Корпорация «Казах Алтын» (Казахстан)

Предприятие включает три рудника, три обогатительные фабрики, промышленную базу и геологоразведочную партию.

Разведанные запасы золота на начало 1999 г. составляют 117 млн. т. Руды кварцевые и карбонатно-кварцевые, малосульфидные. Среднее содержание золота от 7 до 20 г/т, при этом свободного золота до 78%. Рудные тела залегают на глубине от 140 до 700 м. Добычу руды осуществляют подземным способом.

Рудник «Аксу», имеющий 8 стволов шахт, разрабатывает месторождение Аксу и Кварцитовые Горки. Разведанные запасы соответственно: 793 и 2700 тыс. т руды, 12,8 и 15,6 т золота при среднем содержании 16,1 и 5,9 г/т.

Обогатительная фабрика «Аксу» перерабатывает руду по гравитационно-флотационной схеме. Технология обогащения предусматривает трехстадиальное дробление руды, измельчение до 70% класса - 0,074 мм, отсадку в цикле измельчения, доводку концентрата отсадки на центробежном сепараторе «Нельсон», флотацию хвостов гравитации с получением бедного флотоконцентрата, отправляемого на центральную Жолымбетскую фабрику. Извлечение золота в гравитационный концентрат составляет 8-10%, во флотационный концентрат - от 75 до 88%.

Рудник «Бестюбе» проектной производительностью 350 тыс. т руды, имеющий 6 стволов шахт с поверхности и 4 «слепых», добывает аналогичные руды, которые перерабатывают на Бестюбинской фабрике производительностью 220 тыс. тонн в год. Схема обогащения гравитационно-флотационная. Содержание золота в руде колеблется от 7 до 20 г/т. Извлечение золота в гравитационный концентрат до 46%, суммарно в гравитационно-флотационный концентрат - 85%. Концентраты отправляют для дальнейшей переработки на Жолымбетскую фабрику.

Жолымбетская обогатительная фабрика проектной производительностью 350 тыс. т руды в год перерабатывает золотокварцевые руды с содержанием золота 14 г/т, а также концентраты фабрик Аксу и Бестюбе. Технология обогащения руды гравитационно-флотационная. Гравитационные концентраты трех фабрик корпорации подвергают амальгамации. После выпаривания ртути получают золотосодержащие шлихи, соответствующие ТУ 98 РК-1-93. Флотационные концентраты со всех фабрик корпорации подвергают цианированию с последующим осаждением золота из растворов с применением цинковой пыли (процесс Меррил-Кроу). Получаемый золотосодержащий цинковый осадок (ТУ 98 РК-2-94) отправляют на аффинажные заводы Казахстана.

На рудниках корпорации скопилось общей сложности 44,5 тыс. тонн забалансовых руд и хвостов обогащения с содержанием от 0,6 до 2,2 г/т золота, которые могут быть сырьем для кучного выщелачивания.

 

Ангренская ЗИФ (Узбекистан)

Фабрика перерабатывает кварцево-сульфидные мышьяковистые руды месторождений Коч-Булак, Кызыл-Алмасай, Каульдинское, Бургунда, Зарница и др. Золото в рудах свободное, мелкое - 90% крупностью 0,05-0,02 мм (20-30% золото в кварце, 20% связано с телуридами). Пробность золота от 465 до 924. Руды средней крепости, плотностью 2,68 т/м3.

Добыча руды осуществляется подземным способом, крупность исходной руды - 300 мм.

По проекту измельчение руды должны производить в три стадии до крупности 65% класса - 0,074 мм.

Извлечение золота осуществляют по комбинированной гравитационно-флотационно-сорбционной технологии с получением бедных гравитационных и флотационных концентратов с содержанием не менее 30 г/т золота и мышьяка менее 0,7%.

Первая стадия измельчения исходной руды осуществляется в мельнице самоизмельчения типа «Каскад» МБ-50х18 с разгрузочной решеткой 35 мм. Производительность - 35-40 т/ч. На разгрузочном конце «Каскада» установлена бутара сеющего типа с отверстиями 6 мм. Надрешетный продукт бутары крупностью - 35+6 мм поступает во вторую стадию измельчения в мельницу МШР-32х31, работающую с отсадочной машиной МОД-2М. Хвосты отсадки песковым насосом 8Грк-8 закачивают в гидроциклоны ГЦ-71, работающие в замкнутом цикле с шаровой мельницей. Фактический КИО мельниц составляет 0,73. Слив гидроциклонов крупностью 70-80% класса - 0,071 мм служит питанием основной флотации.

