Гравитационное обогащение, цианирование и флотация золотосодержащих руд. (Часть 1)
Процесс обогащения представляет собой единую систему, в которой отдельные элементы являются взаимосвязанными. Добиться высоких результатов можно только с учетом системного подхода, при котором учитывается взаимодействие элементов системы, то есть в данном случае полный комплекс процессов.
Гравитационное обогащение, несомненно, один из наиболее известных процессов. Именно ему история обязана тем, что золото явилось первым металлом, с которым ознакомилось человечество за несколько тысячелетий до нашей эры. Сама природа позаботилась об этом, освобождая золотины от вмещающих их минералов в руслах рек и ручьев, протекающих по золотоносным породам, придав им такую привлекательность, на которую не могли не обратить внимание наши далекие предки. С гравитационных методов обогащения началась массовая добыча золота из россыпей, после чего эти методы активно «шагнули» и в фабричную технологию переработки руд коренных месторождений. В настоящее время гравитационное концентрирование золота достаточно широко применяют на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ) во всех странах мира, в том числе и тех, которые являются основными производителями данного металла.
В 2005 г. нами проведен анализ показателей работы более двухсот ЗИФ из большинства золотодобывающих стран, включая Россию и другие республики бывшего СССР. По характеру перерабатываемого сырья эти фабрики разделены на 3 группы.
К I группе отнесены предприятия, осуществляющие извлечение золота и сопутствующего ему серебра из относительно простых в технологическом отношении кварцевых и кварцево-сульфидных руд, содержащих благородные металлы преимущественно в цианисторастворимой форме.
В группу II включены ЗИФ, перерабатывающие упорные для цианирования пиритные и мышьяково-пиритные руды с тонковкрапленным золотом в сульфидах, а также руды, содержащие сорбционно-активное углистое вещество.
Наконец, группу III составляют предприятия по переработке комплексных руд, содержащих, наряду с золотом и серебром, тяжелые цветные металлы (медь, свинец, цинк, сурьму), а также уран.
Внутри каждой группы определено количество предприятий, применяющих процессы гравитационного, флотационного обогащения и цианирования (табл.1, 2).
Таблица 1. Масштабы применения гравитации, флотации и цианирования на ЗИФ
II
Упорные руды
III
Комплексные руды
Таблица 2. Гравитационное обогащение руд на ЗИФ
II
Упорные руды
III
Комплексные руды
гравитационное обогащение
в качестве единственного
обогащением и цианированием
Несмотря на то, что представленный в таблицах перечень ЗИФ является далеко неполным, он, тем не менее, достаточно объективно отражает современные тенденции производства золота из руд коренных месторождений и ту роль, которую играет каждый из перечисленных выше технологических процессов, в том числе и гравитация.
Из табличных данных видно, что гравитационное обогащение практикуют более 1/3 подвергнутых анализу ЗИФ, однако гравитация без сочетания с другими процессами почти не применяется.
В последние годы, в технологии гравитационного обогащения золоторудного сырья достигнут большой прогресс. Это проявляется, прежде всего, в создании новых аппаратов, способных извлекать не только крупные, но и очень мелкие частицы металлического золота, освобождаемые в процессе измельчения руды.
К таким аппаратам, в частности, относятся центробежные концентраторы (Нельсон, Фалькон, Кнудсен, из российских аналогов – Итомак) и центробежные отсадочные машины (Кэлси, российские ЦОМ), в которых интенсивность разделения частиц золота и других минералов с меньшей плотностью зерен многократно возрастает. Значительно усовершенствованы и ранее применявшиеся гравитационные приборы: обычные отсадочные машины с вертикальной пульсацией, многодечные концентрационные столы, винтовые сепараторы, аппараты конусного типа и др. Определены оптимальные сочетания различных гравитационных аппаратов, обеспечивающих максимальное извлечение золота при минимальных эксплуатационных затратах. Разработаны и реализованы в промышленных масштабах новые методы переработки гравиоконцентратов, в том числе и гидрометаллургические, основанные на использовании цианистого процесса.
Необходимо отметить, что в прежние времена цианирование гравитационных концентратов, содержащих крупные частицы золота и других тяжелых минералов (в частности сульфидов), в аппаратах бакового типа (механических и пневмомеханических агитаторах) считалось неприемлемым из-за низкой скорости растворения золота и трудностей поддержания суспензии во взвешенном состоянии, результатом чего являлось оседание тяжелых фракций на дне аппаратов. В настоящее время эти проблемы решаются благодаря использованию горизонтальных барабанных перемешивателей типа «Гекко», а также аппаратов с принудительной циркуляцией цианистых растворов типа «Акация» и российских конусных реакторов конструкции Иргиредмета. Эти аппараты позволяют обрабатывать цианированием золотосодержащие гравиоконцентраты практически с любой гранулометрической характеристикой. Таким образом, традиционная технология гравитационного концентрирования золота с глубокой доводкой первичных концентратов до богатых «золотых головок», пригодных для плавки на золотосеребрянный сплав (металл Доре), дополняется альтернативным методом гидрометаллургической переработки концентратов с умеренным содержанием металла, после их одно- или двукратной перечистки на — концентрационных столах или других доводочных аппаратах. Это позволяет достигать более высоких показателей извлечения золота в гравитационном процессе. Эффективность такого варианта еще более возрастает, если цианированию подвергают не только гравиоконцентраты, но также и хвосты гравитационного обогащения руды (с использованием более «мягкого» режима выщелачивания), поскольку в этом случае существует возможность направлять твердые остатки «концентратного» цикла в общий гидрометаллургический процесс с получением в конечном итоге единого товарного продукта.
