Переработка руд месторождения Сухой Лог с применением инновационного метода крупнокусковой фотометрической сепарации

В ЦНИГРИ в соответствии с техническим заданием Роснедра выполнена геолого-экономическая переоценка месторождения Сухой Лог, показавшая, что применение предварительной крупнокусковой сепарации позволяет существенно сократить объем поступающей на переработку руды и улучшить экономические показатели освоения месторождения. 

 

 А.И. Романчук - ФГУП ЦНИГРИ Роснедра МПР России

 

 

 Г.ВСедельникова- ФГУП ЦНИГРИРоснедраМПРРоссии 

На месторождении выделено несколько сортов руд: убогие (содержание золота 0,5–0,8 г/т); бедные (содержание золота 0,8–1,2 г/т); рядовые (содержание золота 3,0–3,5 г/т). Ранее изучались, в основном, рядовые руды. Между тем в бедных и убогих рудах, составляющих около 60% общих запасов месторождения, сосредоточено 25–30% запасов золота.. Учитывая масштабы месторождения Сухой Лог, вовлечение в эксплуатацию указанных запасов равносильно освоению весьма крупного золоторудного месторождения. 

 

Рис. 1. Принципиальная схема переработки руд месторождения Сухой Лог 

 

С целью подготовки исходных данных для разработки ТЭО освоения и кондиций по месторождению Сухой Лог в ЦНИГРИ совместно со специалистами ВИМС выполнены комплексные технологические исследования проб руд каждого сорта массой по 5 т каждая. Технологические исследования включали исследования по извлечению драгоценных металлов из руд по двум вариантам технологических схем: 

Вариант 1. Обогащение исходных руд по традиционной комбинированной гравитационно-флотационной технологической схеме с цианированием концентратов; 

Вариант 2. Обогащение руд по приведенной на рис. 1 схеме, включающей:  

грохочение исходных руд с выделением классов крупности -100+75 мм, -75+50 мм, 50+25 мм, -25+10 мм, -5 мм;

предварительную фотометрическую сепарацию руд классов крупности -100+5 мм с получением концентрата и отвальных хвостов; 

обогащение концентрата фотометрической сепарации по комбинированной технологической схеме (немашинный класс -5 мм объединяли с концентратом фотометрической сепарации). 

Руды месторождения Сухой Лог представляют собой углеродистые измененные филлитовидные сланцы с наложенной золотоносной вкрапленно-прожилковой кварц-пиритовой минерализацией. Содержание пирита в пробах варьируется от 2,8 до 4,2%, содержание прожилкового кварца не превышает 5%. 

Главным рудным минералом и основным концентратором золота является пирит, в котором золото присутствует в виде включений различной крупности, преимущественно в виде частиц крупностью 20–400 мкм. Значительная по массе часть золотин имеет крупность более 100 мкм.  

Основная часть пирита представлена разнозернистыми кристаллическими сростками и агрегативными скоплениями с размером зерен от первых десятых долей до 5–7 мм. Наиболее золотоносными являются относительно крупные (0,7–2 см) кварц-пиритовые прожилки. Ассоциирующий с пиритом кварц не является концентратором золота, но его развитие в составе пиритовых выделений служит признаком повышенной золотоносности (рис. 2). Рудовмещающие породы представлены темносерыми углеродистыми алевросланцами. 

Рис. 2. Формы проявления золотоносной кварц-пиритовой минерализации в рудах месторождения Сухой Лог 

 

Выбор метода фотометрической сепарации для крупнокускового обогащения руд месторождения Сухой Лог обусловлена следующими обстоятельствами: 

·         Благородные металлы в рудах концентрируются в относительно крупных кварц-пиритовых прожилках, которые по своим цветовым признакам резко отличаются от вмещающих пород.  

·         Появление нового метода полихромной фотометрической сепарации и высокоскоростных цифровых оптических систем с компьютерной обработкой изображений, обеспечивающих создание высокопроизводительного оборудования. В частности, промышленные фотометрические сепараторы OptoSort имеют производительность до 350 т/час и предназначены для разделения минерального сырья по цветовым признакам, форме и симметрии.  

·         Интенсивное развитие цифровой фототехники и компьютерной обработки данных, что способствует распространению достижений в указанной области в смежных отраслях и совершенствованию метода. 

·         Низкая производительность и неэффективность для данных руд рентгенорадиометрического метода с применением железа пирита в качестве признака разделения, в связи с высоким его содержанием во вмещающих породах. 

Экспериментальные исследования по фотометрической сепарации руд проведены на промышленном сепараторе OptoSort модели GemStar 600 (рис. 3).  

Рис. 3. Промышленный фотометрический сепаратор GemStar-600 

 

Сепаратор имеет производительность до 10 т/час и работает следующим образом. Куски руды вибропитателем загружаются в один слой на движущуюся с постоянной скоростью – 3 м/сек транспортерную ленту, где подвергаются сканированию цифровой строчной оптической системой, распознающей до 500 000 цветовых оттенков. Промышленным компьютером производится классификация цвета с разложением трехмерного RGB-пространства и представлением каждого цвета отдельной цветовой гистограммой. Критерием распознавания материала служат его характеристики на основе цветовой модели RGB. Настройка программы сепарации производится предварительно по эталонным образцам руды с известным содержанием золота.. Куски руды позиционируются в пространстве. Для каждого объекта определяется площадь его поверхности и площадь, занимаемая минералами заданных цветовых характеристик (для руд месторождения Сухой Лог – пирит). Единичная площадь распознавания оптической системой составляет 0,2х0,2 мм.  

