Содержание к диссертации
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ С МЕЛКИМ
И ТОНКИМ ЗОЛОТОМ 13
Тенденции и проблемы добычи золота из россыпей на современном этапе 13
Новые направления повышения извлечения мелкого и тонкого золота 25
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТОНКОГО ЗОЛОТА 52
Состав и распределение минералов в аллювиальных и техногенных отложениях золотоносных провинций 52
Структурно-морфологические особенности исходного и гравитационно-упорного золота 66
Характеристика тонкого золота 69
Физические свойства и крупность частиц благородных металлов как основа для их извлечения 78
Анализ современных возможностей гравитационного обогащения 81
МАГНИТНЫЕ И КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКИХ КЛАССОВ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТВАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ У0
Магнитные методы извлечения тонких частиц благородных металлов 99
Улавливание тонкого золота на поверхности железных частиц и
Конструкции магнито-флокуляционных концентраторов и опыт
Флотационные методы 130
Извлечение мелкого золота из россыпей, содержащих глинистый материал, с использованием коагулянтов и флокулянтов 147
Способ селективной фильтрации для извлечения мелкого и «плавучего» золота 151
Электростатическая сепарация тонкого золота из труднообогатимых отвальных продуктов золотодобычи 155
1.2.1. Технологические процессы обогащения на основе
комбинированных магнитно-гравитационных методов сепарации 25
1.2.2. Флотация россыпного золота 40
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТОНКИХ КЛАССОВ КРУПНОСТИ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 78
3 .3. Кинетический анализ возможностей повышения уровня
извлечения мелких и тонких классов благородных металлов 87
4.1. Анализ возможности использования магнитных свойств
благородных металлов 96
в слое магнетитовых флокул 106
их промышленного применения 134
Выбор оптимальных режимов флотации 130
Исследования различных интенсифицирующих воздействий на процесс флотации золота 138
5. КОМБИНИРОВАННАЯ ГРАВИТАЦИОННО-МАГНИТНО- ФЛОКУЛЯЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ОТВАЛОВ ЗОЛОТОДОБЫЧИ НА ПЕРЕДВИЖНЫХ МОДУЛЬНЫХ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ 161
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 194
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 197
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
МАГНИТНО-ФЛОКУЛЯЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТОРА ПО «ЗАО «БАУНТ»» 219
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ МАГНИТНО-ФЛОКУЛЯЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТОРА КПМФ ПО «ЗАО «БАУНТ»» 221
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ ВНЕДРЕНИЯ МАГНИТНО- ФЛОКУЛЯЦИОННОГО СЕПАРАТОРА КОНСТРУКЦИИ ЧИТГТУ ПО «ООО «ГАЗИМУР»» 223
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АКТ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПРОМПРИБОРА ПГШ-50 ПО «ПРИИСКУ «КУДЕИНСКИЙ»» 225
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. АКТ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ОТВАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПО «ЗАО «БАУНТ»» 227
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. АКТ ВНЕДРЕНИЯ МАГНИТНО- ФЛОКУЛЯЦИОННОГО СЕПАРАТОРА КОНСТРУКЦИИ ЧИТГТУ И МГГУ ПО ООО «ГАЗИМУР» 228
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ПРОТОКОЛ ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПРИ ГЕНЕРАЛЬНОМ ДИРЕКТОРЕ ОАО «ПОЛЯРНИНСКИЙ ГОК» 230
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. АКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ФЛОТАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ КОЛОННОГО ТИПА НА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ИЛАХ ПОЛЯРНИНСКОГО ГОКА 233
Введение к работе
Актуальность темы. Непрерывное увеличение объемов горного производства драгоценных металлов в течение десятков лет привело к образованию огромной массы горных отходов в виде отвалов и хвостохранилищ. Более половины золота в России добывается из россыпей. При этом основным извлекающим аппаратом остается гидрошлюз. Улавливание золота в шлюзах широко распространено из-за простоты их обслуживания и достаточно высокой производительности. В то же время известно, что частицы золота крупности менее 0,15 мм шлюзами не улавливаются вообще, поэтому увеличение объемов промывки проводит лишь к увеличению потерь металла за счет мелких классов.
