Содержание к диссертации
Введение
Глава I Технологические проблемы извлечения золота из труднообогатимого сырья и обоснование направления исследований в области повышения извлечения тонкого золота
1.1. Краткие сведения о состоянии техногенных месторождений золота 12
1.2. Перспективные технологии извлечения золота из техногенного сырья 21
1.3.Процесс агломерационной флокуляции как способ извлечения золота из золотосодержащего сырья 30
Глава II Характеристика вещественного состава объектов исследования
2.1. Хвосты третьей запруды Артёмовной ЗИФ 44
2.2. Хвосты рудника Коммунар 49
2.3. Руда Тейско-Уволжской площади 53
2.4. Хвосты ЗИФ «Советская» 56
Глава III Поиск и разработка технологии получения агломерата
3.1. Теоретические предпосылки выбора сочетания собирателей для гидрофобизации минералов ценного компонента 59
3.2. Процесс образования агломерата 62
3.3. Исследования процесса агломерационной флокуляции на различном сырье 4
3.3.1. Минеральная смесь кварц-пирротин 74
3.3.2. Золотосодержащая руда Тейско-Уволжской площади 82
3.3.3. Техногенное минеральное сырье 96
3.4. Выбор и оптимизация сочетаний собирателей для гидрофобизации поверхности извлекаемых зерен ЮЗ
3.4.1. Исследование эффективности сочетания реагентов на пробе руды ТП 2 103
3.4.2. Исследование эффективности сочетания реагентов на техногенном минеральном сырье Ю4
3.5. Исследования износостойкости синтетического носителя в процессе агломерационной флокуляции ПО
3.6. Исследования процесса агломерационной флокуляции на текущих хвостах в условиях ЗИФ «Советская» 112
Глава IV Регрессионная модель процесса агломерационной флокуляции
4.1. Расчет коэффициентов множественной регрессии 118
4.2. Расчет дисперсии и стандартной ошибки коэффициентов 119
4.3. Проверка статистической значимости коэффициентов уравнения регрессии 122
4.4. Проверка общего качества уравнения регрессии 123
4.5. Проверка предпосылок применения метода наименьших квадратов для множественной регрессии 126
4.6. Выводы по главе 128
Глава V Разработка технологии переработки хвостов с использованием процесса агломерационной флокуляции
5.1. Рекомендуемая технологическая схема переработки 129
5.2. Технико-экономическая эффективность процесса 130
Заключение 148
Приложения -151
Библиографический список использованной
Литературы
- Перспективные технологии извлечения золота из техногенного сырья
- Хвосты рудника Коммунар
- Минеральная смесь кварц-пирротин
- Проверка статистической значимости коэффициентов уравнения регрессии
Введение к работе
Актуальность работы. Необходимость решения задач по освоению месторождений золота техногенного характера связана с ухудшением минерально-сырьевой базы страны. По данным В.А. Чантурия за последние 20 лет содержание золота в рудах снизилось в 1.2-1.5 раза, доля труднообогатимых руд в общей массе сырья, поступающего на обогащение, возросла с 15 до 40%.
Во многих видах техногенного минерального сырья содержание ценных компонентов в ряде случаев находится на том же уровне или даже превышает их концентрацию в рудах природных разрабатываемых месторождений.
Целесообразность промышленного освоения техногенных ресурсов определяется не только истощением разрабатываемых месторождений, но и необходимостью крупных капитальных вложений в освоение новых объектов.
Ресурсный потенциал техногенных золотосодержащих объектов, расположенных на территории России, оценивается неоднозначно. Анализируя общую структуру запасов и ресурсов золота, Б.И. Беневольский утверждает, что на долю техногенных объектов отводится 7-12 %.
Кроме этого, хвостохранилища занимают огромные площади, ухудшают экологическое состояние районов. Обогатительные фабрики являются градообразующими предприятиями, а ряд фабрик прекратили работу из-за отсутствия руды. Таким образом, исследования, направленные на повышение эффективности извлечения золота из техногенного минерального сырья имеют не только научно-практическое, но и социальное и экологическое значение.
