Брагина В.И., Брагин В.И. Технология обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

321

вать для всех золотых руд. Наиболее подходящим для самоизмельчения

являются хрупкие руды зернистого сложения. Для выбора процесса ру-

доподготовки самоизмельчением необходимо провести промышленные

исследования по самоизмельчению конкретной руды.

В схемах измельчения золотых руд значительное место занимают

операции классификации. За последние годы на большинстве золотоизв-

лекательных фабриках в качестве классифицирующих аппаратов приме-

няют спиральные классификаторы и гидроциклоны. Последние находят

наибольшее распространение при использовании сравнительно больших

типоразмеров измельчительного оборудования. Обесшламливают золо-

тые руды перед цианированием и флотацией в том случае, если шламы

обеднены золотом и отрицательно влияют на технологические операции.

Одной из значительных проблем рудоподготовки считается по-

вышение эффективности процесса классификации, т.к. существующие

аппараты, в том числе и циклоны, имеют эффективность разделения, на-

пример, по классу 0,074мм, в лучшем случае до 70%. Для восполнения

этого недостатка на некоторых фабриках гидроциклонирование перед

флотацией и цианированием ведут с трехкратной перечисткой слива.

12.4.2. Извлечение золота из коренных руд

Основные методы извлечения золота приведены ниже на рисунке

12.19.

Основным методом обогащения коренных руд золота является

флотация.

В последние годы на золотоизвлекательных фабриках происходит

усиленное внедрение и совершенствование флотационного обогащения.

На многих фабриках флотация стала ведущим процессом, на дру-

гих - роль ее из года в год возрастает.

В настоящее время на отечественных золотоизвлекательных фаб-

риках флотации подвергают около 65% руд. Расширение практики фло-

тационного обогащения золотых руд обеспечивает повышение полноты

извлечения золота, извлечение ценных попутчиков этого металла и сни-

жение эксплуатационных расходов.

Наиболее полно изучены флотационные свойства свободного зо-

лота с чистой поверхностью. Собирателями для такого золота являются

ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, соли жирных кислот. Из

ксантогенатов эффективным собирателем является бутиловый, он обес-

печивает большую гидрофобизацию поверхности золота, чем ксантоге-

наты с менее длинной углеводородной цепью.

322

Рис.12.19. Методы обогащения золота из коренных руд

Поверхность золота непосредственно после обнажения практиче-

ски не покрывается ксантогенатом и только после непродолжительного

контакта с воздухом или водой начинается закрепление собирателя. Ко-

личество собирателя на поверхности золота возрастает с увеличением

концентрации в растворе и продолжительности контакта. В опытах ис-

пользовали этиловый ксантогенат калия с S

. Концентрация ксантогена-

та в растворе составляла 0,5 мг/л. Количество адсорбированного ксанто-

гената выражено в процентах от количества, соответствующего одному

расчетному мономолекулярному слою. В процессе контакта происходит

взаимодействие поверхности золота с кислородом воздуха или кислоро-

дом, растворенным в воде. Термодинамическими расчетами и электро-

нографическими исследованиями установлено, что взаимодействие

представляет собой окислительный процесс на поверхности золота с от-

дачей электронов окислителю-кислороду. В обычных условиях на золоте

образуются окисные пленки толщиной 30Å. Толщина пленки зависит от

давления кислорода и длительности взаимодействия.

Адсорбция ксантогената на поверхности золота представляет со-

бой сложный процесс. Ксантогенат адсорбируется не по всей поверхно-

сти золота, а на отдельных ее участках и покрытия имеют неравномер-

ный пятнистый характер. В первый момент скорость адсорбции макси-

мальна – происходит химическое взаимодействие ксантогената и золота

(AuROCSS). Затем скорость адсорбции прогрессивно снижается и обра-

зующиеся покрытия уже не соответствуют по своему составу ксантоге-

прочие

цианирование

Методы извлечения золота из коренных руд

выщелачивание

гравитация

флотация

кучное

чановое

с предварительным окислением

323

нату золота. Максимальное количество адсорбированного ксантогената

может достигать 10*10

-3

г/см², при этом толщина покрытия равна н е-

скольким десяткам условных мономолекулярных слоев. При обычных

флотационных концентрациях ксантогената (менее 0,1 г/мл) покрытие на

золоте количественно соответствует мономолекулярному слою, а коли-

чество – составу ксантогената золота.

