Извлечение тонкого золота из бедного сырья

Как правило, в рудах размер вкрапленности полезного компонента пропорционален его исходному содержанию, то есть чем беднее руда, тем тоньше вкрапленность.

 

А.С. Кузькин — доктор технических наук, ГНЦ РФ «Гинцветмет»

 

Аналогична зависимость и по золоту: в большинстве случаев бедное сырье имеет вкрапленность, не превышающую 50–70 мкм, что создает дополнительные трудности при его переработке. Однако такого сырья много, его запасы практически неограниченны, но извлекать золото существующими методами нерентабельно. Например, при содержании золота в россыпи 0,3 г/т стоимость переработки 1 т песков должна быть не более 150–200 руб., что полностью исключает возможность применять измельчение и сложные технологические решения. Возможный путь переработки такого сырья – большая производительность, гранулометрический состав, позволяющий выделить тонкое золото, и двухэтапная схема обогащения, где на первом этапе при первичном гравитационном обогащении решается проблема рентабельности производства. На этом этапе должен быть получен продукт, пригодный для дальнейшей переработки, то есть с содержанием золота не менее 1–2 г/т и не регламентируемый уровнем извлечения металла. Подобная схема возможна для применения при обогащении бедного россыпного сырья или отвальных продуктов фабрик, не требующих доизмельчения.

В качестве основного аппарата для первичного обогащения сверхбедного сырья выбраны гидроциклоны различной конструкции. Применение других гравиоаппаратов в этих условиях заведомо нерентабельно из-за их производительности, дороговизны и сложности в эксплуатации1.

Поскольку гидроциклоны в основном разделяют пульпу по принципу равнопадаемости различных частиц (стесненные условия), то наличие в сырье тяжелых железных минералов снижает эффективность извлечения золота (выход песков резко увеличивается). Так, для полного извлечения золота крупностью 100 мкм потребуется также полный перевод в пески кварца крупнее 400–600 мкм, магнетита или пирита крупнее 200–250 мкм.

С использованием этого принципа создана схема, в основе которой заложен комплекс циклонов для первичного обогащения песков в сочетании либо с тонким грохочением, либо с флотацией гравиопродукта для отделения тонкого золота от крупных частиц породы, железных минералов. Наличие значительного количества тяжелых минералов в исходных песках снижает эффективность технологии в целом, но для достаточного извлечения золота выход песков для второго этапа должен быть оптимальным.

Приведем несколько примеров применения данной схемы обогащения сверхбедного сырья, содержащего свободное тонкое золото..

 

Шламовая фракция песчано-гравийных карьеров

Шламовая фракция карьеров представляет собой пульпу с крупностью частиц менее 2 мм, образовавшуюся после промывки, дробления и грохочения песчано-гравийной смеси. Эта фракция является в основном отходом производства и направляется обратно в карьер.

Детальные промышленные исследования проводились на Александровском карьере, работающем с применением земснарядов (по принципу мокрой технологии добычи). Разработанная ранее гидроциклонная установка производительностью до 12 м3/ч при прямой подаче шламов выдавала продукт, который далее подвергался либо грохочению, либо флотации (таблица).

Таблица. Примечание: содержание золота менее 0,2 г/т определялось флотацией с последующим анализом концентрата.

1 Кузькин А.С. Вопросы теории и технологические аспекты обогащения в аппаратх центробежного типа. //Цветные металлы, 2004, № 3, С. 41–45.

Результаты показали, что гидроциклоны повышают концентрацию золота в 20 раз с извлечением 90%. Грохочение полученных песков по классу 0,5 мм повышает содержание до 6 г/т, по классу 0,21 мм – до 14 г/т. Это свидетельствует о том, что основной размер золотин находится в пределах 50 мкм. Сквозное извлечение золота от фракции составило около 65%, что довольно много для столь бедного сырья. Флотация дала еще более высокие показатели обогащения, но для данного карьера оказалась неприменимой из-за необходимости использования реагентов (в карьере разводят рыбу, зона отдыха). Полученные концентраты легко цианируются или могут быть направлены на плавку как флюс. При транспортировке шламовой фракции по трубам большого диаметра происходит расслоение пульпы, и тяжелые компоненты сосредотачиваются в нижней части трубы. Ранее на Алмалыкском комбинате была отработана конструкция заборного устройства, позволившая выделять из хвостового пульповода тяжелую фракцию золотосодержащего пирита. Заборное устройство для карьерной шламовой трубы было доработано и апробировано в сочетании с гидроциклонной установкой. Из хвостовой трубы диаметром 600 мм непрерывно отбиралась нижняя фракция: поток – 10–12м3/ч, содержание твердого среднее – 43%, содержание золота среднее – 0,7 г/т. Таким образом, на установку постоянно поступало 3,5 г золота в час. Концентрат гидроциклонов содержал около 10 г/т при извлечении 87%.

Опытно-промышленная установка для обогащения россыпей (схема цепи аппаратов и движения потоков)

А – отделение приемки и грохочения

            В – отделение обогащения

            С – лаборатория и хозблок

2 – Чан мешалка КЧ-1 с объемом 1 м3;

3 – Установка гидроциклона с насосом НП-12,5;

4 – Центробежный сепаратор с диаметром чаши 200 мм;

Установка работает в непрерывном режиме от одного насоса, особого наблюдения и регулировок не требует. Размеры гидроциклонов и их насадок определяются заранее в соответствии с разработанной методикой расчета сочетания циклонов по исходным данным: содержания металлов (минералов) по классам крупности частиц, плотности пульпы по операциям. Циркуляция промпродукта надежно стабилизирует режим работы циклонов.

