Введение к работе
Актуальность работы. Полиметаллические руды являются весьма сложным объектом обогащения. Помимо основных металлов они содержат золото, серебро и другие элементы, существенно повышающие товарную стоимость руды. Поэтому основной задачей обогащения является максимальное извлечение всех ценных компонентов, входящих в состав руд.
Золотосодержащие полиметаллические руды Ново-Широкинского месторождения по золоту характеризуются двойной упорностью, проявляющуюся в тесном срастании с сульфидными минералами (пиритом, галенитом, сфалеритом и др.), а также в наличии, кроме гравитационно-извлекаемых классов золота, тонко-вкрапленных неравномерно распределенных мелких зерен ценного компонента. При этом существующая технология переработки руд на действующей обогатительной фабрике направлена, в основном, на извлечение ценных компонентов по преобладающим в руде минеральным комплексам свинца и цинка, а извлечение золота рассматривается как попутное. По данным практики, извлечение золота из данного типа руд является невысоким и варьирует в пределах 5 – 30 %.
Это обусловлено тем, что условия, оптимальные для извлечения цветных металлов, не всегда бывают благоприятными для извлечения золота. Например, необходимое для полного раскрытия ценных компонентов более тонкое измельчение руды или продуктов обогащения приводит к значительным потерям свободного золота с отвальными хвостами и технологическими продуктами вследствие его переизмельчения. В связи с чем требуются специальные приемы раскрытия минеральных сростков, прежде всего, в голове технологического процесса и усовершенствование традиционно используемых гравитационных методов для выделения свободных зерен ценного компонента. При этом повышение эффективности процессов рудоподготовки золотосодержащих полиметаллических руд предопределяет дальнейшие показатели гравитационного и флотационного обогащения минерального сырья.
Целью работы является разработка эффективной технологии пере
работки золотосодержащих полиметаллических руд на основе дополни
тельного раскрытия сростков и усовершенствования гравитационного
выделения ценных компонентов на стадии первичного гравитационного
обогащения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
выполнить оценку современного мирового уровня развития техники и технологий переработки золотосодержащих полиметаллических руд;
-
изучить особенности вещественного состава золотосодержащих полиметаллических руд Ново-Широкинского месторождения для выбора рациональной технологии их переработки;
-
разработать методику проведения исследований и создать программный продукт для оценки эффективности раскрытия сростков рудного сырья Ново-Широкинского месторождения;
-
выполнить исследования по выделению свободного золота из массопотоков с повышенным содержанием шламистых частиц и разработать рекомендации по конструктивным изменениям отсадочной машины;
-
научно обосновать и разработать технологию переработки руд на основе повышения эффективности раскрытия минеральных сростков и усовершенствования гравитационного выделения свободных зерен ценных компонентов;
-
выполнить сравнительную технико-экономическую оценку известного (базового) и предлагаемых технологических решений по раскрытию сростков и последующего выделения ценных компонентов отсадкой на стадии первичного обогащения руд.
Основная идея работы. Повышение эффективности раскрытия и извлечения ценных компонентов из полиметаллического минерального сырья достигается за счет дополнительного разрушения сростков (кусков критической крупности) в дезинтегрирующих аппаратах и последующим направленным выделением свободных зерен золота, серебра и свинца отсадкой.
Объектом исследования являются золотосодержащие полиметаллические руды Ново-Широкинского месторождения.
Предметом исследования – процессы раскрытия сростков и последующего гравитационного выделения ценных компонентов отсадкой из труднообогатимых золотосодержащих полиметаллических руд.
Методы исследований. В работе использованы: химический, пробирный, рентгенофазовый и рентгенофлюоресцентный методы анализа, оптическая и электронная микроскопия, гранулометрический анализ продуктов обогащения и руды Ново-Широкинского месторождения, экспериментальные исследования на гравитационном лабораторном и промышленном оборудовании, методы математической статистики и моделирования, сравнительная технико-экономическая оценка вариантов технологических схем.
На защиту выносятся следующие научные положения:
-
Повышение эффективности переработки труднообогатимых золотосодержащих полиметаллических руд Ново-Широкинского месторождения достигается путем дополнительного раскрытия минеральных сростков и дальнейшего усовершенствования конструкции отсадочной машины для выделения ценных компонентов на стадии первичного гравитационного обогащения.