Проблемой разработки технологии переработки техногенного сырья занимались такие ученые как Чантурия В.А., Бочаров В.А., Вигдергауз В.Е., Козин В.З., Макаров А.Б., Щербина Н.Ф., Кочеткова Т.В., Елесеева В.И., Макаров В.А., Котова О.Б. и другие исследователи. Их исследования показывают, что техногенные месторождения, представленные хвостами обогащения, являются достаточно специфическими образованиями, отличающимися от других техногенных объектов вещественным составом, условиями накопления и хранения, остаточной концентрацией реагентов.
Полезные минералы в техногенном сырье находятся в тонкодисперсной форме, их поверхностные свойства изменены, такое сырье не эффективно обогащается традиционными методами. По своим свойствам они значительно отличаются от текущих «хвостов», т.к. в процессе хранения происходят изменения минерального и гранулометрического состава, а так же изменения касаются также и технологических свойств. Гранулометрический состав характеризуется высоким содержанием ультрадисперсных частиц с размером менее 10 мкм, обладающих развитой удельной поверхностью. Вовлечение в переработку техногенных месторождений позволяет значительно уменьшить горно-подготовительные работы, сократить затраты на такие энергоемкие мероприятия как дробление, измельчение и т.п.
Основной проблемой при переработке техногенных месторождений с использованием традиционных приёмов является низкое извлечение металлов.
Исходя из вышеизложенного, исследования направленные на повышение эффективности извлечения золота из техногенного минерального сырья являются актуальными.
Цель работы: повышение эффективности извлечения золота из техногенного сырья и убогих по содержанию золотосодержащих руд с использованием технологии агломерационной флокуляции, обеспечивающей извлечение золота.
Идея работы состоит в использовании процесса сорбции золота и сульфидов, теряемых с хвостами ЗИФ, на синтетический носитель за счет гидрофобизации их сочетанием реагентов-собирателей, в результате совместного применения которых наблюдается синергетический эффект взаимодействия.
Объекты исследования: лежалые хвосты «Коммунаровской» и «Артемовской» золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ), текущие хвосты ЗИФ «Советская», работающих по комбинированным гравитационно-гидрометаллургическим и гравитационно-флотационным схемам обогащения. Кроме этого проводились исследования на убогой по содержанию золота руде одного из месторождений Красноярского края (ТП-1).
Предмет исследований: условия создания агломерата и извлечения золота при использовании технологии агломерационной флокуляции.
Связь темы с планами работы Университета и молодежными научными проектами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР Института цветных металлов и материаловедения СФУ в рамках исполнения программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» (проект 2.1.2/4741 «Комплексные исследования традиционных и биотехнологических методов обогащения и переработки руд цветных и благородных металлов»), федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (проект «Поверхностные явления в переработке сырья цветных, редких и благородных металлов и создании новых материалов на их основе»), а также в рамках 6 хоздоговорных работ, выполненных по заказам предприятий.
Методы исследований.
В работе использованы методы изучения вещественного состава – химический, спектральный, фазовый, пробирный и ситовой анализы; структура и свойства минералов изучались с помощью минералогического анализа с использованием оптического микроскопа Axioskop-40-Pol, выполнены рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ; анализ и обобщение литературных и фондовых материалов, лабораторные испытания; статистические методы планирования и обработки данных; пакет математических программ, необходимых для разработки регрессионной модели; технико-экономический анализ разработанных технологических решений.
Научные положения, выносимые на защиту:
- Оптимально использование в качестве носителя при агломерационной флокуляции синтетического материала, способного к многократному (до 15 циклов) использованию, и обеспечивающего снижение общего расхода носителя до 1 кг/т и повышение извлечения до 75%;
- Максимальная эффективность процесса агломерационной флокуляции достигается при его оптимизации на основе установленных зависимостей технологических показателей от расхода и соотношения собирателей, причем наибольшая эффективность достигается при соотношении: ксантогенат : ГФУ – 1:1; ксантогенат : ТАА – 1:3; ксантогенат : каптакс – 2:3;
-Математическая модель, описывающая зависимость эффективности процесса агломерационной флокуляции от параметров процесса.
