Гравитационный способ обогащения золота

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

В том числе количество ЗИФ, применяющих: гравитацию

Таблица 2. Гравитационное обогащение руд на ЗИФ

II
Упорные руды

III
Комплексные руды

Количество ЗИФ, применяющих
гравитационное обогащение В том числе:

в качестве единственного

в комбинации с флотацией в комбинации с флотационным

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

5 Гравитационные методы извлечения золота из руд

Лекция № 5. Гравитационные методы извлечения золота из руд

Благородные металлы характеризуются высокой плотно­стью, намного превышающей плотность минералов вмеща­ющей породы. Поэтому для извлечения самородных бла­городных металлов из руд эффективны гравитационные процессы.

В большинстве золотосодержащих руд содержится определенное количество крупного свободного золота (+0,1) мм, которое плохо извлекается не только флотаци­онным обогащением, но и при гидрометаллургической пе­реработке. Поэтому предварительное выделение его грави­тационным обогащением в начале технологического процес са позволяет снизить потери золота с отвальными хвостами и выделить часть его в виде быстро реализуемого золото­содержащего концентрата.

В современной практике извлечения золота из руд ко­ренных месторождений применяют следующие основные аппараты для гравитационного обогащения: отсадочные машины, шлюзы с мягким покрытием, концентрационные столы, барабанные концентраторы, короткоконусные гид­роциклоны.

Извлечение золота в отсадочных машинах. Обогащение отсадкой основано на разделении минеральных зерен по плотности в воде, колеблющейся

Рекомендуемые файлы

(пульсирующей) относи­тельно разделяемых зерен в вертикальной плоскости. Пуль­сация среды создается специальным приводным механиз­мом.

Измельченная руда (рис….) в виде пульпы подается на решето 1 отсадочной машины. При обогащении мелкого материала на решето предварительно укладывают слой искусственной постели 2 из другого материала. Плотность материала искусственной постели должна быть меньше плотности тяжелого минерала разделяемой смеси и боль­ше плотности легкого. При обогащении золотых руд в ка­честве постели обычно используют металлическую дробь или гематитовую руду. Крупность частиц постели прини­мается в 3-6 раз больше максимальной крупности частиц обогащаемого материала. Пульпа исходного материала движется по постели вдоль решета. Под действием си­лы тяжести частицы твердого стремятся осесть на постель, но скорость осаждения у них различна. У тяжелых частиц она больше, чем у легких. При восходящем потоке воды частицы золота отстают от легких частиц пустой по­роды при движении их с водой вверх.

При нисходящем потоке частицы золота успевают продвинуться к решету, опережая легкие частицы. При повторении пульсаций во­ды, создаваемых диафрагмой 3, материал расслаивается по плотности: частицы золота и других тяжелых минералов проваливаются сквозь постель и разгружаются под реше­то, легкие зерна пустой породы остаются на поверхности постели и разгружаются через сливной порог. Вода в от­садочную машину поступает с перерабатываемым материа­лом, кроме того, некоторое количество воды вводят дополнительно под решето.

Основными технологическими параметрами отсадоч­ной машины, влияющими на извлечение золота и качество получаемого концентрата, являются характеристика искус­ственной постели, частота и размах пульсаций, скорость восходящего потока подрешетной воды, производитель­ность машины, разжижение питания.

Отсадочные машины широко используют для улавлива­ния свободного золота в цикле измельчения. При измель­чении золотосодержащих руд мельницы, как правило, ра­ботают в замкнутом цикле с классификатором. Вскрывши­еся при измельчении частицы золота сами не измельчаются, так как золото ковкий металл. Поэтому крупные тяжелые частицы свободного золота будут аккумулироваться в цир­кулирующей нагрузке (классификатор-мельница). Для вывода свободного золота на разгрузке мельницы перед классификатором устанавливают отсадочные машины.

Основными достоинствами отсадочных машин являют­ся возможность переработки неклассифицированного мате­риала; высокая производительность на единицу поверхно­сти; возможность работы на пульпах с низким значением Ж: Т.

