0.98) 476.3 553.2 1123.7 1331.1
10 Условная стоимость 1 грамма золота, долл/г 10 10 10 10
11 Число суток в промывочном сезоне 200 200 200 200
12 Количество дополнительно добытого золота за промывочный сезон одним прибором, г. (п.9*п.11) 95260 110640 224740 266220
13 Стоимость дополнительно добытого золота одним прибором за сезон [(п.12*п,10)/1000], тыс. долл. 952.6 1106,4 2247.4 2662.2
14 Стоимость промывочно-обогатительного прибора, тыс. долл. 50 50 50 50
15 Стоимость доводочной установки, тыс. долл. 50 50 50 50
16 Время окупаемости прибора и доводочной установки (п.14+п.15)/(п.9*п.Ю), суток, месяцев 21 18 иначе - зс 9 з 1 месяц 7.5
17 Неучтённые расходы(20% от п. 13), тыс. долл. 190.5 221.3 449.5 532.4
18 Прибыль от одного промприбора за сезон, (п.13-п.17-п.14-п.15) тыс. долл. или тыс. руб. 662.1, 19862.4 785.1, 23553.6 1697.9, 50937.0 2029.8, 60894.0
Примечание. Извлечение 82 и 85% может быть достигнуто при извлечении смеси пластинчатого и комковото золота; извлечение 92 и 97% может быть достигнуто при наличии в песках золотин только комковой формы и отсутствии золотин пластинчатой формы.
работана конструкция бесприводного комбинированного электрического сепаратора [3].
Класс крупности мельче 0,5 мм исходных черновых концентратов может перерабатываться по аналогичной технологической схеме, но с учетом особенностей, присущих всем тонкодисперсным и шламовым материалам. При этом тип оборудования и режим его работы должны соответствовать крупности перерабатываемого материала. Здесь также рекомендуется вначале вывести в отдельные продукты сильно- и слабомагнитные тонкодисперсные минералы, возможно, с дополнительной перечисткой магнитных фракций. Для дальнейшей доводки немагнитную фракцию целесообразно промыть и обезилить в ККГЦ. Песковая часть крупностью более 20-30 мкм
может быть направлена на концентрацию на винтовом шлюзе, барабанном концентраторе или шламовом концентрационном столе с получением высоко-кондиционного концентрата. Хвосты указанного оборудования совместно со сливом ККГЦ следовало бы подвергнуть операции контрольного обогащения в барабанном концентраторе или ином оборудовании со складированием отвальных хвостов в спецотвал. Полученный концентрат обезвоживают и сушат, после чего при необходимости подвергают электрической или трибоадгезионной сепарации с целью разделения на диэлектрики и проводники. Все отвальные хвосты следует складировать и хранить в спецотвале.
Полученные золотосодержащие материалы методами плавки переводят в черновое золото в виде
корольков или слитков, Шлаки плавок следует хранить в спецотвалах для возможной переработки в будущем. Черновое золото направляется на аффинажный завод.
В табл. 3 приведены данные экономической эффективности при переработке различных типов горного сырья, полученные в результате испытаний и внедрений вышеописанной технологии и промывочно-обогатительных приборов с непрерывным выводом концентрата.
Библиографический список
1. Ястребов К.А. Барабанный концентратор. - Патент РФ 2127636. 20.03.99. Бюл. № 8.
2. Ястребов К.Л. Развитие теории, технологии и совершенствование конструкции оборудования рудного самоизмельчения и гравитационного обогащения полезных ископаемых. - Дисс, ... докт. техн. наук. - Иркутск, 2002.
3. Ястребов К.Л. и др. Электрический сепаратор. A.c. СССР №977040. 30.11.82. Бюл. № 44.
