+7 (4872) 23-18-55

+7 (906) 533-14-02

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ

Новое в области обогащения золотосодержащего минерального сырья концентраторами центробежно-вибрационно-планетарного типа

Частицы золотаГравитационные методы обогащения широко используются при первичной переработке рудного сырья, россыпей полезных ископаемых, техногенного сырья. Они основаны на разностях в плотности, крупности и форме разделяемых минералов, что обуславливает различный характер движения частиц минералов под действием силы тяжести, центробежных сил и сил сопротивления среды.

Известен целый ряд устройств для гравитационного обогащения полигенного сырья, таких как отсадочные машины, винтовые сепараторы, шлюзы, концентрационные столы. В этих аппаратах разделение минеральных компонентов происходит по плотности и крупности сырья. Недостатком данных устройств является низкая эффективность при обогащении тонкозернистого материала, который заключает в себе значительный процент полезного компонента.

Более эффективными аппаратами для тонкодисперсных материалов являются устройства, где используются центробежные силы, которые создаются за счет вращения чаши с улавливающими кольцевыми нарифлениями.

Главным недостатком традиционных центробежных концентраторов (сепараторов) является быстрое уплотнение минеральной постели в нарифлениях, что требует частых остановок для выгрузки концентрата. Созданы различные варианты для разрыхления минеральной постели: вибрация чаши, подача воды под давлением с внешней поверхности чаши через отверстия, деформация чаши. Все это существенно усложняет конструкцию устройств, приводит к их удорожанию, а в случаях использования гидродинамического давления требует обязательного использования чистой воды.

В настоящий момент, в условиях постоянного роста мировых цен на золото и сокращения рудных и россыпных месторождений, отмечается повышенный интерес золотодобытчиков к имеющимся огромным запасам техногенного сырья. Это сырье характеризуется малым содержанием золота, которое в основном находится в тонких классах, что приводит к увеличению потерь при существующих методах разрыхления концентрата в рифлях чаши. Возникла необходимость разработки принципиально новых конструктивных решений для увеличения интенсивности разрыхления.

КЦВП-0,3Анализ существующих отечественных и зарубежных аналогов и обобщение большого объема лабораторных материалов дали возможность коллективу НПФ «ГеоПром» во главе с главным конструктором горно-обогатительного оборудования Д.А.Клишиным создать центробежные концентраторы нового вибрационно-планетарного типа КЦВП-0,3 (слева) и КЦВП-0,6 (справа). Разработка защищена патентом.

КЦВП-0,6Основной отличительной особенностью данных концентраторов является применение вибрации при планетарном вращении чаши в сочетании с геометрией нарифления, согласованной с подачей напорной воды из форсунок оросителя под определенным углом. Это обеспечивает максимально интенсивное разрыхление минеральной постели в рифлях. Для изменения технологических
параметров при работе с исходными материалами различной плотности предусмотрена возможность изменения частоты колебаний чаши. Концентратор снабжен блоком автоматического управления разгрузкой концентрата в импульсно-инерционном режиме чаши без остановки электродвигателя, что повышает эффективность процесса обогащения материала и производительность аппарата. Концентратор выполнен в двух модификациях: с одним электродвигателем, обеспечивающим вращательное и колебательное движение чаши и с двумя электродвигателями для раздельного привода вращения чаши и создания вибрационных колебаний. Ороситель, расположенный внутри чаши, снабжен приспособлением для радиального регулирования зазора между оросителем и кольцевыми нарифлениями и при разгрузке имеет возможность перемещаться в горизонтальной плоскости для эффективного размыва и полной разгрузки концентрата.

Проверка основных технологических параметров опытных образцов концентраторов КЦВП-0,3 на модельном материале проводилась в лаборатории технологии обогащения ОАО «Тульское НИГП» (таблица 1). В качестве вмещающей среды был использован природный песок одного из месторождений Среднего Урала, по гранулометрическим характеристикам сопоставимый с размерностью модельного материала. Вес песков составил 4500 граммов. Вес высушенного концентрата составил 650 г, т.е. его выход — 14,4 %.

Модельный материал    Размер, ммИсходное
колличество,
шт.  
Извлечение  
диаметр длина  шт. %
 Медная проволока 0,5  2,5  50  48 96,0
 Свинцовые шарики  0,98  -  50  50  100,0
 Свинцовые шарики 1,8  -  50  49  98,0
 Галенит  1,0  0,8  40  40  100,0
 Гранат (альмандин)  1,0  0,8  40  37  92,5
 Алюминиевая
проволока
 0,2  2,0  40  33  82,5
 Медная проволока  0,2  3,0  40  39  97,5

Таблица 1.

После тщательного анализа результатов испытания концентратора КЦВП-0,3 на модельном материале были проведены технологические испытания на представительных пробах техногенных песков Семеновской ЗИФ, измельченной руды Восточно-Семеновского рудного месторождения и золотосодержащих песков кор выветривания золотоносного района Сигири (Гвинея) (таблица  2 - обогащение  первичного  материала; таблица 3 - перечистка первичного концентрата).

Наименование продукта    Выход
продукта, %
Содержание
Au, г/т 
Извлечение
Au, % 
 Пески кор
выветривания
(г. Сигири, Гвинея)  
Концентрат   0,2 118,8  88,0
Хвосты   99,8 0,03  12,0
 Исходный продукт  100,0  0,27  100,0
 Хвосты
Семеновской ЗИФ  
Концентрат  1,05  41,83  48,8
Хвосты  98,95  0,47  51,2
  Исходный продукт  100,0  0,9  100,0
Руда Восточно-
Семеновского
месторождения   
Концентрат  1,22  105,8  58,67
Хвосты  98,78  0,92  41,33
  Исходный продукт  100,0  2,2  100,0

Таблица 2. Обогащение первичного материала.