Достоверность научных положений подтверждается достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, обработанных с использованием методов математической статистики при доверительной надежности не менее 95%.
Научная новизна работы:
- Обосновано применение синтетического носителя в процессе агломерационной флокуляции; определены оптимальные параметры процесса агломерационной флокуляции для убогой золотосодержащей руды (ТП-1), хвостов ЗИФ Советская, техногенных отвалов Артемовской ЗИФ и рудника Коммунар;
- Установлена закономерность влияния сочетаний реагентов ксантогенат и каптакс, ксантогенат и ГФУ, ксантогенат и ТАА на технологические показатели переработки техногенного минерального сырья и убогой золотосодержащей руды.
-Впервые предложен способ извлечения золота из техногенного минерального сырья и хвостов золотоизвлекательных фабрик на основе агломерационной флокуляции с применением синтетического носителя и сочетаний реагентов собирателей.
Практическая значимость работы:
-Обоснована и экспериментально подтверждена возможность извлечения золота из труднообогатимого сырья агломерационной флокуляцикей с использованием синтетического носителя;
-Выполнены исследования в условиях ЗИФ «Советская», показана эффективность процесса и возможность доизвлечения золота из хвостов флотации и сорбции. Рассчитан ожидаемый экономический эффект от внедрения процесса агломерационной флокуляции на текущих хвостах золотоизвлекательной фабрики и на техногенном сырье;
-Разработана технология извлечения золота как из лежалых так и из текущих хвостов обогатительных фабрик;
-Получено решение о выдачи патента на заявку №2011110487 от 18.03.2011;
-Результаты данной диссертационной работы внедрены в учебный процесс СФУ ИЦМиМ, в качестве дополнения к курсу лекций.
Личный вклад соискателя: анализ состояния технологий извлечения золота из золотосодержащего и техногенного сырья; проведение исследований по изучению особенностей взаимодействия твердой и жидкой фаз, обеспечивающих возможность проведения агломерационной флокуляции; оптимизация условий разделения тонкого золота и породообразующих минералов при разработке технологической схемы обогащения золотосодержащего сырья на основе агломерационной флокуляции; испытание технологии агломерационной флокуляции на различных видах золотосодержащего и техногенного сырья с определением возможностей процесса и его места в технологических схемах в зависимости от вида и характера сырья.
Апробация работы.
Результаты данной диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских конференциях: XIV Международный научный симпозиум студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (5 – 9 апреля 2010 года, г.Томск); Второй международный конгресс «Цветные металлы – 2010» (2 – 4 сентября 2010года, г. Красноярск); Международное совещание «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого сырья» «Плаксинские чтения – 2010» (13 – 18 сентября 2010года, г.Казань); VIII Конгресс обогатителей стран СНГ (28 февраля – 2 марта 2011года, Москва)
Объём и структура работы: диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы, состоящего из 124 источников, содержит 166 страниц, в т.ч. 20 рисунков, 51 таблицу.
Перспективные технологии извлечения золота из техногенного сырья
Понятие агломерационной флокуляции возникло в начале XX века. Впервые этот метод, названный «Тренд-процесс», разработан и применен для обогащения угля в 20-е годы в США [53]. Согласно этого процесса уголь измельчался до крупности 100-0 мкм, перемешивался с водой и масляным агентом (печным маслом, бензолом и т.п.) в специальном контактном чане. Расход связующего вещества составлял 25-35 % от массы угля, плотность пульпы 20-40%. Продукт перемешивания разделялся на сите.
Процесс угольно-масляной агломерации был развит и запатентован в начале 80-х годов компанией Бритиш Петролеум (ВР). Этот процесс является альтернативой существующим методам извлечения золота и основан на отделении гидрофобных частиц от руды в агломераты, сформированные из угля и масла. Масло действует как жидкость соединяющая уголь и золотые частицы [54].
