Метод селективного обогащения коренных золотосодержащих руд с применением планетарной мельницы как обогатительного аппарата
С точки зрения обогащения золотосодержащие руды обычно разделяют на легкообогатимые и труднообогатимые. Коренные золотосодержащие руды, в отличие от урановых или медных руд, характеризуются большим разнообразием минеральных форм нахождения золота, а также примесями, затрудняющими основной процесс промышленного извлечения — цианидно-сорбционную технологию. Условно, с точки зрения этой технологии, коренные золотосодержащие руды можно разделить на легкоцианируемые и упорные. Для извлечения золота из легкоцианируемых руд применяют наиболее простые схемы переработки. Так, богатые малосульфидные руды с крупновкрапленным свободным золотом возможно перерабатывать с приемлемым извлечением по чисто гравитационной схеме. Это наиболее желаемый вариант, однако подобные руды в настоящее время встречаются все реже и их запасы практически исчерпаны. Легкообогатимые руды со свободным, но тонковкрапленным золотом перерабатывают с использованием цианидного выщелачивания, которое в настоящее время является основным способом промышленного извлечения золота. Этот процесс предусматривает применение токсичных реагентов, что связано с проблемами обезвреживания отходов (хвостов).
Упорные труднообогатимые коренные руды характеризуются сложным вещественным составом, что делает необходимым применение специальных приемов по их переработке. Так, при переработке высокосульфидных руд применяют комбинированные схемы, включающие гравитацию для выделения свободного золота в «золотую головку», флотацию для извлечения золота, ассоциированного с сульфидами, в бедный флотоконцентрат при получении хвостов с отвальным содержанием, и, наконец, переработку сульфидного концентрата. Переработка сульфидного концентрата может осуществляться либо простым цианированием, либо с предварительным обжигом, либо после предварительного разложения (окисления) в автоклавах, либо после биовыщелачивания (окисления). Подобные приемы приводят к удорожанию стоимости переработки, однако позволяют добиться более высокого извлечения.
Производительность, т/час | 100,00 |
Установленная мощность, кВт | 2 200,00 |
Расход эл.энергии, кВт-ч/т | 22,00 |
Содержание золота в руде, г/т | 6,00 |
Получено золота в час, г | 600,00 |
Количество часов работы в год | 8 000,00 |
Получено золота в год, г | 4 800 000,00 |
Получено золота в год при извлечении 98%, г | 4 704 000,00 |
Стоимость 1 г, долл. | 40,00 |
Доход в год, долл. | 188 160 000,00 |
Капитальные затраты, долл. | 4 720 070,00 |
Эксплуатационные затраты, $/год, в.т.ч.: - энергозатраты - затраты на содержание обслуживающего персонала (16 чел) - затраты на запасные части и расходные материалы |
1 394 000,00 880 000,00 224 000,00 290 000,00 |
ИТОГО затраты по фабрике, долл./год | 6 114 070,00 |
Себестоимость по фабрике, долл./г | 1,3 |
Стоимость горного цеха (экскаватор, бульдозер, самосвалы и др.) и содержание персонала, долл./год |
3 340 000,00 |
ИТОГО затраты с учетом горного цеха | 9 454 070,00 |
Себестоимость по комбинату, долл./г | 2,01 |
Табл. 1. Ориентировочные технико-экономические показатели работы фабрики производительностью 100 т/час
Критериями работы предприятий являются экономические показатели, главным образом — себестоимость получения 1 г золота.
На рисунке 1 показана динамика роста себестоимости унции (31,1 г) и стоимости 1 унции на рынке за период 5 лет — с 2007 по 2011 г. Как видно из диаграммы, за эти 5 лет себестоимость 1 унции поднялась с 376 до 662 долл. или за 1 г — с 12,1 до 21,3 долл. Более свежие данные, опубликованные в журнале «ЭкспертУрал» № 12, март, 2015, говорят, что мировой уровень себестоимости колеблется около 1200 долл./унцию. Как жить? По расчетам аналитиков и данным финансовой отчетности российских золотодобывающих компаний себестоимость добычи золота в среднем по отрасли находится на уровне 1100–1200 долл. за 1 тройскую унцию. А в России жить можно, поскольку обвал рубля в 2014 году спас ситуацию. Поэтому, несмотря на вполне приемлемую себестоимость на некоторых предприятиях, составляющую 4,35 долл./г (австралийская компания Bending Mining NL) и 12,6 долл./г (канадская компания на Чукотке), тем не менее идет постоянно поиск путей ее снижения, в том числе и за счет новых технологий.
