Дополнительные резервы при применении винтовой сепарации на техногенных отвалах месторождения Юрское (Якутия)

Д.А. Самосий — специалист в области обогащения минерального сырья, представитель НПК «СПИРИТ» в Москве.

В статье НПК «Спирит» о работе обогатительного комплекса ОКВ-100 (рис. 1) на техногенных отвалах россыпного месторождения Юрское (Якутия) показан прирост добычи золота за счет применения операции винтовой сепарации на хвостах шлюза мелкого наполнения.

Рис. 1. Общий вид обогатительного комплекса ОКВ-100.

В состав комплекса ОКВ-100 входит (рис. 2): скруббер-бутара (дезинтеграция исходного материала и удаление гали крупностью более 20 мм), шлюз мелкого наполнения (извлечение крупного золота и самородков), вибрационный грохот (подготовка материала питания винтовых сепараторов по крупности 2 мм), сгустительная воронка (удаление излишней воды, подготовка материала питания винтовых сепараторов по содержанию твердого), два блока винтовой сепарации (доизвлечение мелкого золота из хвостов шлюза мелкого наполнения), два концентрационных стола (доводка концентратов винтовой сепарации) и два пульповых насоса (обеспечение подачи пульпы на блоки винтовой сепарации).

Рис. 2. Схема цепи аппаратов обогатительного комплекса ОКВ-100

Необходимо отметить, что ОКВ — это единый технологический комплекс разработанный компанией НПК «СПИРИТ» для переработки песков и техногенных отвалов, который состоит из двух обогатительных узлов:

• Узел ШМН — включающий шлюз мелкого наполнения; 
• Узел ВС — включающий винтовую сепарацию и доводку на концентрационных столах. 

Технологической схемой комплекса ОКВ предусматриваются следующие операции:

1. В скруббер-бутаре — дезинтеграция, промывка и выведение фракции крупностью более 20 мм в галечный отвал. 2. На узле ШМН — извлечение золота из фракции крупностью менее 20 мм.
3. На узле ВС — доизвлечение золота из хвостов узла ШМН и доводка на концентрационных столах.

Практические результаты работы обогатительного комплекса ОКВ наглядно показывают возможность увеличения количества извлекаемого золота при отработке россыпных месторождений и отвалов за счет применения винтовой сепарации по сравнению с традиционной шлюзовой технологией, применяемой сейчас в большинстве случаев. Так по результатам опытной переработки эфельных отвалов месторождения Юрское на комплексе ОКВ-100 при средней производительности 100 м3/ч суточное извлечение золота составило 183,5 г, из которых:

• 137 г (74,7 %) получено на узле ШМН; 
• 46,5 г (25,3 %) получено на узле ВС. 

Прирост количества извлекаемого золота на 25,3 % — это действительно неплохой результат, однако на данном примере можно продемонстрировать имеющиеся дополнительные резервы увеличения количества золота с существенным повышением экономической эффективности.

Не секрет, что основные энергозатраты в технологических схемах обогащения извлечения золота на россыпях и техногенных отвалах связаны с перекачкой технологической воды, находящейся в системе оборотного водоснабжения.

Так, установленная мощность электрической насосной установки (аналог дизельной насосной станции 1Д1250- 63) для подачи воды на данный промывочный прибор составляет 315 кВт, что превышает суммарную установленную мощность установки ОКВ-100 (116,5 кВт) в 2,7 раза (табл. 1).

Оборудование (описание)	Количество	Установленная мощность, кВт
Скруббер-бутара СБ-160	1	45
Шлюзы мелкого наполнения	1
Вибрационный грохот ГИС-32	1	7,5
Насос 6/4 (питание винтовой сепарации)	1	55
Сгустительная воронка СГ-1,2	1
Винтовые сепараторы СВМ-2-750	16
Насос 2/1,5 (перекачка внутри винтовой сепарации)	1	5
Концентрационный стол СКО-1-7,5 (эл. двигатель 2 кВт)	2	4
Итого обогатительная установка ОКВ		116,5

Табл. 1. Установленная мощность оборудования обогатительного комплекса ОКВ-100

Показатель потребления воды всей технологической схемой (рис. 3) обогатительной установки ОКВ-100 составляет немногим больше 1200 м3/ч, который складывается из необходимости обеспечения оптимального соотношения твердого к жидкому на каждой стадии технологического процесса. При этом процесс обогащения на винтовых сепараторах требует меньшего разжижения, чем процесс обогащения на шлюзах, поэтому в составе технологического узла ВС также предусмотрена операция обезвоживания материала, поступающего с узла ШМН, с выводом из технологической схемы порядка 880 м3/ч воды.

Рис. 3. Схема обогатительного комплекса ОКВ-100

Часовой расход электроэнергии для перекачки 880 м3/ч воды, находящейся в технологической схеме, составляет как минимум 256 кВт·ч, который складывается из:

• не менее 213 кВт·ч на насосной станции для подачи воды на промывочный прибор (для расчетов принят напор на выходе из насоса 60 м); 
• не менее 43 кВт·ч на пульповом насосе для подачи пульпы на обезвоживание в сгустительную воронку (для расчетов принят напор на выходе из насоса 12 м). 