-
Прирост извлечения свободных зерен ценных компонентов крупностью -1+0,5 мм достигается за счет конструктивного усовершенствования камеры отсадочной машины и предотвращения снижения живого се-
чения сита камеры путем дополнительного размещения под ним полиуре-тановых шаров.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается представительным объемом экспериментальных исследований и сходимостью результатов лабораторных и опытно-промышленных испытаний, а также получением патентно-защищенных технических решений.
Научная новизна работы:
-
Доказано, что уровень извлечения ценных компонентов определяется конструктивными особенностями камер отсадочных машин и гидродинамикой потока в них, что позволяет эффективно управлять процессом разделения минеральных зерен при отсадке.
-
Разработана физическая модель процесса отсадки, позволяющая учесть силу удара шаров для предотвращения снижения живого сечения сита камеры отсадочной машины.
Практическая значимость работы:
-
Разработаны две патентно-защищенные поточные линии для комплексного извлечения золота, серебра и свинца в концентраты путем построения рациональных схем эффективного раскрытия рудных сростков в процессе рудоподготовки и выделения свободных зерен ценных компонентов в голове процесса (патент №2634314 от 25.10.2017 г., патент №2608480 от 20.09.2015 г. Лабораторными и промышленными испытаниями на Ново-Широкинской обогатительной фабрике доказана возможность повышения извлечения ценных компонентов в концентрат гравитации – золота до 3 %, серебра – до 7,5% и свинца – до 3,8 %. Ожидаемый экономический эффект от реализации предлагаемых технических решений составит 129,6 млн. рублей.
-
Разработан программный продукт для выбора методов извлечения ценного компонента по контрастности руд (свидетельство №2015616492 от 10.06.2015 г.).
Реализация результатов работы:
-
Результаты исследований по оптимизации процесса первичного гравитационного обогащения прошли промышленную апробацию и рекомендованы для внедрения при переработке золотосодержащих полиметаллических руд Ново-Широкинского месторождения (Акт проведения промышленных испытаний от 16.09.2015 г.).
-
Разработанные рекомендации по усовершенствованию узла гравитационного обогащения выданы для использования АО «Забайкалзо-лотопроект» на стадии предпроектных работ при реконструкции Ново-Широкинской обогатительной фабрики (Акт о внедрении результатов диссертационной работы в проектную документацию от 25.05.2017 г.)
3. Результаты научно-исследовательской работы внедрены в
учебный процесс ФГБОУ ВО «Забайкальский государственный универси-
5
тет» путем использования в лабораторном практикуме по дисциплине «Гравитационные методы обогащения» при подготовке горных инженеров специальности 21.05.04 «Горное дело», специализации «Обогащение полезных ископаемых» (Акт о внедрении в учебный процесс от 08.02.2018 г.) Апробация работы. Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались: на XIV Международной научно -практической конференции «Кулагинские чтения», г. Чита, ноябрь, 2014 г.; на V Всероссийской научно - практической конференции «Новые технологии науки о земле», г. Нальчик, сентябрь, 2015 г.; на XVI Международной научно - практической конференции «Кулагинские чтения: Техника и технологии производственных процессов», г. Чита, ноябрь, 2016 г.; на научно-практических конференциях «Молодежная научная весна», г. Чита, - 2014 - 2016 г.г.
Основные результаты научных исследований доведены до обще
ственности путем опубликования их в журналах и периодических издани
ях: Вестник ЗабГУ № 04, 2015 г., в сборниках материалов научно-
практической конференции Кулагинские чтения: техника и технологии
производственных процессов. Чита: ЗабГУ, 2014 и 2016 г.г., в сборнике
материалов XLIII международной научно-практической конференции мо
лодых исследователей, Чита, ЗабГУ, 2016, в сборнике материалов V Все
российской научно-практической конференции Новые технологии в науке
о Земле. Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2015 г.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 110 наименований, 2 приложений и содержит 117 страниц машинописного текста, включая 26 таблиц, 38 рисунков.