Рис. 1. Данные себестоимости и стоимости 1 унции золота по годам
На просторах Интернета можно натолкнуться на определенные расчеты и выводы, что примерно половину себестоимости добычи золота, а часто даже больше, на текущий момент составляют энергетические затраты. Наиболее затратной статьей при переработке руд цианистым процессом является стоимость потребляемого цианистого натрия. В себестоимости переработки одной тонны руды или концентрата затраты на цианид составляют до 40 % [1].
Компания ТТД предлагает технологию переработки золотосодержащей руды с применением современного инновационного оборудования — планетарной мельницы [2], с себестоимостью извлечения золота в богатый (содержание золота 75–96 %) концентрат на уровне 2,0–2,7 долл./г или 62,2–83,9 долл./ унцию в зависимости от содержания золота в руде. Как видно, по отношению к мировой и российской тенденции себестоимость извлечения 1 грамма или 1 унции золота по предлагаемой технологии в 10–15 раз ниже.
Основу предлагаемой технологии составляет способ селективного измельчения в планетарной мельнице, когда золото за счет мягкости и ковкости не измельчается, а слегка расплющивается и при последующем рассеивании остается на сите, тогда как минералы вмещающей породы (кварц, сульфиды, углистые вещества) прекрасно измельчаются и проходят через сито. С помощью селективного измельчения и классификации на ситах или в воздушных сепараторах можно эффективно извлекать золото крупностью до 10 мкм. Предлагаемая технология не использует реагенты и цианид.
Метод селективного измельчения испытывается в компании ТТД более 15 лет — сначала он применялся для доводки концентратов, полученных на пилотной установке ТТД (получены концентраты с содержанием золота 92–96 %), а затем при переработке керновых проб. Сравнительные испытания двух 200-метровых скважин по традиционной технологии и технологии селективного измельчения показали прирост содержания золота на 52 %, причем в основном крупного золота, которое по традиционной технологии не попадает в конечный продукт.
Капитальные затраты с учетом горного цеха, долл. |
8 060 070,00 |
Расходные материалы, эксплуатационные затраты, долл./мес. |
124 500,00 |
Доход в год, долл./год | 188 160 000,00 |
Доход в месяц, долл./мес. | 15 680 000,00 |
Ориентировочный период окупаемости с учетом строительства фабрики (8 месяцев), мес. |
9 |
Табл. 2. Расчет периода окупаемости
Наиболее интересные испытания в непрерывном режиме на стенде ТТД были проведены на пробе месторождения Наталка. При содержании золота в исходной руде 1,7 г/т после селективного измельчения в планетарной мельнице были получены концентрат с содержанием золота 92 % и хвосты с содержанием 0,15 г/т.
Очевидно, при использовании радиометрической сепарации (при благоприятном минеральном составе), когда на основное обогащение поступает только 30–35 % исходной руды, себестоимость обогащения снижается в 1,5 раза и может составить 1,2–1,8 долл./г при содержании золота в руде 5–6 г/т. При снижении содержания золота до 2–3 г/т себестоимость обогащения составит 3,9–4,0 долл./г. Наиболее интересная разработка технологии обогащения с помощью радиометрической сепарации представлена компанией «ЭГОНТ», контакты с которой наша компания поддерживает более 20 лет.
Предлагаемую технологию можно оценить на примере расчетной технологической схемы, представленной ниже.