Отсадочные машины, устанавливаемые в цикле измель­чения золотосодержащих руд, обычно обеспечивают полу­чение чернового концентрата при выходе от десятых долей до нескольких процентов и извлечении свободного золота до 20—40 % и более в зависимости от крупности золота в исходной руде.

Извлечение золота на шлюзах. Концентрационные шлюзы являются простейшим обогатительным аппаратом, применяемым для извлечения свободного золота из руд и россыпей.

Шлюз представляет собой желоб прямоугольного сече­ния, имеющий небольшой уклон в горизонтальной плоско­сти. На дне желоба уложено специальное покрытие (вор­систая ткань, резиновые коврики и т. п.), предназначенное для удержания осевших на дно минеральных зерен.

Пульпа измельченной руды подается в головную верх­нюю часть шлюза. При движении в наклонном потоке по шлюзу зерна исходного материала расслаиваются по плот­ности и крупности. При этом на поверхности шлюза осаж­даются преимущественно тяжелые частицы золота, а также часть крупных легких минералов. Периодически с поверх­ности шлюза производят съем осевшего концентрата.

Частицы твердого материала транспортируются в шлю­зе потоком воды, так как угол продольного наклона дна аппарата к горизонтальной плоскости значительно меньше угла трения частиц (угол, при котором частицы скользят по наклонной плоскости в покоящейся жидкости под дей­ствием силы тяжести).

Перемещение твердых частиц потоком жидкости по на­клонной поверхности шлюза происходит тремя способами: 1) влечением по дну или поверхности зерен, ранее отло­жившихся вследствие качения или скольжения; 2) скачко­образным движением с периодическим касанием дна и частично во взвешенном состоянии; 3) движением во взве­шенном состоянии.

Основными технологическими параметрами шлюзов, влияющими на показатели извлечения золота, являются длина и уклон шлюза, характер покрытия его дна, разжи­жение пульпы, частота сполоска.

Практикой установлено, что улавливание крупных тя­желых частиц происходит на первом метре длины шлюза. Улавливание более мелких зерен растягивается по длине, и поэтому для улавливания мелкого золота применяют длинные шлюзы.

На золотоизвлекательных фабриках дли­на шлюзов с мягким покрытием составляет обычно 3 — 4 м. Угол наклона (уклон) шлюза зависит от характера пе­рерабатываемого сырья, разжижения пульпы, применяемо­го покрытия и нагрузки на шлюз. При прочих равных условиях чем больше угол наклона шлюза, тем меньше извлечение золота, но тем богаче по золоту получаемый концентрат. Как правило, оптимальный угол наклона шлюза подбирают опытным путем. Наклон неподвижных Шлюзов составляет от 12 до 17 % (120—170 мм на 1 м дли­ны шлюза).

Покрытия, употребляемые для улавливания золота па шлюзах, отличаются большим разнообразием. Чаще всего в качестве покрытия применяют грубую хлопчатобумаж­ную ткань с рубчатым ворсом — кордерой. Кроме того, употребляют рифленую резину, сукно, груботканные шер стяные ткани, войлок, а для концентрации тонких сульфи­дов — брезент, парусину. В последние годы за рубежом широко используют коврики из губчатого натурального каучука — линатекса.

Разжижение пульпы на шлюзах определяется, в основном, максимальной крупностью частиц перерабатываемого материала. Более крупный материал требует большего разжижения. На практике оно колеблется в широких пределах (Ж: Т = 2,5—10). I

По мере осаждения концентрата улавливающая способность шлюза снижается. Поэтому периодически проводят сполоск аппарата. Частота сполоска определяетсяконструкцией шлюза, типом покрытия и характером перерабатываемого материала. При прочих равных условиях увеличением частоты сполоска увеличивается извлечение золота, но качество получаемых концентратов ухудшается.

Преимущество шлюзов по сравнению с отсадочными машинами состоит в их способности улавливать более мел­кое золото и низких капитальных затратах на установку. Главный недостаток шлюзов заключается в трудоемкости их эксплуатации и низкой производительности на единицу площади [2—20 т/(м 2 ·сут)].

Извлечение золота на концентрационных столах. Как правило, черновые гравиоконцентраты подвергаются допол­нительной доводке (перечистке). Для этой цели чаще все­го используют концентрационные столы.