В результате создаются новые, техногенные месторождения с промышленным содержанием золота, представленного в основном мелкими, трудноиз-
влекаемыми классами. Повторная их отработка ведется снова по той же технологии, но, даже если применять самые совершенные гравитационные аппараты - сепараторы Нельсона, Фальконе, шламовые концентрационные столы и т.п., проблема не решается. Эти аппараты при небольшой производительности теоретически способны извлекать только частицы крупностью более 0,03 мм, а практически значительно выше.
Если при первичной переработке песков извлекается более половины исходного количества золота, то при повторной переработке извлекается не более 20 % , а при третьей - не более 5% от исходного. В отвалах и шламохрани- лищах снова и снова формируются новые техногенные месторождения, соблазняя старателей легкой доступностью для повторной, но уже практически убыточной переработки.
Учитывая реальное положение дел, необходимо считать месторождения, содержащие мелкое и тонкое золото (МТЗ) новым видом сырья, для которого не существует эффективной технологии обогащения с высоким извлечением В связи с этим одним из важнейших направлений преодоления технических и экономических проблем золотодобывающей промышленности является отказ
от устаревшей технологии, рассчитанной на практически исчезнувшую категорию крупного золота. Необходимо переходить к новым наукоёмким процессам и аппаратам, новой экологически чистой технологии, обеспечивающей извлечение весьма тонких классов драгметаллов.
Последние годы характеризуются активными научными и опытно- конструкторскими работами в области исследования и внедрения новых процессов и аппаратов для обогащения золотосодержащего сырья. Однако данные процессы и аппараты недостаточно отработаны в теоретическом и прикладном планах. При этом технологические схемы с их использованием составляются без учета связей между отдельными операциями обогащения минеральных смесей.
Все это подтверждает актуальность выбранной темы диссертации, основная задача которой состоит в создании рациональной технологии «глубокого» обогащения отвальных продуктов различного вещественного состава, в которых золото представлено мелкими классами.
Цель работы. Разработка и промышленная апробация методологии Разработки комбинированных технологий и соответствующей техники переработки отвальных продуктов для полного извлечения благородных металлов на основе сочетания методов сепарации с использованием наиболее контрастных свойств благородных металлов.
Идея работы. Установление закономерностей поведения мелких классов золота в различных сепарационных процессах на основе кинетической теории сепарации и последующих оптимизации на основе установленных закономерностей данных процессов и разработки с учетом свойств уравнений кинетики сепарационных процессов.
Задачи исследований:
- изучить современное состояние теории и практики обогащения золотосодержащих россыпей с МТЗ, установить причины и закономерности потерь мелких и тонких классов при гравитационном обогащении;
выявить структурно-морфологические особенности гравитационно- упорного и тонкого золота;
теоретически обосновать возможность повышения извлечения благородных металлов тонких классов крупности при обогащении отвальных продуктов и техногенных отложений;
установить закономерности магнитных, флотационных и комбинированных процессов извлечения мелких классов благородных металлов из отвальных продуктов;
разработать и внедрить в производство комбинированную технологию извлечения золота из отвалов.
Предмет и объект исследования. Комбинированная технологическая схема и соответствующая ей цепь аппаратов для переработки отвальных продуктов, содержащих благородные металлы в гравитационно-упорных формах. Вещественный состав и технологические свойства золота в отвальных продуктах для оптимального их использования в разрабатываемой технологии
Методы исследования: теоретический анализ процессов, аппаратов и технологических решений для переработки продуктов, содержащих благородные металлы в тонких классах, для различных видов исходного сырья; анализ мирового опыта в этой области; экспериментальные исследования новых процессов и аппаратов для извлечения тонких частиц благородных металлов в комбинированных силовых полях и различных средах, методы экономическою анализа оценки перспектив промышленного освоения предлагаемой технологии; методы математической статистики при проведении численных экспериментов; лабораторные и натурные исследования на моделях и реальных промышленных установках и модульных фабриках. В экспериментах использовались специальные и стандартные измерительные устройства и приборы, а также вычислительная техника.