Важно подчеркнуть, что, в отличие от переработки золотосодержащих россыпей, гравитационное обогащение руд коренных месторождений чрезвычайно редко применяется в качестве единственного технологического процесса.
Из 239 ЗИФ, представленных в «Аналитическом обзоре» [1], такую технологию практикует только одна: фабрика рудника Сикстин Ту Ван Майн (США, штат Калифорния) [2]. Данное предприятие, являющееся одним из старейших в стране и функционирующее с 1896 г., перерабатывает богатые кварцевые руды с самородным золотом. За 100 лет эксплуатации на руднике с суточной производительностью менее 120 т руды по «чисто» гравитационной технологии добыто более 1 млн. унций золота (31,1 т). До 1997 г. переработку руды, добываемой подземным способом, проводили по схеме, включающей: крупное дробление в щековой и короткоконусной дробилках до крупности минус 12 мм, измельчение в шаровой мельнице (работающей в замкнутом цикле с отсадочной машиной и механическим классификатором) и гравитационное концентрирование золота из слива классификатора на винтовых сепараторах. Хвосты сепараторов направляли в отвал, а концентрат — на доводку (концентрационные столы). Получаемую при доводке «золотую головку» подвергали плавке на металл Доре. Промпродукт доводки возвращали на винтовые сепараторы. В связи с повышенными потерями свободного золота с хвостами гравитационного обогащения (составляющими около 30% от исходного содержания металла) на ЗИФ были проведены испытания новых гравитационных аппаратов. По результатам испытаний принято решение об установке на выходе мельницы центробежного концентратора Нельсон КС-СD-20 с производительностью по твердому 14 т/ч, оснащенного сверху неподвижным грохотом со шпальтовым ситом 0,83 мм. Надрешетный продукт грохота посредством насоса возвращали обратно в мельницу; концентрат подвергали плавке, а хвосты центробежного концентратора — дополнительному обогащению на концентрационных столах «Дейстер». Проведенная реконструкция ЗИФ позволила поднять извлечение свободного золота с 70 до 90% при одновременном увеличении производительности по руде почти в 3 раза.
Опыт показывает, что «чисто» гравитационные схемы обогащения золоторудного сырья могут быть применимы на небольших по масштабам предприятиях, осваивающих так называемые «малые» месторождения. Строительство развитых комплексов с комбинированной обогатительно-металлургической технологией, обеспечивающих более высокое извлечение золота из руды, на малых месторождениях представляется экономически нецелесообразным, так как небольшое количество золота не может окупить строительства дорогостоящей фабрики.
В ряде случаев, как показывает опыт некоторых российских ЗИФ (Самартинская в Бурятии, Первенец, Голец Высочайший в Иркутской области), гравитационный процесс с пониженным извлечением золота целесообразно использовать в качестве первого этапа освоения предприятия, имея целью накопление средств для последующего расширения производства и перехода на более сложную технологию. В последующем богатые хвосты первых этапов освоения месторождения могут быть с успехом переработаны с использованием, например, кучного выщелачивания.
В подавляющем большинстве случаев (77 из 78 предприятий, представленных в табл.2) гравитацию применяют в сочетании с цианированием, флотацией или обоими этими процессами. Для простых в технологическом отношении руд (группа I) наиболее характерны схемы гравитационного и гравитационно-флотационного обогащения с цианированием хвостов флотационных, а в ряде случаев и гравитационных концентратов. Главное назначение гравитации в этих вариантах — выведение из руды крупного свободного золота в продукты (концентраты), перерабатываемые в отдельном от основной массы руды металлургическом цикле.
Кроме повышения (как правило на 2-4% общего извлечения золота), это позволяет предотвратить или, по крайней мере, существенно снизить аккумуляцию золота в измельчительных и перемешивающих аппаратах.
Литература.
1. Золотоизвлекательные фабрики мира: Аналитический обзор/ОАО «Иргиредмет», В.В. Лодейщиков.-Иркутск, 2005.-447 с.
2. Царьков В.А. Опыт работы золотоизвлекательных предприятий мира.-М.:Издат.дом «Руда и металлы», 2004.-112с.
1.ЛодейщиковВ.В.Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2-х томах. — Иркутск : ОАО «Иргиредмет»,1999.- 775 с.