Основную флотацию проводят во флотомашинах ФП-100, хвосты флотации насосами 8Грк-8 подают в гидроциклоны ГЦ-71, работающие в замкнутом цикле с мельницей доизмельчения МШР-32х45. В цикле доизмельчения хвостов основной флотации работает отсадочная машина «Кливленд». Выход концентрата отсадки Кливленд - 1,1%. Слив гидроциклонов крупностью 95% класса - 0,074 мм поступает в контрольную флотацию во флотомашине ФП-80. Концентраты флотомашин объединяют и подвергают сгущению.

Хвосты флотации после сгущения подвергают цианированию с последующей сорбцией на ионообменную смолу АМ-2Б. Золотосодержащие концентраты отправляют на дальнейшую переработку на Алмалыкский ГМК.

 

Гравитация

 

Гравитационными процессами обогащения называют такие, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером или формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления. Обогащение в водной среде, применяемое в цехе-2 ГМЗ-2, относится к гравитационным методам обогащения. В зависимости от плотности минералы подразделяют на тяжелые (более 4000 кг/м), промежуточной плотности (2700-4000 кг/м3) и легкие (менее 2700 кг/м3). К наиболее легким минералам относится кварцит (плотность примерно 2650 кг/м3), к наиболее тяжелым - самородное золото (13000-19000 кг/м3), что позволяет эффективно разделять их гравитацией.

Группы частиц минералов определенной плотности, полученные при гравитационном разделении, называют фракциями. Всплывшие частицы называют легкой фракцией, утонувшие - тяжелой фракцией, а взвешенные - трудной фракцией.

ОТСАДОЧНЫЕ МАШИНЫ. Механизм разделения минеральных зерен. На постели отсадочной машины, устойчиво работающей в непрерывном цикле обогащения, существуют три четко выраженных слоя минералов: верхний слой состоит из зерен с низкой плотностью; средний слой - из зерен с промежуточной плотностью; нижний слой - из зерен с высокой плотностью. Высота постели ОМР-1А для условий цеха-2 составляет 160 мм от плоскости решета (сетки) отсадочной машины.

Четкость разделения минералов в постели ОМР-1А обеспечивается в том случае, когда правильно организованы: подача исходного питания на поверхность постели отсадочной камеры; смыв и разгрузка легкой фракции; погружение тяжелых зерен на дно отсадочной камеры; вытеснение легких зерен на поверхность постели.

Исходное питание следует подавать равномерно по всей поверхности постели. Поток пульпы должен быть достаточным для транспортирования легкой фракции, но не должен смывать зерна тяжелой фракции. При сильной струе все исходное питание может смываться с поверхности без обогащения. При малой скорости потока образуется порог из легкой фракции, и процесс отсадки прекратится.

Отсадочная машина ОМР-1А имеет боковое расположение воздушных камер, которые отделены от отсадочного отделения продольной перегородкой с каплеобразным обтекателем. Корпус машины собран из трех (двух) отдельных унифицированных секций (камер), каждая из которых снабжена съемной кассетой с отсадочным решетом, выполненным из нержавстальной сетки с размером ячейки 5х5 мм. Толщина проволок сетки 1,6-2 мм. В ряде случаев допускается применение шпальтовых (щелевых) сеток, хотя эффективность процесса отсадки при этом несколько снижается.

Кассету устанавливают на опорные брусы и крепят с помощью клиньев. В нижней части камеры имеются съемные разгрузочные насадки. Частоту пульсаций воздуха регулируют шкивами роторного пульсатора. Указанная частота должна находиться в пределах 160-220 об/мин. Подачу воздуха к пульсатору и оборотной воды в камеру регулируют соответствующими задвижками.