В основе масляной агломерации углеродистых частиц лежит природная гидрофобность, обуславливающая их преимущественное смачивание органическим маслом по отнощению к породным частицам в водной среде. Происходящая при этом замена поверхности раздела фаз уголь-вода на поверхность уголь-масло приводит к уменьшению общей поверхности системы, т.е. устойчивому энергетически выгодному состоянию. Это предопределяет зависимость эффективности процесса от контрастности поверхностных свойств разделяемых компонентов и свойств аполярного масла [55].
Для смачивания гидрофобных частиц маслом, водоуглемаслянная суспензия подвергается перемешиванию с определенной интенсивностью. Неизбежное при этом разрушение сопровождается резким увеличением активной для селективной поверхности раздела масло-вода. Это обстоятельство благоприятствует контактному взаимодействию угольных частиц с пленками и, как следствие, их омасливанию, либо закреплению на межфазовой поверхности масло-вода. В результате соударения угольных частиц между ними образуются масляные «мосты», которые благодаря капиллярному вакууму и силам, действующим на поверхности раздела фаз, удерживают твердые частицы вместе и способствуют возникновению прочных агрегатов (агломератов) [56].
Существующие золотоизвлекательные процессы для извлечения мелкого золота представляют опасность для окружающей среды, из-за использования смертельных химикатов, таких как ртуть и цианид. Метод извлечения золота, названный угольно-золотой агломерацией (CGA) был развит несколько лет назад. Гидрофобные золотые частицы извлекаются из пульпы в агломерат, и в дальнейшем агломераты сжигаются. Цель этого исследования состояла в том, чтобы оптимизировать фазу разделения процесса СGA через процесс флотации. Было также необходимо сравнить процесс агломерации как альтернатива процессу использующему ртуть. Тесты партии были выполнены на искусственной (7g/t) золотой смеси, содержащей золотой порошок (+44мкм). После необходимого времени для агломерации пульпу и собиратель, такой как амил калия ксантогенат (МИР), были добавлены и все это перемешивалось в течение пятидесяти минут прежде, чем было произведено разделение. Увеличение вязкости нефти вызвало формирование более сильных скоплений, и, следовательно, было увеличено извлечение золота. Использование больших угольных частиц давало более высокое извлечение золота. Эксперименты по рециркуляции агломератов показали возможность более полной загрузки агломератов, что позволит снизить эксплуатационные затраты [57].
Интерес к технологии агломерационной флокуляции представлен следующими факторами: - крупность ценного компонента не определяет эффективность технологии, так как происходит извлечение тонкого и весьма тонкого золота; - возможность извлечения труднообогатимого золота, которое при использовании общераспространенных методов переработки теряется в связи с уменьшение контрастности свойств разделяемых минералов. Прежде всего, это происходит в следствии недоизвлечения «плавучего» золота, а также золота «в рубашке»; - внедрение этой технологии не требует больших капитальных и эксплуатационных затрат, так как технология агломерационной флокуляции относительно проста; - при использовании данной технологии возможно достичь высокую степень извлечения при одностадиальном применении. Существуют работы по объединению технологии агломерации и адсорбции для очистки сточных вод. С помощью комбинации этих процессов удалось снизить, общую концентрацию палладия и серебра с 11мг/л до 1 мг/л [58]. В последнее десятилетие проведено много работ по изучению угольно-масляной агломерации. Направлены они на уменьщение расхода угля и масла при использовании различных реагентов [59].
Больщое количество исследований было выполнено на подбор различных видов аполярных масел, так как именно они влияют на образование агломерата [60]. В качестве аполярного масла используют различные нефтепродукты, в том числе и дизельное топливо [61].
Кроме этих параметров исследовалось время агитации и влияния различных реагентов на процесс агломерационной флокуляции. Определено, что при длительном перемешивании частицы золота погружаются в агломерат на расстояние до 60 мкм от поверхности [62]. Различные реагенты влияют на процесс адгезии золотых частиц на поверхности агломерата. Уровень сцепления золотых частиц и агломератов может быть повышен при использовании таких собирателей как ксантогенат. При увеличении углеводородной цепи молекул ксантогената, увеличивается скорость перехода золота в агломераты. Следовательно, возможно увеличить насыщенность агломератов золотом. При рассмотрении агломератов под микроскопом.