В число реагентов, в присутствии которых нередко осуществляет-

ся флотация свободного золота, входят цианид, сернистый натрий, ще-

лочи, сульфит натрия, медный купорос, жидкое стекло, крахмал, поли-

акриламид. По подавляющему действию на свободное золото анионы

первых четырех реагентов располагают в следующий ряд:

>CN¯>OH¯>SO

Подавляющее действие сернистого натрия изучено сравнительно

хорошо. Небольшое количество этого реагента подавляет свободное зо-

лото, в то время как другие минералы, например пирит, еще флотируют.

Порошок золота в условиях беспенной флотации не флотируют при кон-

центрации Na

S в растворе 0,025 г/л. Сернистый натрий снижает адсорб-

цию ксантогената на золото: при концентрации соединения в растворе

0,1 г/л адсорбция ксантогената полностью прекращается. Кроме этого,

сернистый натрий, химически взаимодействуя с поверхностью золота,

образует сульфид Au

S . В результате поверхность золотин гидрофили-

зуется и они теряют способность к флотации.

Подавляющее действие цианида объясняют, в частности, его спо-

собностью растворять ксантогенат золота. Последний растворяется в

цианистых растворах гораздо лучше, чем ксантогенаты других металлов.

Циан-ион не только удаляет с поверхности золота собиратель, но и сам

адсорбируется на свободных участках поверхности или на участках, за-

нятых ранее собирателем. Подавляющее действие цианида резко возрас-

тает в щелочной среде, особенно в известковой. Совместное действие

цианида и щелочи сильнее, чем действие каждого из этих реагентов в

отдельности. Цианистый комплекс K

Zn(CN)

хорошо растворяет низ-

шие ксантогенаты золота, например этиловый. Поэтому указанный ком-

плекс подавляет золото, если флотация проводится с использованием

ксантогенатов с короткой углеводородной цепью. Высшие ксантогенаты

золота более устойчивы к этому подавителю.

Флотируемость свободного золота в щелочной среде зависит от

вида щелочи и не изменяется до значений рН растворов 9,5 в известко-

вой среде, 10,8 – в содовой и 11,8 – в среде NaOH. Эти данные получены

324

для чистого золота методом беспенной флотации. При значениях рН

выше указанных флотационная способность золота снижается. Подав-

ляющая способность щелочей в какой-то мере связана с их способно-

стью снижать адсорбцию собирателя в золоте. Количество адсорбиро-

ванного ксантогената снижается с увеличением рН, особенно за счет из-

вести. Но снижение адсорбции собирателя не единственная причина по-

давляющего действия щелочей. Имеют место и другие процессы, приво-

дящие к подавлению золота. Это может быть и непосредственно взаимо-

действие ионов OH¯ с поверхностью золота или адсорбция ионов Na

, HCO3¯ и CO3

¯.

В кислой среде флотируемость свободного золота хуже, чем в

нейтральной. Адсорбция ксантогената в кислой среде прямолинейно

снижается с уменьшением рН раствора. Зависимость адсорбции ксанто-

гената от рН раствора, сернистого натрия и цианида на рис.8 . Результа-

ты получены при перемешивании порошка химически чистого золота в

растворе изоамилового ксантогената, меченного S

По данным, полученным при наблюдении за прилипаемостью пу-

зырьков воздуха к поверхности золота, сульфит натрия снижает флоти-

руемость золота лишь при концентрации в растворе 0,06% и выше. По-

давителем свободного золота является и медный купорос.

Жидкое стекло и крахмал в случае повышенных расходов снижает

способность золота к флотации. Перед флотацией золотых руд иногда

производится сгущение пульпы с использованием различных флокулян-

тов, в частности полиакриламида. Полиакриламид адсорбируется на по-

верхности золота и увеличивает ее смачиваемость. Однако покрытие

этого реагента на золоте весьма непрочны и, как показывает практика,

он не вызывает ухудшение флотации свободного золота.

Влияние на флотируемость золота соединений, переходящих в

жидкую фазу из руды, изучалась путем флотации порошка золота из

смеси с различными минералами. Флотационные свойства золота в при-

сутствии кварца практически не изменяются. Подавление золота щело-

чами в этом случае происходят при тех же значениях рН, что и в беспен-

ной флотации. Флотируемость золота снижается, если флотировать по-

рошок этого металла из смеси с сульфидами – пиритом, арсенопиритом,

пирротином и халькопиритом. Самая низкая флотируемость наблюдает-

ся из смеси с пиритом, если флотацию вести при естественной щелочно-

сти в пиритной пульпе (рН=4,8). Добавление щелочей в пиритную, а так

же пирротиновую пульпы повышает извлечение золота. Наибольшее из-

влечение достигается при максимальном поглощении щелочи этими ми-

неральными пульпами. С появлением в пульпах свободной щелочи фло-

325

тация подавляется. При флотации золота из смесей с халькопиритом и

арсенопиритом извлечение его не снижается до рН=10-11 в среде

или NaOH и до рН=9-10 в известковой среде. Больше того, не-

большие количества свободной щелочи повышают извлечение золота.