Наименование продукта    Выход
продукта, %
Содержание
Au, г/т 
Извлечение
Au, % 
 Пески кор
выветривания
(г. Сигири, Гвинея)  
Концентрат  17,7 5872 87,5
Хвосты  82,3 180,4 12,5
 Исходный продукт 100,0 1188,0 100,0
 Хвосты
Семеновской ЗИФ  
Концентрат 9,7 2049,7 47,6
Хвосты 90,3 242,7 52,4
  Исходный продукт 100,0 418,3 100,0
Руда Восточно-
Семеновского
месторождения   
Концентрат 11,8 5184,2 57,9
Хвосты 88,2 505,0 42,1
  Исходный продукт 100,0 1058,0 100,0

Таблица 3. Перечистка первичного концентрата.

Руда Восточно-Семеновского месторождения, с содержанием золота 2,2 г/т, представлена основными минералами: пиритом, халькопиритом, галенитом и сфалеритом. Основными породообразующими минералами в руде являются слюдисто-полевошпатовые агрегаты, серицит, кварц. Шламистый материал представлен слюдисто-полевошпатовой массой с небольшим количеством кварц-карбонатного материала.Содержание свободного золота составляет около 30%, при этом содержание частиц золота крупнее 20 мкм — более 50%. Труднообогатимость руды определяют частицы золота в первые микроны.

Хвосты Семеновской ЗИФ представлены глинистым материалом в виде плотных комков светло-бурого и красного цвета. По минеральному составу это лимонит-каолин-гематитовый материал. Отмечаются значительные содержания (до 5%) ильменита. Исходными рудами были золотосодержащие кварц-карбонатные жилы с золотосодержащим пиритом, халькопиритом и вторичными медными минералами: малахитом, лазуритом, хризоколлой. Содержание золота в исходном сырье составляет 0,92 г/т. Материал пробы золотоносного района Сигири (Гвинея) представлен глинистой корой выветривания с содержанием золота 0,27 г/т. Глинистые минералы: каолинит, монтмориллонит, гидрослюды. Эти образования формируют тонкодисперсные системы, которые легко переносят тонкое и мелкое золото. Зернистый материал пробы представлен белым и серым кварцем, обломками прокварцованных пород средне- и мелкозернистой размерности, гематитом и лимонитом.

Для современного рудного сырья, россыпей и техногенного материала характерно присутствие мелкого и тонкого полигенного и полихромного золота. Оно трудноуловимо для обычных обогатительных аппаратов, окварцовано, имеет пластинчатую форму и легко теряется с водным потоком. В этом отношении наиболее типично золото коры выветривания.

Основная масса золота сосредоточена во фракциях <0,05 мм, -0,1 +0,05 мм и незначительная — во фракции -0,25 +0,1 мм. Характер морфологии золота по фракциям показан на рисунке в начале статьи в увеличении 130 раз.

ПолярнаяНа основании результатов проведенных испытаний НПФ «ГеоПром» были изготовлены и поставлены на несколько объектов комплексные обогатительные установки, включающие в себя концентраторы КЦВП-0,6 и КЦВП-0,3 на основных и доводочных операциях. Одним из таких объектов стала старательская артель «Полярная», где в промсезон 2011 года проведена опытно-промышленная эксплуатация вышеуказанного оборудования. Главный обогатитель ООО «Артель Полярная» горный инженер П.Н. Лобов так отозвался о работе новых аппаратов: «Положительной характеристикой КЦВП-0,6 является увеличенный объем (4…6 м3) как песков после двухстадийного обогащения, так и первичных концентратов. Частота разгрузки и выбор режима работы производится с помощью частотного преобразователя „Веспер“. Это позволяет оперативно корректировать технологические параметры обогащения в зависимости от особенностей исходного материала. Оптимизация параметров позволяет выводить концентратор на режим накопления, т.е. увеличивать время работы между разгрузками.

Использование КЦВП-0,6 с подачей шлиха на спаренные КЦВП-0,3 позволило получить из техногенного сырья концентрат, достаточный для плавки в рудоплавильной печи без дополнительного шлихообогащения. Поставленное оборудование в условиях Чукотки извлекает труднообогатимое золото — окварцованное, пластинчатое, тонкодисперсное (до 0,05 мм). В сравнении с использовавшимися ранее другими отечественными и зарубежными аппаратами данные концентраторы гораздо проще в обслуживании, работают на оборотной воде, а извлечение полезных компонентов устойчивее и в среднем выше».

Таким образом, золотопромышленники получили концентраторы с улучшенными технологическими показателями, надежными эксплуатационными качествами и оптимальными техническими характеристиками (таблица 4).

Параметры  Выход
продукта, %
Содержание
Au, г/т 
Производительность при номинальной скорости
вращения чаши (по твердой массе пульпы), т/час
8...10 0,5...2,0
Извлечение полезного компонента по классам
крупности, %, не менее
-1,0 +0,25 мм
-0,25 +0,05 мм


86...95
80...93


92...99
87...96
Крупность исходного материала (не более), мм  3,0...8,0 2,0...3,0
Выход концентрата, л 4,0...6,0 0,4...0,7
Установленная мощность, кВт 3,0 x 2 = 6 0,55
Габаритные размеры (длина–ширина–высота), мм 1635-842-1440 740-480-600
 Масса (max), кг 750 82

Таблица 4. Основные технические характеристики концентраторов.