Большое влияние на режим отсадки оказывают частота пульсаций и давление воздуха. При малых частотах пульсаций достигается максимальный подъем постели и повышается степень ее разрыхленности, но режим становится менее устойчивым и более чувствительным к изменениям производительности аппарата, гранулометрического и фракционного состава исходного питания. При высоких частотах пульсаций устойчивость режима увеличивается, но снижается степень разрыхленности постели. Увеличение давления воздуха обусловливает увеличение скоростей восходящего и нисходящего потоков и амплитуды колебаний, а также и подъем постели. Наиболее благоприятный режим пульсаций при отсадке рудного материала определенного типа подбирают экспериментально. При регулировании процесса отсадки особую роль играет подрешетная вода, способствующая стабилизации оптимальной разрыхленности постели. С помощью подачи воздуха осуществляют грубую регулировку разрыхленности постели в случаях резких изменений гранулометрического состава исходного питания и (или) значительных колебаниях удельной производительности. Окончательную доводку разрыхленности постели осуществляют регулировкой расхода подрешетной воды. Значительные колебания расхода подрешетной воды при обогащении тонких частиц золота могут полностью нарушить процесс отсадки.

КОНЦЕНТРАЦИЯ НА СТОЛАХ. Обогащение в потоке воды, текущей по наклонной плоскости, основано на различии характера движения частиц рудного материала под влиянием динамического воздействия на них струй воды. Разделение частиц минералов осуществляется при движении потока суспензии малой глубины (толщины) по наклонной плоскости. Глубина потока, как правило, не превышает 10-кратного размера максимального зерна разделяемой смеси.

При движении потока суспензии по наклонной плоскости (например, по желобу, образованному двумя соседними рифлями концентрационного стола) находящиеся в разделяемом продукте зерна минералов будут двигаться с неодинаковой скоростью, зависящей от их плотности. Более тяжелые частицы под действием силы тяжести оседают на дне желоба и движутся с меньшей скоростью, более легкие находятся в верхнем слое потока и движутся со скоростью, близкой к скорости потока. Препятствия в виде рифлей обуславливают турбулентный (вихревой) характер движения потока суспензии в нижнем слое и ламинарный (спокойный) - в верхнем. Тяжелые зерна минералов задерживаются рифлями, а легкие уносятся потоком. Вследствие турбулентности потока в нижнем слое происходит перемешивание осевших зерен и вынос легких частиц в верхние слои.

Концентрационный стол СКМ-1А представляет собой наклонную плоскость, изготовленную из сосновых досок и покрытую резиной, поверх которой набиты деревянные рифли. В случае применения полиуретанового покрытия рифли составляют с покрытием единую конструкцию. Наклонную плоскость называют декой. Дека с помощью шарнирных опор крепится на раме. От электродвигателя посредством приводного механизма и возвратной пружины дека приводится в возвратно-поступательное движение, параллельное нарифлениям. Скорость движения деки минимальна в начале переднего хода и максимальна в конце его; при обратном движении наоборот - в начале хода максимальна, в конце минимальна. Частота качаний стола составляет 275-300 об/мин; ход деки - 15-20 мм. Наклон деки в поперечном и продольном направлениях регулируется с помощью кренового механизма и составляет, соответственно, 0 и 5-6о.

Исходное питание (концентрат отсадки или продукт предыдущих перечисток) подается на загрузочную часть стола и стекает со скоростью, зависящей от наклона деки и Ж:Т суспензии, в направлении, поперечном нарифлениям. При движении потока суспензии тяжелые минералы задерживаются рифлями и благодаря возвратно-поступательному движению деки перемещаются вдоль нарифлений, а легкие частицы продолжают движение с потоком в поперечном направлении. Высота нарифлений снижается по мере удаления от привода, поэтому слой задержанного рифлями материала будет уменьшаться под действием смывной воды, подаваемой на деку. При наличии сростков золота и легких минералов потоком воды вслед за легкими минералами смываются сростки с малым содержанием золота, затем сростки с повышенным содержанием, и в конце деки разгружаются наиболее тяжелые минералы - золото, пириты, шеелит и др. Большая часть магнитной фракции, прошедшей через отсадку, также переходит в концентрат столов, установленных в цехе, и затем отделяется на магнитном сепараторе.

Применение гравитационного обогащения в цикле рудоподготовки при переработке золотосодержащих руд встречается часто, но не является абсолютным правилом и в каждом конкретном случае определяется как составом руд, формой нахождения золота, так и соображениями сохранности золота.