Научные положения, разработанные лично автором, и выносимые на защиту:
Методология разработки рациональных технологических схем переработки золотосодержащего минерального сырья должна базироваться на экспериментально установленных значениях кинетических коэффициентов сепарации для основных процессов обогащения с определением последовательности их использования в схеме на основе критерия минимального времени, вытекающего из свойства описывающего кинетику этих процессов уравнения экспоненты.
Закономерности массопереноса при магнитно-флокуляционном (МФ) извлечении золота в магнитоструктурированную магнетитовую постель, генерируемую на наклонной осадительной поверхности МФ-концентратора, установленные на основе теории турбулентности Кармана и учитывающие влияние технологических факторов и конструктивных параметров на процессы осаждения МТЗ и, соответственно, на технологические показатели обогащения через параметры рабочей зоны концентратора.
Методы повышения эффективности магнитно-флокуляционного извлечения золота на наклонной поверхности шлюзового МФ-концентратора, основанные на увеличении регенерационной способности и емкости улавливающего магнетитового слоя путем оптимизации конструктивных и технологических параметров процесса.
Принципы повышения эффективности извлечения золота из продуктов с повышенным его содержанием в гравитационно-упорных формах с использованием комбинированных схем, включающих гравитационные, магнитные, флотационные и другие методы обогащения, заключающиеся в оптимизации последних по принципу взаимной компенсации эффектов равнопадаемости, равнопритягиваемости и равнофлотируемости с учетом технологических свойств золота.
Режимы колонной флотации МТЗ, учитывающие вещественный состав, крупность и физико-химические свойства отвальных продуктов золотодобычи.
Научная новизна:
Исходя из того, что основной причиной потерь мелкого и тонкого золота (МТЗ) является критическое значение отношения скоростей осаждения и транспорта и явление равнопадаемости минералов, показано, что решение проблемы извлечения МТЗ следует искать в области кинетической теории сепарации.
Получен критерий минимального времени, вытекающего из свойств уравнений кинетики процессов сепарации золотосодержащего сырья, позволяющий определять оптимальные значения кинетических коэффициентов кАк отдельных процессов сепарации, так и последовательность их использования в технологических схемах.
Предложен принцип взаимной компенсации эффектов равнопадаемости, равнопритягиваемости и равнофлотируемости, учет которого обеспечивает эффективное доизвлечение МТЗ из отвальных продуктов.
Предложена физико-математическая модель магнитно-флокуляцион- ного извлечения золота, позволяющая внести существенные коррективы в разработку теоретической основы поведения и особенностей дифференциации минеральных частиц.
Показано, что математическая модель осаждения золота в магнетитна- сыщенную постель может быть описана на основе теории турбулентности Кармана, учитывающей синергизм технологических факторов, гидродинамических показателей и конструктивных параметров используемой магнитной системы магнитно-флокуляционного концентратора.
В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны основы выбора оптимальной технологии для переработки отвальных продуктов, содержащих золото в тонких классах.
Научное значение работы состоит в:
- научном обосновании методологии разработки рациональных технологических схем переработки золотосодержащего минерального сырья на основе кинетической теории сепарации;
выявлении общих закономерностей массопереноса и установлении значений кинетических коэффициентов сепарации для основных процессов обогащения;
разработке на основе вышеуказанных закономерностей принципов построения комбинированных технологических схем;
установлении закономерностей массопереноса при МФ-концентрации золота на основе теории турбулентности Кармана;
получении зависимостей показателей обогащения при МФ- концентрации от конструктивных и технологических параметров процесса с учетом гранулометрического и минерального состава исходного продукта;
установлении оптимальных значений технологических режимов колонной флотации МТЗ;
впервые определены базовые значения технологических показателей обогащения процессов высокоградиентной магнитной сепарации, селективной фильтрации, электростатической сепарации и ряда комбинированных технологических схем обогащения золотосодержащих продуктов различного вещественного состава.