Крупность частиц золота в значительной мере определяет их по-

ведение при флотации. Практикой флотации и исследованиями установ-

лено, что золото крупнее 0,1 мм флотирует неудовлетворительно. Пре-

дельный размер переходящих в концентрат золотин зависит от их формы

и структуры, плотности пульпы, характера пены конструкции флотома-

шины и ряда других факторов. Крупные золотины чаще всего имеют

пластинчатую форму. В хвостах флотации остаются золотины относи-

тельно с большой массой и малоразвитой поверхностью, т. е. золотины

монолитные по структуре и округлые по форме. Крупные тяжелые золо-

тины лучше флотируют в более плотной пульпе при наличии обильной и

устойчивой пены, а так же в пневматических машинах. В пневматиче-

ских машинах в большей степени, чем в механических, обеспечены ус-

ловия для сравнительно спокойного подъема и удаления из камеры пу-

зырьков воздуха с закрепленными на них золотинами. Однако и в луч-

ших условиях крупное золото флотирует не полностью, поэтому его из-

влекают перед флотацией гравитационными способами или амальгама-

цией.

Флотируемость золота с примесями и золота с покровными обра-

зованиями отличается от флотируемости химически чистого или высо-

копробного золота с чистой поверхностью. Чистое золото после непро-

должительного воздействия кислорода адсорбирует меньше собирателя,

чем золото с примесями серебра и меди. Однако при более длительном

действии кислорода наблюдается обратная картина: из-за развивающе-

гося процесса окисления адсорбция собирателя на золоте с примесями

снижается и становится меньше, чем на чистом золоте. Металлические

примеси тем больше понижают флотируемость золота, чем легче они

окисляются. Золото с примесями легче подавляется, особенно в извест-

ковой среде. В хвостах промышленной флотации часто встречаются зо-

лотины, имеющие в своем составе много меди или железа. С трудом

поддается флотации частично амальгамированное золото и золото в со-

ставе амальгамы.

Покровное образование на золотинах – одна из причин потерь зо-

лота при флотации. В хвостах флотации часто присутствуют золотины,

покрытые пленкой гидроокислов железа. Хуже флотируют и золотины с

покрытиями из ошламованных сульфидов – халькопирита, галенита и

сфалерита. С другой стороны, тонкие пленки на золоте не являются пре-

326

пятствием для флотации. Следует отметить, что флотационные свойства

золота с покровными образованиями изучены недостаточно, хотя потери

такого золота на фабриках составляют значительную величину.

Флотируемость золота в сростках также изучено мало. Очевидно,

поведение такого золота в значительной мере зависит от того, с каким

минералом связано золото. Сростки золота с сульфидами при обычной

флотации сульфгидрильными собирателями переходят в концентрат.

Сростки с кварцем, гидроокислами железа и другими несульфидными

минералами в условиях сульфидной флотации флотируют лишь при оп-

ределенных соотношениях между весом золотины и связанного с ней

минерала и между величинами поверхностей вскрытых частей золотины

и минерала. Если золото в сростках с несульфидными минералами зани-

мает по величине подчиненное положение, то такие сростки преимуще-

ственно переходят в хвосты.

Флотационное поведение золота, заключенного в минералах, оп-

ределяется флотационными свойствами минералов – носителей этого зо-

лота.

Золото в составе теллурестых минералов флотируется хорошо да-

же с углеводородными маслами в качестве собирателя. Теллуриды золо-

та флотируют и в присутствии цианида и извести, когда пирит полно-

стью подавлен.

Схемы и режимы флотации золотых руд в первую очередь зависят

от вещественного состава последних, поэтому технология флотации руд

одного типа значительно отличается от технологии флотации руд других

типов. Вместе с тем в схемах флотации разнотипных руд есть общие

черты, характерные для многих золотоизвлекательных фабрик. Напри-

мер, при обработке руд почти всех типов используют стадиальную фло-

тацию.