Были также изучены в лаборатории шламовые фракции еще трех карьеров (район г. Нальчика, г. Иваново,

г. Вязьмы). Содержание золота в этих фракциях составило от 0,17 до 0,34 г/т твердого. Во всех случаях содержание золота в песковом концентрате гидроциклонов составляло от 2 до 6 г/т при извлечении 78–85%.

Исследования и опытно-промышленные испытания показали технологическую эффективность разработки, а простота и дешевизна установки позволяют осуществить рентабельное получение золотого продукта для наиболее мощных карьеров.

 

Хвосты стадиальной сепарации железорудных комбинатов

Изучена возможность применения гидроциклонов для извлечения золота по стадиям из хвостов комбинатов КМА (Лебединского, Михайловского, Стойлинского). Содержание золота в отвальных хвостах фабрик составляет 0,07–0,15 г/т при крупности частиц менее 60 мкм. Испытания проводили по схеме «гидроциклоны – флотация». Установлено, что гидроциклоны извлекают не только тонкое золото, но и слабомагнитые частицы железа, то есть после флотации песков получаются:

- хвосты, железный продукт с содержанием железа 30–40%;

- золотосодержащий продукт – 1,7–17,4 г/т.

Так как хвосты тонко измельчены, эффективность циклонов невелика: концентрация золота в 2,5–3 раза, сокращение объема пульпы в 6–7 раз, извлечение золота порядка 50%. Положительным моментом данной схемы извлечения металлов является попутное получение железного продукта и возможность применения заборного устройства на отвальном пульповоде фабрик.

 

Песок полупустыни района Мертвого моря (Израиль)

Западный берег Мертвого моря представляет собой возвышенность (осадочные породы), пронизанную несколькими сухими руслами древних рек, образующих небольшие каньоны. Из этих русел были взяты 7 проб песка крупностью до 10 мм. Поисковым исследованиям подвергнут отсеянный класс крупности песков 1мм.

Пробы были проанализированы на золото и показали содержание, близкое к границе возможностей аналитики.. В среднем содержание золота (расчетное от полученных концентратов) составило 0,24 г/т, которое и было принято в исследованиях. Усредненная проба была отработана на комплексе циклонов и подтвердила возможность концентрации золота до 3–4 г/т при извлечении до 70%. Судя по пескам циклонов, размер золотин в пробах составляет менее 50 мкм. Одновременно показано, что, если подвергнуть этот продукт магнитной сепарации, магнитная фракция (выход 4%) содержит 6 г/т платины и 9 г/т палладия..

Подобные результаты свидетельствуют об эффективности направления первичной гравитации песков в гидроциклонах с последующей разработкой технологии доводки продуктов до товарного вида. На основании полученных результатов был разработан проект стационарного опытно-промышленного цеха для испытаний и геологических исследований песчаных отложений региона. Схема цепи аппаратов цеха приведена на рисунке.

 

Хвосты Тырнаузского комбината

Опытно-промышленные испытания лежалых хвостов на гидроциклонной установке производительностью 10–12 м3/ч показали возможность концентрации тяжелых металлов (золота, платины, вольфрама). Интерес представляет распределение золота в исходных хвостах: в классах +100 мкм его менее 0,1 г/т, а в классе –100мкм – 0,37 г/т. В тяжелой фракции гидроциклонов при выходе 10% извлечение золота составило 40%, при выходе 20–73% (конкуренция других тяжелых минералов). Поведение шеелита при этом весьма неустойчиво: извлечение колеблется от 30 до 70%, по-видимому, имеются остаточные гидрофобные покрытия реагентами. Сульфидная флотация песков позволяет получить довольно ценный концентрат с содержанием молибдена 4%, золота –

8,7 г/т, платины – до 41 г/т, серебра – 11,6 г/т, рения –

5,6 г/т, требующий разработки технологии селекции на отдельные продукты.

 

Выводы

Таким образом, испытания принципиальной схемы переработки различного бедного золотосодержащего сырья, при которой в качестве первичного обогащения используется специальный комплекс гидроциклонов, работающих от одного насоса, в сочетании с грохочением или флотацией песков, показали не только возможность извлечения металла, но и перспективность данного направления для привлечения в переработку некондиционного, отвального и забалансового сырья.

К сожалению, необходимость создания производства с большой производительностью по сырью и, соответственно, значительными финансовыми затратами не привлекает инвесторов к осуществлению подобных проектов. Кроме того, невыгодно легализовывать извлечение небольших количеств золота, официально оформлять его производство, например, на песчано-гравийных карьерах.

На наш взгляд, применение разработанной гравитационной установки (дешевой и малоэнергоемкой) при производительности 10–12 м3/ч (3–4 т по сухому), по-видимому, наиболее приемлемо для старателей, работающих на бедных россыпях.

 

 

Источник: журнал «Золотодобывающая промышленность» #4(34)-09