Хвосты рудника Коммунар
Минералогический анализ пробы выявил, что из нерудных минералов преобладает кварц, представленный зернами угловатой, неправильной формы, часто пропитанный гидроокислами железа, из-за чего приобретает рыжеватый цвет. Под микроскопом в шлифах во многих зернах отмечаются регенерационные каемки. Наблюдаются срастания кварца с сульфидами, слюдами. В редких зернах кварца отмечаются тончайшие пленочки золота. Размеры зерен варьируют в пределах 0,05 - 0,2 мм в поперечнике, преобладают зерна размером 0,1-0,2 мм.
Карбонаты представлены, в основном, кальцитом в виде зерен таблитчатой, редко - несколько вытянутой, либо неправильной формы. Размеры зерен варьируют от 0,09 - 0,16 мм до 0,2-0,6 мм в поперечнике.
Сидерит наблюдается в виде зерен неправильной формы, таблитчатой формы бурого цвета. Размеры зерен от 0,1-0,2 мм до 0,4-0,5 мм в поперечнике. Доломит отмечается в виде редких зерен ромбовидной формы (в шлифах под микроскопом) размером 0,05-0,1 мм в поперечнике. Силикаты представлены полевыми шпатами, слюдами, хлоритом, амфиболом. Из полевых шпатов преобладает плагиоклаз, наблюдающийся в виде зерен призматической, таблитчатой, неправильной формы размером 0,05-0,3 мм, по удлинению. Слюды представлены биотитом, мусковитом и серицитом. Биотит преобладает, отмечается в виде листочков, чешуек темно-коричневого, почти черного цвета. Размеры листочков 0,15-0,2 мм по удлинению. Гидрооксиды железа отмечаются в виде комковатых форм, налетов на сульфидах и нерудных минералов в виде пленочек, прожилков. Гематит наблюдается в виде зерен пластинчатой, неправильной формы размером 0,07x0,13 мм, 0,09x0,15 мм. Магнетит - редкие зерна изометричной, октаэдрической, неправильной формы, иногда отмечаются в аншлифах под микроскопом квадратные сечения. Размеры зерен - 0,1x0,08 мм, 0,1x0,06 мм. Сульфиды представлены пиритом, пирротином, халькопиритом, арсенопиритом, сфалеритом, галенитом. Пирит наблюдается в виде зерен изометричной, остроугольной формы. В аншлифах под микроскопом наблюдаются квадратные, пятиугольные, треугольные сечения. Размеры зерен варьируют в пределах - 0,01x0,25 мм; 0,1x0,33 мм; 0,1x0,15 мм. Замещается гидрооксидами железа.
Пирротин отмечается в виде зерен изометричной, несколько вытянутой, либо неправильной формы. Иногда встречаются включения пирротина в нерудных минералах (в основном, в кварце). Размеры зерен - 0,15x0,7 мм; 0,15x0,2 мм; 0,17x0,16 мм.
Арсенопирит представлен, в основном, зернами - призматической, игольчатой формы, иногда образующих звездчатые сростки, реже - неправильной формы. Размеры зерен варьируют в пределах - от 0,02x0,36 мм; 0,07x0,3 мм до 0,15x0,02 мм; 0,05x0,3 мм.
Халькопирит встречается в виде зерен неправильной изометричной формы с неровными ограничениями, иногда в виде включений в нерудном минерале, срастаний с кварцем. Размеры зерен - 0,05x0,06 мм; 0,05x0,9 мм.
Сфалерит характеризуется редкими зернами неправильной, изометричной формы. Под микроскопом в аншлифах в некоторых зернах сфалерита отмечаются тончайшие включения халькопирита. Размеры зерен сфалерита -0,07x0,12 мм; 0,05x0,15 мм.