Обоснованность и достоверность научных положений, результатов, выводов и рекомендаций обеспечиваются:
использованием апробированных методов теоретического анализа, реализуемого на ЭВМ с помощью современных программ;
корректностью поставленных задач, адекватностью и точностью применяемых моделей и экспериментов;
дублированием экспериментов и применением методов математической статистики при их планировании и обработке данных;
и подтверждаются:
повторяемостью данных, полученных при лабораторных и промышленных исследованиях;
получением ожидаемых результатов в ходе пуско-наладочных работ и натурных испытаний и внедрения ряда конструкций и технологических решений.
Практическое значение и реализация работы
В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны методические основы выбора оптимальной технологии для переработки отвальных продуктов, содержащих благородные металлы в тонких классах, с извлечением, высокий уровень которого предотвращает образование новых техногенных месторождений, а также позволяет расширить сырьевую базу золотодобычи за счет вовлечения в переработку лежалых отходов и перевода части забалансовых запасов в балансовые.
Разработаны методы повышения эффективности извлечения золота в гравитационно-упорных формах при МФ-сепарации, флотации, электростати-
4 ческой сепарации, селективной фильтрации с учетом его морфологических
особенностей и поверхностных свойств частиц золота.
Разработаны конструкции устройств и поточных линий для реализации предлагаемых технологических процессов.
Разработанные процессы, аппараты и технологические принципы их использования успешно прошли промышленную проверку и внедрены в различных регионах России:
-различные конструкции магнито-флокуляционных концентраторов (КПМФ-1, КПМФ-2, КПМФ-3, КПМФ-4л, КПМФ-5 и магнитные шлюзы конструкции ЧитГТУ) - на россыпных месторождениях Амурской и Читинской областей, а также Республики Бурятия;
модульная обогатительная фабрика - на Полярнинском ГОКе.
3. Результаты работы используются в научных и учебных целях.
Техническая новизна конструкторских и технологических решений защищена 5 патентами РФ на изобретения.
4. Ожидаемый экономический эффект от внедрения в промышленность разработок составит 200 млн. рублей, а реальный уже достигнут на уровне 20 млн. рублей.
Апробация работы. Основные результаты и научные положения диссертационной работы докладывались на:
первой научной конференции по геолого-технической изученности и повышению эффективности обогащения минерального сырья (Чита, ЧитГТУ. 1997 г.);
международных конференциях «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление (Чита, ЧитГТУ, 1997, 2001 гг.);
международной конференции «Проблемы прогнозирования в современном мире» (Чита, ЧитГТУ, 1999 г.);
научных симпозиумах «Неделя горняка - 2000»; «Неделя горняка 2001»; «Неделя горняка - 2002» (Москва, МГГУ, 2000, 2001 и 2002гг.);
школе-семинаре «Новое в обращении с отходами. Вопросы проектирования и экологической безопасности» (Чита, ЧитГТУ, 2000 г.);
III конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2001г.);
-Международной конференции по магнитным и электрическим методам
сепарации (Фальмаут, Великобритания, 2001г.);
Плаксинских чтениях (Чита, ЧитГТУ, 2002 г., Петрозаводск, 2003 г.);
IV Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2003 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 3 монографии, 1 брошюра, 34 научные статьи, получено 5 патентов РФ
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка литературы из 215 наименований и 6 приложений.
Работа изложена на 233 страницах, содержит 55 рисунков и 30 таблиц
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ С МЕЛКИМ
Похожие диссертации на Разработка и внедрение комбинированной технологии доизвлечения золота из отвальных продуктов