Стадиальную флотацию, в основном двухстадиальную, осуществ-

ляется как на новых, так и на многих старых действующих фабриках. С

переходом от одностадиальной флотации к многостадиальной без изме-

нения степени измельчения руд получают менее шламистый концентрат

и очень часто более полное извлечение золота и других ценных метал-

лов. Повышение извлечения золота происходит в связи с меньшим пере-

измельчением теллуридов золота и золотосодержащих сульфидов и

уменьшением концентрации шламов в голове флотации.

Общим для технологии флотации золотых руд многих типов явля-

ется также сокращенное число перечистных операций или даже полное

их отсутствие. Эта особенность обусловлена наличием в рудах трудно-

флотируемых частиц золота (крупных, в сростках, с покровными образо-

327

ваниями и др.), которые, с трудом перейдя в концентрат, легко теряются

в перечистках. Поэтому на многих фабриках предпочитают получать

менее богатые концентраты, но с более высоким извлечением в них зо-

лота. На фабриках, где флотационный концентрат цианируют и хвосты

цианирования не являются товарным продуктом, перечистки нередко от-

сутствуют. Весьма часто перечистки подвергают лишь концентрат кон-

трольной флотации.

Многократные перечистки неизбежны, если концентрат необхо-

димо довести до кондиционного состояния по содержанию цветных ме-

таллов или по сере. Труднофлотируемые частицы золота в этих случаях

извлекают из хвостов флотации или промпродуктов цианированием. Ес-

ли цианирование отсутствует, то для получения отвальных хвостов при-

меняют многократные контрольные флотационные операции, а так же

гравитационное обогащение хвостов и промпродуктов. На фабрике Кэм-

пбелл Чибугама (Канада) трехкратная перечистка позволяет получать

богатый по меди золото - медный концентрат, а труднофлотируемое зо-

лото из хвостов и промпродуктов извлекают на ворсистых шлюзах, а

также двухкратной флотацией хвостов.

Лекция 30

План лекции: 1.Технология обогащения на золотоизвлекательных фабриках

Красноярского края [55,56]

12.5.Технологии обогащения на золотоизв-

лекательных фабриках Красноярского края

Олимпиадинские ЗИФ работают на двух типах руд.

Окисленные руды коры выветривания. Распределение золота в

рудном теле весьма неравномерное, что требует усреднения руды с раз-

личных участков при добыче, складировании и при подаче на фабрику.

Способ добычи руды – открытый.Золото в руде присутствует в виде пы-

левидных частиц и на 88 % представлено классом - 0,044 мм и частично

коллоидной формой. По данным фазового анализа цианируемое золото

составляет 93,9 %, связанное с оксидами (в пленках) 4,4 %. Технологи-

ческая схема переработки включает: рудоподготовку, гидрометаллурги-

ческий передел (ионообменная технология), узел электролиза и плавки

катодного осадка. Товарной продукцией ЗИФ является золото в виде

слитков, которое получают после плавки катодного золота. При проект-

ном извлечении золота 95 %, фактическое извлечение составляет более

328

96 %. Основная причина потерь золота-потери с осколками смолы, кото-

рая используется в ионообменной технологии и недорастворённым ме-

таллом (крупные зёрна, связанные с сульфидами и т.д.).

Второй тип - первичные руды представлены массивными и тон-

козернистыми сланцами хлорит - слюдисто - кварц -карбонатного со-

става, неравномерно минерализованными сульфидами. Золото в

преобладающей части находится в виде тонкой (первые микроны и

менее) ассоциации с сульфидами, вследствие чего не раскрывается с

достаточной полнотой при измельчении руды до крупности менее 40

мкм. Основными составляющими компонентами первичных руд явля-

ются по степени убывания оксиды кварца, кальция, алюминия и желе-

за. Содержание мышьяка и сурьмы соответственно 0,2-0,42 и 0,04-0,4 %

при таких количествах они считаются вредными примесями. Техноло-

гическая схема обогащения первичной руды (рис.12.20) включа-

ет: рудоподготовку, флотацию, гидрометаллургию хвостов флотации,

биовскрытие флотационного концентрата и последующее его выщела-

чивание. Извлечение золота из концентрата методом бактериального

выщелачивания составляет 98,2%, а сквозное извлечение - 91%.

Советская ЗИФ перерабатывает руды подземной (месторождение

«Советское») и открытой добычи (карьеры “Эльдорадо” и “Восточный”,

“Успенский'' и др.). Технологическая схема фабрики включает: рудопод-

готовку, первичное гравитационное обогащение, гравитационное обога-

щение с доизмельчением и доводкой концентратов, флотационное обо-

гащение, обезвоживание и гидрометаллургический процесс извлечения

благородных металлов из флотационного и гравитационного концентра-

тов. Готовая продукция Советской ЗИФ: золото катодное (золота и се-

ребра более 70 %).