При длительности сезона 100 дней и работе обогатительного комплекса 20 часов в сутки расход электроэнергии на перекачку «лишней» воды составит не менее 511700 кВт·ч за сезон. При цене электроэнергии 5 руб./кВт·ч затраты на перекачку этой воды по итогам сезона в денежном выражении составят не менее 2,559 млн руб. за сезон, что соответствует 596,50 г химически чистого золота при цене золота 4290 руб. за 1 грамм.

Таким образом, исключив из технологического процесса перекачку «лишней» воды, мы сможем существенно улучшить экономические показатели переработки материала, и наиболее очевидным решением, направленным на снижение объемов оборотной воды, является установка в технологической схеме узла ВС перед узлом ШМН (рис. 4).

Рис. 4. Модернизированная схема обогатительного комплекса на базе ПБШ и ОКВ

Данная перестановка технологических узлов совместно с корректировкой водно-шламовой схемы позволяет снизить объем циркулирующей воды на 200 м3/ч, что эквивалентно 135,57 г золота за сезон.

При этом можно смело утверждать, что в результате внедрения данного решения извлечение золота не только не упадет, но и возможно повысится на какое-то количество:

• весь материал крупностью минус 20 мм, как и в изначальной схеме, будет проходить через узел ШМН; 
• количество твердого материала крупностью минус 2 мм проходящего через узел ВС увеличится за счет исключения потерь со сливом сгущающей воронки. 

Учитывая, что извлечение на винтовых сепараторах минералов с удельным весом выше 4 г/см3 в классе крупности минус 2 мм в зависимости от выхода концентрата составляет 97,4–98,1 % (К.В. Соломин, 1956), отсутствует необходимость использования узла ШМН для извлечения золота из хвостов узла ВС.

Исключение из технологической схемы узла ШМН позволяет сократить подачу воды на установку обогащения еще на 678 м3/ч и достичь суммарного снижения оборотной воды в количестве 880 м3/ч, что, как показано, соответствует 596,50 г химически чистого золота.

При этом исключение узла ШМН из данной технологической схемы снизит извлечение золота всего лишь на 0,36 %, что соответствует 66 г золота за сезон — именно такой прирост золота дает шлюз мелкого наполнения в данной технологической схеме, что видно из результатов распределения золота между узлами ШМН и ВС при работе комплекса ОКВ (табл. 2).

Крупность золота		Узел ШМН	Узел ВС	Установка ОКВ
Минус	Плюс
	2,00	0,36		0,36
2,00	1,00	1,08		1,08
1,00	0,50	20,50	2,44	22,93
0,50	0,25	31,36	9,48	40,84
0,25	0,00	21,40	13,38	34,78
Итого		74,70	25,30	100,00

Табл. 2. Распределение золота между узлами ШМН и ВС, а также по классам крупности извлеченного на установке ОВС

Для более полного сравнения эффективности технологических схем имеет смысл также рассмотреть работу обогатительного комплекса ОКВ-100 без узла ВС, на который приходится более 60 % расхода электроэнергии комплекса.

Так, использование в схеме обогатительного комплекса только технологического узла ШМН позволит извлечь за сезон всего 13700 г золота, сократив расходы электроэнергии за счет исключения узла ВС на 114400 кВт·ч в сезон (57,2 кВт·ч в час), что соответствует 572 тыс. руб. или 133,33 г золота.

В таблице 3 наглядно представлены итоги работы и экономия затрат электроэнергии для разных технологических схем.

	ОКВ-100 (ШМН+ВС)	ОКВ-100 (ВС+ШМН)	Только узел ШМН	Только узел ВС
Количество золота за сезон 100 дней, г	18350	18350	13700	18283,94
Экономия электроэнергии в эквиваленте золота в сравнении с ОКВ-100, г		135,57	133,33	596,50
Итого, г	18350	18488,57	13833,33	18880,44
Итого в сравнении с ОКВ-100, %	100	100,76	75,66	102,89

Табл. 3. Сравнение эффективности технологий

В приведённых расчетах использовалась цена сетевой электроэнергии — 5 руб./кВт·ч. Учитывая, что значительная часть артелей получают электроэнергию от дизельных электростанций, цена которой в несколько раз выше сетевой электроэнергии, то в этих случаях количество граммов золота, приходящееся на сэкономленную электроэнергию, будет кратно выше.

Кроме того, представленная таблица 3 не учитывает, что исключение узла ШМН из схемы также исключает необходимость остановки прибора на ежесуточную съемку золота и позволяет эксплуатировать прибор в режиме 24/7, а это в итоге 21940 г золота за сезон, что выше на 3590 г золота (19,56 %) за сезон по сравнению с полной схемой ОКВ-100.

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 1 (51)/март 2021 г.