Золото встречено в концентрате в свободном состоянии в виде единичных зерен вытянутой, проволочной, листоватой формы ярко - желтого цвета. Характеризуется низким рельефом, изотропностью, высоким отражением. 2.2. Хвосты рудника Коммунар
Коммунаровское золоторудное месторождение разрабатывается с 1899 года. Месторождение вскрыто системой штольных горизонтов через 40-120м по высоте 1400м (от поверхности) до отметки 790 м (штольня 18). На этом штольневой метод вскрытия исчерпан. Ведется проходка наклонного отвала с горизонта 18 штольни до 670 отметки.
Коммунаровское рудное поле является составной частью золотоносного пояса Кузнецкого Алатау, расположено в центральной части на восточном склоне хребта.
По морфологическим признакам и вещественному составу в рудном поле выделяются жильные зоны, штокверки (кварцево-прожилковатые и прожилковато-вкрапленные рудные тела), скарновые линзы с наложенным золотым оруденением и сульфидные линзовидные залежи, не имеющие промышленного значения.
Жилы имеют размеры 50-200 м по простиранию: 50-150 м по падению, при мощи о,1-1,0 м и обладают повышенным содержанием золота (от 20 до 150 г/т), однако их доля в добыче занимает 1,5 %.
Кварцево-прожилковые руды (штокверки) имеют основное промышленное значение и подразделяются на оруденелые дайки и штокверки в порфировидных диоритах, диабазах и порфиритах. Содержание золота от 2 до 7,21 г/т.
Золото связано с кварцем, находится в свободном состоянии, крупное (более 0,01 мм - свыше 65 %), незначительная доля относится к мелкому и тонкодисперсному. Содержание золота, связанного с сульфидами колеблется от 0,5 до 2,3 %, присутствие его в кварцевых жилах не более 5 %.
При всем многообразии рудных тел по морфологическим типам вмещающих пород, химический состав перерабатываемых руд относительно стабильный многие годы. Фабрика работает по схеме гравитационного обогащения руды с последующим цианированием хвостов гравитации.
Дробление руды осуществляется в три стадии с предварительным грохочением в последней стадии. Дробленая руда измельчается в мельницах типа МШР, работающих в замкнутом цикле с классификатором и отсадочной машиной. Легкая фракция операции отсадки поступает на операцию классификации в спиральном классификаторе. Слив классификатора поступает на две стадии гидроциклонирования.
Слив гидроциклона сгущается до плотности 65-70 % твердого. Тяжелая фракция операции отсадки поступает на магнитную сепарацию для выделения магнитного скрапа, который в дальнейшем идет в отвал. Немагнитная фракция поступает в операцию обезвоживания, а затем на грохочение для получения трех классов крупности +2, -2+0,5, -0,5+0. Классы -2+0,5 и -0,5+0 поступают в операцию концентрации, осуществляемую в центробежных концентраторах "Итомак". Тяжелая фракция (концентрат) перечищается на концентрационном столе до "золотой головки".
Легкая фракция с концентрационного стола, а также легкая фракция с концентраторов и класс +2 поступают в операцию обезвоживания, далее на доизмельчение, осуществляемое в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле с классифицирующим аппаратом. Пески классификации возвращается обратно в мельницу, а слив поступает на сгущение. Сгущенный продукт поступает в гидрометаллургический цикл. Слив сгустителей поступает на хвостохранилище.
Минеральная смесь кварц-пирротин
Анализ литературы [54, 68, 71] показывает, что в качестве носителей испытывали углеводородные масла, полимерные нити, синтетические сетки и другие вещества. Известно, что свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах (в зависимости от природы и длины участков цепи между уретановыми группировками, от структуры — линейная или сетчатая, молекулярной массы, степени кристалличности и др.). Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми (аморфными или кристаллическими) продуктами — от высокоэластичных мягких резин до жёстких пластиков. Полиуретаны устойчивы к действию кислот, минеральных и органических масел, бензина, окислителей; по гидролитической стойкости превосходят полиамиды. Линейные полиуретаны растворимы в некоторых полярных растворителях (например, диметилформамиде, диметилсульфоксиде). Нами в качестве носителя испытан однокомпонентный пенополиуретановый герметик (пена). Данный носитель обладает пористой структурой снаружи и внутри. Материал готовили в виде кубиков размером 5x5 мм. Технологические показатели этих исследований представлены в таблице 3.7. Таблица 3.7 - Влияние расхода пены на процесс агломерационной флокуляции
Увеличение расхода пены приводит к повышению эффективности процесса, но до определенного момента. Увеличение эффективности связано, вероятно, с теми же причинами, что и при использовании угля, т.е. увеличивается активная поверхность. При дальнейшем увеличении расхода пены происходит снижение эффективности. Вероятно, это связано с увеличением доли носителя, который не покрыт аполярным собирателем и тем самым происходит неселективный захват частиц пустой породы.