 Выделение кусков руды осуществляется воздушными форсунками. Компьютером подается команда на открытие именно тех воздушных клапанов, мимо которых будет пролетать данный объект (кусок руды). Т.к. оценивается не только цветовая, но и геометрическая характеристика объекта (его размер), включается необходимое количество воздушных клапанов для выбивания из общего потока кусков руды, удовлетворяющих заданным характеристикам.  

Подготовка проб руд к фотометрической сепарации заключалась в грохочении исходного материала на классы крупности -100+75; -75+50; -50+25; -25+10; -10+5 мм и -5 мм (рис. 4). 

Рис. 4. Показатели фотометрической сепарации рядовых и убогих руд месторождения Сухой Лог 

 

 

При определении граничных значений признаков разделения использованы минимальные значения параметров регистрируемой эффективной площади пирита. Сепарации подвергали машинные классы крупности руды размером кусков более 5 мм. Немашинные классы (-5 мм) в дальнейшем объединяются с концентратом ФМС и поступают на совместную переработку (рис. 5). 

Рис. 5. Технологическая схема фотометрической сепарации (ФМС) руды 

 

 

Показатели фотометрической сепарации рядовых и убогих руд свидетельствуют о высокой эффективности процесса (рис.4). Выход концентрата ФМС при сепарации рядовых руд, включая отсев, составил 53,4%. Получены отвальные хвосты с содержанием золота 0,43 г/т при выходе 46,6%. 

В случае сепарации убогой руды с содержанием золота 0,64 г/т выход отвальных хвостов с содержанием золота 0,22 г/т составил 69,12%. Содержание золота в поступающей на глубокое обогащение руде удалось увеличить в 2,4 раза против содержания в исходном сырье при его извлечении 76,12% .  

Проведенные исследования свидетельствуют о возможности выделения из дробленых руд от 46 до 69% материала с отвальным содержанием золота – 0,22–0,43 г/т при увеличении его содержания в обогащенном продукте сепарации в 1,76–2,4 раза против содержания в исходных рудах. Таким образом, на глубокое обогащение, включающее энергоемкие и капиталоемкие процессы измельчения руд, поступает только 31–54% от массы исходного материала. 

В таблице 1 приведен химический состав технологических проб рядовых и убогих руд месторождения Сухой Лог, а также продуктов, полученных в результате фотометрической сепарации каждого сорта руды. По химическому составу обе разновидности руд и продукты фотометрической сепарации близки между собой и отличаются главным образом содержанием серы и золота.. В убогих рудах содержание серы составляет 1,52%, в рядовых рудах – 2,28%, в концентратах фотометрической сепарации – 3,4–3,7%.  

Табл. 1. Химический состав руд и концентратов фотометрической сепарации 

 

 

Результатами анализов, как исходных руд, так и продуктов их обогащения не подтвердились приведенные в некоторых источниках сведения о повышенном содержании платины в рудах месторождения Сухой Лог. Необходимо подчеркнуть, что при изучении технологических проб анализировали не только исходные руды, но и продукты, полученные при переработке больших масс руд (концентраты крупнокусковой сепарации, объединенные гравитационно-флотационные концентраты, хвосты).  

Изучение фазового состава золота показало, что основная его часть присутствует в рудах и продуктах ФМС в свободной форме и в виде сростков. Это свидетельствует о возможности его извлечения гравитационными методами. В то же время часть золота тонко ассоциирована с сульфидными минералами, что определяет целесообразность применения флотации для обеспечения высоких показателей сквозного извлечения золота из руд. 

Сравнительный анализ результатов переработки рядовых руд месторождения Сухой Лог по гравитационно-флотационной технологической схеме без предварительной фотометрической сепарации (вариант 1) и с предварительной фотометрической сепарацией (вариант 2) показывает, что в обоих случаях обеспечиваются высокие технологические показатели извлечения золота (табл. 2). Потери золота с хвостами сепарации составляют 6,05% от содержания в руде, однако они частично компенсируются за счет более низких потерь при последующей переработке обогащенного концентрата ФМС. В итоге разница в извлечении золота по вариантам 1 и 2 снижается до 4,21%.  

Табл. 2. Показатели переработки рядовой руды по комбинированной технологической схеме 

 

 

Переработка убогих руд с содержанием золота 0,64 г/т по традиционной технологии заведомо неэффективна. После фотометрической сепарации на обогащение поступает концентрат с содержанием золота 1,57 г/т. Суммарное технологическое извлечение золота из руды по схеме с предварительной фотометрической сепарацией составляет 69,24%. 

При сепарации убогой руды выход концентрата, до его объединения с отсевом с содержанием золота 0,63 г/т, составил 18%. Содержание в нем золота – 2,26 г/т. В связи с разубоживанием концентрата отсевом, содержание золота в нем снижается до 1,57 г/т.  

В этой связи при освоении месторождения целесообразно рассмотреть возможность складирования отсева совместно с хвостами ФМС. В этом случае среднее содержание золота в концентрате составит 2,26 г/т, а в хвостах увеличится лишь до 0,28 г/т. На обогатительную фабрику после крупнокусковой сепарации будет поступать только 18% от исходной массы убогих руд. Это создает перспективы для их вовлечения в промышленную эксплуатацию.

В целом результаты технологических исследований и технико-экономических расчетов показывают, что предварительная фотометрическая сепарация позволяет значительно сократить эксплуатационные расходы, особенно при переработке руд с низким содержанием золота, за счет снижения объема поступающего на глубокое обогащение сырья и улучшения его качества.

Это определяет перспективность внедрения нового метода фотометрической сепарации в практику обогащения руд золота..

 

Статья печатается с сокращениями. 

Источник: журнал «Золотодобывающая промышленность» #5(35)-09