Обогащение (концентрация) на столах — это процесс .разделения минеральных частиц по плотности в тонком слое воды, текущей по слабонаклонной плоскости (деке), совершающей возвратно-поступательное движение в гори­зонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном направлению движения воды.

Дека концентрационного стола обычно выполнена в виде трапеции или параллелограмма (диагональная) и имеет регулируемый поперечный наклон. На поверхности деки закрепляются продольные планки (рифли).

Минеральные частицы, поступившие на стол, подверга­ются воздействию сил, сообщаемых приводом, смывному действию воды, текущей тонким слоем по уклону поперек деки, и силы тяжести. Под действием силы тяжести части­цы оседают на поверхности деки и под влиянием сотрясе­ний деки в межрифлевом пространстве происходит рас­слоение материала. Мелкие тяжелые частицы оказыва­ются внизу, поверх них ложатся крупные тяжелые и мелкие легкие частицы, а на самом верху — крупные легкие.

Основными технологическими параметрами концентра­ционных столов являются частота колебаний и ход деки, угол наклона, тип парифления, производительность, раз­жижение питания, расход смывной воды.

Основным достоинством концентрационных столов яв­ляется то, что они позволяют получать богатые концентра­ты при высоком извлечении золота. Однако, поскольку обогащение на столах осуществляется в тонком слое воды, производительность этих аппаратов низкая. Поэтому на золотоизвлекательпых фабриках концентрационные столы применяют только в качестве перечистных аппаратов, как правило, для перечистки концентратов отсадочных машин.

Рекомендация для Вас — Бронхит.

Барабанные концентраторы и короткоконусные гидро­циклоны. Барабанные концентраторы и короткокопусныс гидроциклоны применяют на ЗИФ для вывода свободного золота в цикле измельчения.

Барабанный концентратор представляет собой полый цилиндр, внутренняя поверхность которого имеет резиновое покрытие с нарифлениями высотой 2—4 мм. На­правление нарифлепий составляет угол 15° с образующей цилиндра. Барабан устанавливается под углом 7—9° к го­ризонту и вращается вокруг своей горизонтальной оси с частотой вращения 2—6 об/мин. Внутри барабана помеще­ны верхний и нижний оросители и желоб для концентрата. Исходный материал в виде пульпы подается в верхний ко­нец барабана. При движении материала вниз происходит его расслаивание; для лучшего расслаивания подается до­полнительно вода через нижний ороситель. Частицы золо­та и других тяжелых минералов, опустившиеся на поверх­ность барабана, захватываются нарифлениями и транспор­тируются кверху, где смываются водой из верхнего оросителя в желоб для концентрата. Легкие зерна пустой породы выносятся потоком снизу барабана.

Барабанный концентратор улавливает более тонкое золото, чем отсадочная машина и отличается большей про­изводительностью, чем шлюзы.

На золотоизвлекательных заводах стран СНГ для гравитационного обогащения золотых руд применяют гидроциклоны с большим углом у вершины конуса, так называемые короткоконусные гидроциклоны (рис. …..). В отличие от обычных остроконусных (класси­фицирующих) гидроциклонов, в них пристеночный матери­ал, двигаясь по стенкам конуса к разгрузочному отверстию (как по наклонной плоскости), обогащается тяжелыми частицами. Производительность этих гидроциклонов по сравнению с отсадочными машинами выше и при выходе песков, равном выходу концентрата отсадки, они извле­кают больше золота за счет улавливания мелких ча­стиц.

Гравитационные концентра­ты, получаемые при перера­ботке коренных руд содержат от 100 до 500 г/т золота. Эти концентраты иногда переда­ют на заводы цветной метал­лургии (свинцовые или мед­ные), где используются как флюсующие добавки при плав­ке или конвертировании. Зо­лото и серебро при этом извле­кают попутно с основным ме­таллом. Но чаще всего грави-оконцентраты перерабаты­вают на самих ЗИФ. Для это­го гравиоконцентраты либо подвергают амальгамации либо после глубокой гравитационной перечист­ки плавят с добавкой флюсов с получением конечного про­дукта— чернового золота.

Источник