Для фабрики Васильевского рудника в настоящее время пред-

ложена комбинированная технологическая схема с гравитационным и

гидрометаллургическими циклами. Руда Васильевского месторождения

характеризуется золото-кварцевым мало-сульфидным типом с различной

степенью окисления. Степень окисления по железу и мышьяку составля-

ет соответственно 96,0 и 92,0%, снижаясь с глубиной отработки место-

рождения. Основным ценным компонентом в руде является золото, со-

держание которого составляет 3,5-16 г/т. Серебро самостоятельного

промышленного значения не имеет, но извлекается попутно совместно с

золотом в продукты обогащения. Его содержание в руде - 10-12 г/т.

Из года в год ухудшается качество руды, это требует совершен-

ствования существующих и внедрение новых технологий обогащения

329

руд.

Повышение эффективности флотационных циклов на Совет-

ской и Олимпиадинской ЗИФ можно обеспечить посредством совер-

шенствования реагентных режимов. В настоящее время на фабриках ис-

пользуется в качестве реагента собирателя один бутиловый ксантогенат.

Известно, что применение сочетаний реагентов позволяет интенсифици-

ровать флотацию “трудных” зёрен (шламы, сростки).

Рис.12.20.Технологическая схема обогащения коренной руды Олимпиа-

динского месторождения

Исследования [55,56] на рудах месторождения «Балахчино», ле-

жалых хвостах Артёмовской ЗИФ показали, что синергетические эффек-

ты при использовании сочетаний различных собирателей существуют.

330

При изменении доли второго реагента (каптакса, тиоациланилида, аэро-

флота) в общем расходе извлечение в концентрат увеличивается на

15…25 %. Перспективно применение реагентов (ГФУ-Ι, ГФ-ΙΙ, ОКТСМ,

ОКТСА-ΙΙ), синтезированных в институте органической химии Уфим-

ского научного центра РАН.

Повышение эффективности гравитационных циклов ЗИФ

возможно применением эффективных отсадочных машин. За рубежом

широко используют отсадочные машины типа «Юба», «Пан Эмерикэн»,

«Бендэляри», «Гару», которые работают на крупных золотодобывающих

предприятиях Калифорнии, Колумбии. С появлением круглой отсадоч-

ной машины «Кливленд» значительно изменилась технология отсадки.

Запатентована круглая отсадочная машина «Марк 11» [57], которая яви-

лась усовершенствованной моделью машины «Кливленд».

На отечественных обогатительных фабриках установлены маши-

ны типа МОД (машина отсадочная диафрагмовая). Расположение диа-

фрагмы может быть горизонтальное и вертикальное. Данные отсадочные

машины позволяют эффективно извлекать золото и другие благородные

металлы крупностью более 0,1 мм. Высокое извлечение частиц в подре-

шетный продукт обеспечивается за счет оптимального пульсационного

режима. Показана возможность извлечения тонкодисперсных частиц зо-

лота и платины до 80 % общего их количества в исходном.Новые отса-

дочные машины «Труд» [58] отличаются от аналогов значительными

усовершенствованиями отсадочного отделения и механизмов разгрузки

концентрата, что обеспечивает получение более качественного концен-

трата, высокую эффективность обогащения. Эти машины выпускаются

пяти типоразмеров, обеспечивая производительность от 1 до 100 т/ч.

Помимо усовершенствования отсадочных машин, проблема улав-

ливания тонкого золота может решаться посредством внедрения относи-

тельно новых аппаратов – центробежных сепараторов. Так, исследова-

ниями, проведёнными непосредственно на ЗИФ рудника Коммунаров-

ский, показано, что концентратор Нельсона работает гораздо эффектив-

ней установленного на фабрике обогатительного оборудования - отса-

дочной машины и концентрационных столов (отсадочная машина извле-

кает 30 % золота в концентрат, содержащий 30 г/т металла; для концен-

тратора эти показатели – 60 % и 200 г/т соответственно. Из хвостов от-

садки концентратор доизвлекает более 20 % металла в концентрат, со-

держащий 54 г/т золота)

Внедряются экологически безопасные технологии доводки

флото- и гравиоконцентратов.

В зарубежной практике извлечение металла из гравио- и флото-