Далее был испытан синтетический носитель. Синтетический носитель наравне с пеной имеет пористую внутреннюю и наружную структуру. В отличие от пены синтетический носитель обладает хорошими показателями эластичности и воздухопроницаемости, а также сорбционными свойствами. Носитель был приготовлен в виде кубиков с размером граней 10x10 мм. Результаты использования синтетического носителя представлены в таблице
Помимо частиц неорганического происхождения в качестве носителя можно использовать частицы биоорганического происхождения, например, табачную пыль [76]. Этот материал является побочным продуктом получения табачных изделии и обладает хорошими сорбционными свойствами. Крупность носителя составила -3+0 мм. Результаты использования табачной пыли представлены в таблице 3.9.
На данном этапе исследования были найдены оптимальные расходы для каждого вида носителя. Так лучший результат с углем был получен при его расходе 25 кг/т, с однокомпонентным пенополиуретановым герметиком при расходе 10 кг/т, с синтетическим носителем при расходе 15 кг/т, с табачной пылью при расходе 15 кг/т.
Кроме используемых, в качестве носителя, материалов был испытан такой гидрофобный материал, как парафин. Это материал обладает естественной гидрофобностью, очень хорошо смачивается многими аполярными маслами и не смачивается водой, кроме этого достаточно пластичен и даже без применения масла обеспечивает образование агломератов. Все полученные данные при использовании парафина представлены в таблице 3.10 и на рисунке
Как видно из полученный данных, с увеличением расхода парафина происходит снижение качества получаемых агломератов и, тем самым, снижение эффективности процесса. Это происходит из-за механического захвата парафином частиц пустой породы. Исследования парафина в технологическом плане будет сложным, т.к. процесс отделения золота от носителя потребует повышение температуры, продолжительного времени для осаждения мелких зерен, воздухоочистки и т.д.
Таким образом, из всех исследованных носителей наиболее эффективны и технологичны: пена, уголь и синтетический носитель. Зная оптимальный расход носителя, были выполнены исследования по определению оптимального расхода аполярного масла для каждого типа носителя. Диапазон расходов лежал в пределах от 1000 до 2500 г/т с шагом 500 г/т.
При извлечении шламистых минеральных частиц основное действие углеводородных масел связано с влиянием на агрегативную устойчивость минеральной суспензии. Согласно Л.Я. Шубову аполярные масла действуют двояко - гидрофобизируют и флокулируют тонкие частицы, что обусловлено избирательным смачиванием и особыми свойствами прослойки масла между частицами. Исходя из этого, для тонкоизмельченных шламистых руд реагентами оптимального действия являются технические аполярные легкие масла плотностью 0,82-0,87 г/см , которые обладают меньшей вязкостью [115].
Проверка статистической значимости коэффициентов уравнения регрессии
Статистическая значимость коэффициентов регрессии и близкое к /?2 единице значение Т не гарантирует сами по себе высокое качество уравнения регрессии. Для более точного анализа качества модели необходимо проверить выполнение предпосылок метода наименьших квадратов. Предпосылка 1. Математическое ожидание случайного отклонения равно 16,14. Критерием проверки служит доверительный интервал [ 124]. Вычисляем верхнюю и нижнюю границу доверительного интервала при уровне значимости равном а =0.05. ЕСЛИ доверительный интервал накрывает 16,14, то можно принять, что математическое ожидание случайного отклонения равно 16,14 с доверительной вероятностью равной 0.95. В результате вычисления получаем интервал. Очевидно, он покрывает 16,14 из чего следует выполнение предпосылки 1 с вероятностью 0.95.