Рис. 2. Схема цепи аппаратов технологии отработки золотосодержащей руды сухим способом
На рисунке 2 показана технологическая схема цепи аппаратов обогатительной установки. Исходный материал крупностью 900–1200 мм загружается в бункер исходной руды 1 объемом 45 м3, откуда с помощью пластинчатого питателя попадает в мельницу самоизмельчения 2 [3]. Разгрузка мельницы 2 состоит в основном из продукта крупностью -50+0 мм, где класс -10 мм составляет не более 20 %. Разгрузка мельницы 2 направляется на крутонаклонный конвейер 3, который далее подает ее на грохот 4 для отсева класса -10 мм. Класс -50+10 мм поступает на комплекс радиометрической сепарации 5, который направляет в отвал до 70 % кусков, не содержащих золота. Золотосодержащий концентрат поступает посредством крутонаклонного конвейера 6 на первичное обогащение в планетарную мельницу 7, разгрузка которой направляется на воздушный сепаратор 8 для удаления фракции -44 мкм в отвал. Крупная фракция +44 мкм посредством конвейера 9 поступает на вторичное обогащение в планетарную мельницу 10. Режим работы мельницы обеспечивает выход класса -44 мкм на 99,9 %, что способствует полному раскрытию золотин и их частичному уплощению. Последующее удаление класса -44 мкм на воздушном сепараторе 14 и рассев крупного класса сепаратора на вибросите 11 позволяет получить в классе +0,5 мм содержание золота на уровне 90–96 %, в классе -0,5+0,1 мм — 80–90 %, в классе -0,1+0,074 мм — 15–30 % и в классе -0,074+0,044 мм — 0,5–1 %. Дополнительное селективное измельчение класса -0,074 + 0,044 мм в планетарной мельнице 12 периодического действия и отсев продукта измельчения на сите 15 позволит получить в этом продукте концентрацию золота 40–50 %.
Хвосты крупностью -44 мкм, выделенные на циклоне 15 и фильтре 16 с помощью герметичных разгрузчиков 18, 19, поступают в самосвал 20 и далее — в хвостохранилище. Туда же направляются с помощью самосвала 21 и крупные хвосты, выделенные радиометрической сепарацией.
Для создания разряжения, транспортировки мелких хвостов и создания необходимых условий работы циклона и воздушных сепараторов используется высоконапорный вентилятор 17. В таблице 1 на примере показаны ориентировочные технико-экономические показатели работы фабрики производительностью 100 т/час, а в таблице 2 — расчет периода окупаемости.
Выводы:
1. В компании ТТД разработана и опробована на собственной полупромышленной установке новая технология извлечения золота за счет селективного измельчения в планетарных мельницах.
2. Новая технология предусматривает использование только отечественного оборудования, разработанного в компании ТТД:
- мельницы самоизмельчения консольного типа;
- планетарные мельницы непрерывного и периодического действия и другое оборудование.
4. Новая технология одинаково хорошо работает как в мокром, так и сухом режиме. Наиболее привлекательна, конечно, сухая технология, которую трудно переоценить при отработки месторождений Севера и в безводных районах мира.
5. Расчет технологической схемы производительностью 100 т/час с условным содержанием золота 6 и 2 г/т показал себестоимость добычи и извлечения золота на уровне соответственно 2,0 и 6,0 долл./г, что в 10–15 раз ниже среднего общемирового значения.
6. Следует подчеркнуть, что новая технология не использует реагенты, цианиды, не применяет шары крупнее 12 мм, иногда в зависимости от минерального состава работает вовсе без шаров, оборудование, даже самое крупное, не требует бетонных фундаментов, а также легко доставляется в любой «медвежий» угол нашей страны.
1. В.В. Барченков, «Золотодобыча», № 187, июнь 2014 г.
2. В.Г. Кочнев, Планетарным мельницам более 120 лет. Что мы знаем о них?, «Золото и Технологии», июнь 2013 г.
3. В.Г. Кочнев, Мельница самоизмельчения консольного типа, «Золото и Технологии», март 2013 г.
ЗАО «Техника и Технология Дезинтеграции»
195220, Россия, Санкт-Петербург, а/я 43,
Тел.:+7(812) 930-8711.
Моб.: +7 (921) 930-87-11,
+7 (921) 180-27-51.
E-mail: ttd@mail.wplus.net
www.ttd.spb.ru
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (30)/декабрь 2015 г.