Источник
Обогащение золота: основные методы
Бурное развитие золотодобывающей промышленности неуклонно приводит к постепенному истощению ресурсов. Поэтому сейчас очень остро стоит вопрос увеличения объёмов добычи, в том числе и методами извлечения золота из руд как коренных, так и россыпных месторождений. Сегодня есть несколько способов обогащения, и каждый из них проводится по индивидуальной технологии.
Гравитационное обогащение
Самым известным и «старым» способом считается гравитационное обогащение золота. Именно благодаря нему золото стало первым драгоценным металлом, о котором узнало человечество (этот момент произошёл за много тысячелетий до нашей эры).
Со временем именно с помощью гравитационного метода по всему миру начали массово извлекать драгметалл из россыпей. Позже этот способ превратился в полноценную технологию добычи золота.
Сейчас гравитационное обогащение руды золота широко применяется на многих золотоизвлекательных фабриках. В чём его суть?
В современной практике гравитационного процесса обогащения золота, как правило, прибегают к помощи отсадочных машин, концентрационных столов, барабанных концентраторов. Рассмотрим технологию извлечения гравитационным методом на отсадочной машине.
В основе данного способа обогащения стоит разделение измельчённой руды в зависимости от её плотности. Ключевое звено конструкции отсадочной машины – решето. Именно на него подаётся смесь измельчённой руды и жидкости (пульпа).
Перед укладкой на поверхность решета обязательно укладывают слой искусственной постели – для золотых руд, главным образом, используют металлическую дробь или гематитовую руду.
Затем в решето машины через специальные отверстия подаётся вода, при пульсации которой смесь «передвигается» вдоль решета: под силой тяжести твёрдые частицы с разной скоростью оседают на постель.
Более тяжёлые частицы проваливаются через неё и попадают под решето, а лёгкие остаются на поверхности постели. Отсадочная машина «избавляется» от них с помощью сливного порога, получая на выходе концентрат.
Гравитационное обогащение золота — весьма экономичный и экологичный способ. Он наиболее эффективен при извлечении крупных зёрен золота, что нельзя сказать о рудах мелких классов.
Флотационное обогащение
Флотационный способ обогащения золота получил распространение в 1930-ых годах. Сам термин «флотация» произошёл от английского слова «flotation», что в переводе значит плавание, всплывание. Такое название этот процесс обогащения золота получил, так как подразумевает разделение мелких твёрдых частиц в водной среде.
В основе технологии обогащения руды золота лежит избирательное закрепление минералов на границе раздела фаз и, как следствие, их смачиваемость.
Флотацию проводят в механических флотационных машинах в виде ванны из листовой стали, разделённой перегородками на несколько камер кубической формы. В аппарат подаётся смесь тонкоизмельчённой руды и жидкости вместе с особыми реагентами.
Через первую камеру машины она попадает на быстро вращающуюся мешалку – колесо с лопатками из твёрдой стали, которое вращается со скоростью 275-600 об/мин, параллельно засасывая воздух.
В результате вращения пульпа перемешивается с мелкими пузырьками воздуха. Золотосодержащие частицы под воздействием реагентов теряют способность смачиваться водой.
В результате они прилипают к пузырькам воздуха и в виде пены всплывают на поверхность камер флотационной машины, а ненужный материал остаётся в пульпе. «Золотую» пену обезвоживают, получая концентрат, который отправляется на сгущение и последующую переработку.
Флотационный способ относительно дорогой и при этом наносит определённый вред окружающей среде. Но его популярность продиктована универсальностью: флотационное обогащение применимо чуть ли не для всех минералов.
Кучное выщелачивание
Первые примеры обогащения золота кучным выщелачиванием известны с давних времён – именно таким способом в середине XVII века извлекали медь на шахтах в Венгрии.
Современный метод сформировался и распространился всего пару десятков лет назад. Как сейчас выглядит схема обогащения золота методом кучного выщелачивания?
Данный способ подразумевает несколько этапов. Во-первых, нужно определённым образом подготовить золотосодержащую руду. В зависимости от индивидуальных характеристик, этот этап может включать в себя дробление, грохочение, шихтовку и прочие процессы.
Затем формируется гидроизоляционное основание: на специально отведённой площадке отсыпается и уплотняется глина, на которую укладывают полиэтиленовую плёнку с дренажным слоем, и уже потом укладывают пласты-коллекторы для сбора продуктивных растворов.
Саму руду кладут в кучу на водонепроницаемое наклонное ложе и сверху орошают реагентом – раствором цианида, который, просочившись через кучу, выщелачивает золото.
Полученная смесь стекает по специальному желобу в пруд-отстойник, где проводится осаждение драгметалла. Для этого процесса обычно применяют активированный уголь, цемент или сернистый натрий.
В отличие от других методов обогащения золота, технология обогащения золота методом кучного выщелачивания очень популярна из-за простоты и доступности: драгметаллы извлекаются в виде осветлённого раствора, а не пульпы, поэтому быстрее и легче подвергаются дальнейшей переработке.
Источник