Предпосылка 2. Модель является линейной относительно параметров. Выполнимость этой предпосылки следует из линейности построенной модели относительно коэффициентов k» 1 = 1 -6, Предпосылка 3. Ошибіси " " - —- -- имеют нормальное распределение - v10 14 ; для проверки нормальности ошибок необходимо, во-первых, сформулировать проверяемую о и альтернативную 1 гипотезы. Во-вторых, выбираем уровень значимости « = 0.01 , для проверки гипотез воспользуемся критерием
В данной работе показана возможность использования процесса агломерационной флокуляции для извлечения золота из различных золотосодержащих материалов. Синтетические носители доступны, выдерживают знакопеременные нагрузки, имеют развитую внешнюю поверхность, что дает возможность легко их регенерировать по средствам отжима. На рисунке 5.1.1. показана схема процесса агломерационной флокуляции для извлечения золота из техногенного сырья.
Условия ведения процесса агломерационной флокуляции: содержание твердого 45-55%, время перемешивания 80-100 минут, температура 20-25, используемые реагенты: бутиловый ксантогенат и тиоациланилид общий расход которых 300-400 г/т, медный купорос 35-45 г/т, трансформаторное масло 1500-2000 г/т, сода 180-210 г/т. о« . І 1 w і. і ,. 1 : f і V » А «г1 , "
Реагентная подготовка и технологические параметры для извлечения золота из текущих хвостов потребуются аналогичные что и для извлечения золота из техногенного минерального сырья, точка включения предложенной технологии в схему фабрики показана на рисунке 5.1.2.
В данной диссертационной работе рассматривается два возможных варианта. Первый вариант - это переработка текущих хвостов золотоизвлекательных фабрик с использованием процесса агломерационной флокуляции.
При доизвлечении металла из текущих хвостов ЗИФ, аппараты для процесса агломерационной флокуляции возможно установить как в корпусе обогатительной фабрики, так и на борту хвостохранилища. Необходимое оборудование: чаны для процесса агломерационной флокуляции, валки для отделения концентрата и восстановления синтетического носителя. Полученный золотосодержащий продукт целесообразно отправлять на основную флотацию. Производительность фабрики 1440 000 тонн в год. содержание золота в хвостах фабрики, поступающих на процесс агломерационной флокуляции 0,28 г/т. Процесс позволяет получить продукт с содержанием 6,99 г/т при извлечении 74,7%. Данный продукт отправляется в цикл флотации. Так как в процессе флотации неизбежны потери металла, то закладываем потери металла при последующем обогащении 10%. Следовательно извлечения золота составит 67,23%.
Второй вариант - переработка техногенного золотосодержащего сырья процессом агломерационной флокуляции. Требуется производительность -500 000 тонн в год, содержание золота в техногенном сырье, поступающем на процесс агломерационной флокуляции, - 2,21 г/т. Процесс позволяет получить продукт с содержанием 21 г/т при извлечении 81%. Данный продукт отправляется на фабрику. Учитывая потери металла в последующем обогащении, получаем извлечение 72,9%. Для реализации процесса агломерационной флокуляции на техногенном месторождении необходимо использовать следующее оборудование: мельница МШР для дезинтеграции слежавшегося сырья, чаны для процесса агломерационной флокуляции, валки для отжима синтетического носителя, грохот ГИС32 и 2 гидроциклона ГЦпу для проведения ведения процесса, все это будет располагаться в гаражах.
Переработка текущих хвостов золотоизвлекательных фабрик с использованием процесса агломерационной флокуляции.
Для работы на процессе агломерационной флокуляции необходимо 3 человека. Расчет необходимых затрат на заработную плату произведен на основе среднемесячной заработной платы по фабрике, которая составляет 26,75 тыс. рублей. Итого годовая заработная плата для 3 рабочих - 963 тыс. рублей.