Назначение гравитации в схеме современных золотоизвлекательных фабрик - выделение частиц свободного золота, обособившихся при измельчении, в отдельный продукт, называемый «золотой головкой», после доводки, которого можно получать металлическое золото (лигатурный сплав Доре). Выделение частиц свободного золота в гравитационный продукт позволяет исключить его переработку в основном гидрометаллургическом переделе и тем самым уменьшить расход реагентов, время выщелачивания, а также избежать потерь золота, поскольку время растворения крупных частиц свободного золота значительно больше времени цианирования основной массы руды. Как правило, включение операции гравитации в технологическую схему приводит к увеличению общего извлечения золота.

Следует отметить, что включение гравитации в схему извлечения приводит к ее усложнению - появляются дополнительные технологические аппараты, требующие регулировки и обслуживания, несколько возрастают эксплутационные расходы. Однако эти дополнительные издержки от применения гравитации компенсируются за счет повышения общего извлечения золота в суммарный продукт, которое достигается при перераспределении количества золота, извлекаемого гравитацией и гидрометаллургией и проявляется при высоком уровне извлечения на переделе гидрометаллургии - 90-95%.

Традиционно гравитационное извлечение золота в цикле измельчения осуществляли с использованием отсадочных машин, концентрат которых подвергают последующей доводке на концентрационных столах. Питанием отсадочных машин обычно служит разгрузка мельниц. С учетом циркулирующей нагрузки мельниц объем питания отсадок возрастает в несколько раз, что увеличивает нагрузку и приводит к снижению эффективности извлечения. Кроме того, установка отсадочных машин в измельчительном цикле приводит к обводнению продуктов измельчения и нарушению процесса классификации за счет подачи подрешетной воды отсадочных машин.

В качестве альтернативы отсадке часто используют винтовые сепараторы (спиральные шлюзы), которые позволяют избежать излишнего обводнения при сопоставимых технологических показателях. Кроме того, винтовые сепараторы не имеют вращающихся частей и не требуют расхода электроэнергии.

В зарубежной практике на гравитацию для выделения золота направляют не весь поток, а только небольшую часть (20¸30%) песков гидроциклонирования, как, например на ЗИФ Омай, Келайн, Форт Нокс и др. Этого оказывается достаточно для стабильного выделения циркулирующего, а в цикле измельчения «раскрывшегося» золота и позволяет уменьшить объем питания гравитационных аппаратов.

В последнее время за рубежом, в качестве аппарата для гравитационного обогащения, широкое распространение получили центробежные конусные (чашевые) сепараторы с «псевдоожиженным» слоем, в частности концентраторы компании Knelson и Falcon. В настоящее время разработаны концентраторы модели КС-CD-48 с диаметром конуса 1,22 м и производительностью до 100 т/ч.

Мировая практика обогащения малосульфидных и кварцевых руд предопределяет использование для извлечения золота гравитационные методы и цианирование. Флотационные методы применяются для руд с наибольшим содержанием сульфидов. Руды месторождения Мурунтау легко поддаются цианированию, имеют малое количество сульфидов, вступающих в реакцию с цианидами, вследствие чего расход цианида в процессе достаточно мал. Подобные руды имеются в ЮАР, где цианированием с предварительным гравитационным обогащением извлекают золото из подавляющей массы руд. На многих фабриках Австралии, Канады, США и др. цианирование в сочетании с гравитационным обогащением обеспечивает высокое и достаточно экономичное извлечение золота, что избавляет от необходимости использовать другие процессы. Цианирование является одним и даже единственным методом извлечения золота из кварсульфидных руд на таких фабриках как Вестен Лин Левлз, Саайплааз (ЮАР), Карлин (США).

Различие, зачастую, состоит в методах последующего извлечения золота из цианистых растворов, основными из которых являются - осаждение цинком, сорбция золота из цианистых пульп активированным углем, сорбция золота ионообменными смолами.

На большинстве современных ЗИФ дробление руд осуществляется в две или три стадии с последующим измельчением в стержневой мельнице, однако, в последнее время идет тенденция использования полу- и самоизмельчения. Самоизмельчение в чистом виде и доизмельчение в рудогалечных мельницах, при котором в качестве измельчающей среды (гали) используются куски самой руды, помимо снижения расхода стали, обеспечивает повышенное извлечение золота цианированием, снижение расхода цианидов и общее удешевление измельчения. Рудно-галечное измельчение применяют десятки ЗИФ ЮАР, Канады. Сухое самоизмельчение руд является весьма труднорегулируемым процессом и применяется редко. Однако, для применения самоизмельчения необходимо определение физических свойств вмещающих пород. Литературными источниками рекомендуется установка мельниц шаровых с центральной загрузкой, обеспечивающую равномерную крупность продукта, что очень важно при обогащении золота процессом гравитации. Гравитационные методы применяются на большинстве фабрик как дополнение к цианированию. Обычно в каждой руде присутствует золото, которое в силу своего характера может быть легко извлечено только одними гравитационными методами. Даже незначительное количество такого золота всегда оправдывает применение гравитации.

Гравитационное обогащение наиболее эффективно в замкнутом цикле измельчения для извлечения крупных зерен золота (в том числе с покровным образованием - пленкой) и сульфидов. Отсутствие в цикле измельчения гравитации приводит к загрязнению поверхности золота, переизмельчению зерен золота и сульфидов. Извлечение на гравитации колеблется на разных фабриках в широких пределах от 10 до 80%. На ЗИФ ЮАР это извлечение в среднем составляет 50 %. Практически на всех фабриках, где раньше применялись гидроловушки, неподвижные шлюзы, в последнее время это оборудование демонтируется и отдается предпочтение пневматическим отсадочным машинам, как наиболее компактным и не требующим больших затрат ручного труда. Параметры работы отсадочных машин на ГМЗ-2, при которых достигается наибольшее извлечение, следующие:

расход воды на 1 т руды2 м3

отношение Ж:Т концентрата3:1

высота постели 160 мм

частота пульсаций200 мин-1

В зависимости от изменения крупности золота режимы работы отсадки корректируются (снижается расход воды и частота пульсаций). Для доводки концентрата ОМР используются концентрационные столы СКМ-1А, показавшие себя надежными в работе и обеспечивающие высокие технологические показатели, большую степень концентрации золота в концентрате. Все попытки заменить их на столы другого типа заканчивались неудачей - либо недостаточным извлечением, либо ненадежной механической частью столов, приводящей к частым поломкам. Соблюдая регламентные углы наклона и количество воды на деку стола, мы сможем получить в проекте извлечение золота в гравиоконцентрат на уровне 30%. Очень важным является процесс удаления магнитной сепарацией магнитной крошки из гравиоконцентрата I перечистки, которая, имея плотность 7,8 т/м3, попадает в конечный концентрат и приводит к резкому повышению расхода реагентов при обработке концентрата в аффинажном цехе. Гравитационное обогащение основано на разнице в скорости движения тяжелых и легких частиц в потоке воды и за счет большой удельной плотности золота являются весьма эффективным. Перед магнитной сепарацией следует обязательно предусмотреть сгущение (удаление лишней воды), т.к. при транспортировке гравиоконцентрата к магнитному сепаратору расходуется много сливной воды, что приводит к обводнению сепарируемого продукта и снижению эффективности магнитной сепарации. Для наиболее полного вскрытия зерен золота, как показала практика работы ГМЗ-2, необходим помол (крупность продукта) не менее 77% класса крупности -0,074 мм. В качестве классифицирующих аппаратов применяются спиральные классификаторы, преимущество которых - возможность замкнуть цикл мельница - классификатор без дополнительной перекачки пульпы, благодаря транспортирующей способности классификаторов возвращать недоизмельченные пески в мельницу. Классификаторы надежны в работе, не требуют частых ремонтов, но слишком громоздки и занимают много места. Достоинство гидроциклонов - отсутствие подвижных частей, малые габариты и высокая производительность. К недостаткам гидроциклонов относится необходимость подачи пульпы под некоторым давлением, в результате чего наблюдается быстрый износ насосов и песковых насадок, а также забивка насадок крупным материалом. Для нашей схемы предпочтительнее использовать гидроциклоны, так как на классификацию поступает довольно мелкий продукт измельчения шаровых мельниц.