Новая высокоэффективная технология извлечения золота и других химических элементов из техногенных минеральных образований

И.Д. Курочкин - Технический директор ООО «Торговый Дом «ВПР»






А.В. Винокуров - Директор по стратегическому развитию ООО «Торговый Дом «ВПР»






Ю.В. Зворыкина - Проректор по развитию и инновациям МГРИ, д.э.н.





Как известно, объективным и наиболее достоверным критерием истины является практика. В нашем случае практика была соткана из того опыта, который появился в результате упорного кропотливого труда.

За те несколько десятилетий, что прошли с момента первых, мало результативных попыток доизвлечения мелкого и тонкого золота из отходов промышленной добычи драгоценных металлов в начале «лихих» 90-х прошлого столетия и бесконечных экспериментов с центробежными приборами отечественных и зарубежных производителей, был наработан бесценный опыт и огромное количество практического материала по теме обогащения промышленных отходов. Результатом усилий ученых под руководством В.Ф. Ярославцева стало появление уникальной технологии извлечения драгоценных и редких металлов из практически любых ТМО.

В чем заключается уникальность и высокая эффективность новой технологии извлечения? В основном все способы извлечения сводились к экстракционным, сорбционным и осадительным методам. Кроме этого известен также метод ионной флотации, который позволяет извлекать редкоземельные металлы из водных растворов с применением поверхностно-активных веществ. Еще один способ извлечения стал популярен с начала 80-х годов прошлого столетия, когда в странах с развитой горнодобывающей промышленностью проводились интенсивные исследования обогащения минерального сырья черных, благородных, редких, цветных металлов и нерудных полезных ископаемых разной природы и генезиса методами гравитации, основанными на применении ЦП. Эти методы стали базовыми при создании В.Ф. Ярославцевым обогатительного прибора под названием «Фактор-Голд» (патент RU2260475C2), который без преувеличения стал венцом новой технологии извлечения без применения химических реагентов и энергоемкого оборудования для флотации.

Принцип действия прибора основан на эффекте струйно-центробежной поточно-восходящей ламинарн-отурбулентной сепарации материала. Создание ЦП в рабочих камерах осуществляется движением струи воздуха, воды или другой жидкости в рабочих камерах цилиндрической формы, находящихся в вертикальном положении, при этом ЦП генерируется без применения электромеханических приводов.

Устройство обогатительного прибора «Фактор-Голд» представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Схема обогатительного прибора «Фактор-Голд»

Обогатительный прибор «ФакторГолд» состоит из бункера-дозатора 1, сливного патрубка 2, патрубка подачи исходного материала 3, форсунок 4, питающего патрубка 5, узла 6 (удален из конструкции в процессе модернизации), лотка 7, маятниковой тяги 8, подшипника скольжения 9, регулируемого эксцентрикового привода 10, эксцентрикового вала 11, электродвигателя 12 с регулируемой частотой, шкивов 13, клиноременной передачи 14, трафарета 15, регулируемых винтов 16, форсунок 17, ромбовидной камеры 18, форсунок 19, металлических трубок 20, бункера-делителя 21, регулируемой форсунки 22, шарового крана 23, двухшпальтового вибросита 24, верхнего шпальта 25, двух барабанов 26, сливных патрубков 27, форсунок 28, бункеровделителей 29, форсунок 30, шаровых кранов 31, нижнего шпальта 32, барабанов 33, сливных патрубков 34, сбросового коллектора 35, форсунок 36, бункеров-делителей 37, резьбовой втулки 38, форсунок 39, шаровых кранов 40.

Извлечение концентратов драгоценных и редких металлов происходит по следующей технологической схеме.

Обогащаемый материал через патрубок подачи исходного материала 3 поступает в нижнюю часть бункерадозатора 1 и попадает в спирально закрученные восходящие водные или воздушные потоки (при обогащении по сухому), создаваемые регулируемыми запорными кранами форсунками 4. Рабочее давление в бункередозаторе задается таким, что мелкие частицы, не содержащие извлекаемого минерала, сбрасываются через сливной патрубок 2 бункера-дозатора. Более тяжелые частицы осаживаются в нижнюю часть бункера-дозатора и через питающий патрубок 5 поступают в лоток 7. Материал при помощи регулируемых запорными кранами форсунок 17 направляется на регулируемый трафарет типа жалюзи 15. Посредством возмущенного потока, созданного возвратно-поступательными движениями лотка и углом наклона пластин трафарета типа жалюзи, легкие частицы поднимаются в верхнюю часть потока и сносятся к сливной части лотка. Тяжелые частицы, осевшие под трафарет, поступают в ромбовидную камеру 18, где происходит накопление тяжелых минералов, поддерживаемых в псевдокипящем состоянии системой регулируемых запорными кранами форсунок 19, завязанных на общий магистральный кран, с такой плотностью, что не позволяют минералам с небольшим удельным весом осесть в нижнюю часть камеры. От средней части к сливной ромбовидную камеру перекрывают металлические трубки с вставленными магнитными стержнями 20, накопленные в процессе работы магнитные минералы создают из флоккул дополнительный улавливающий барьер для тонких и мелких классов извлекаемых минералов. В нижней части ромбовидной камеры в процессе работы накапливаются самые тяжелые минералы, которые через резьбовую втулку, соединяющую камеру с бункером-делителем 21, поступают в бункер-делитель, где за счет регулируемой запорным краном форсунки 22 создаются закрученный по окружности поток и разделительное давление, позволяющее осадиться в бункер-делитель только тем минералам, на удельный вес которых отрегулировано давление в бункере-делителе. По мере наполнения бункера-делителя концентрат снимают через шаровой кран 23. Легкие частицы через слив лотка направляются на двухшпальтовое вибросито 24, верхний материал, не содержащий полезного компонента, сбрасывается в отвал, подрешетный материал верхнего шпальта 25 поступает в питающие патрубки двух барабанов 26. В барабанах между наружным и внешним цилиндрами, форсунками 28, регулируемыми запорными кранами, создается центробежный поток воды или воздуха с упором струй на внутреннюю поверхность внешнего цилиндра барабана, скорость и сила потока за счет регулировки запорными кранами задается таковой, что частицы с удельным весом менее чем у извлекаемого минерала поступают на сливной патрубок барабана 27.

Частицы с удельным весом, близким к извлекаемому минералу (вес осаждаемых и сбрасываемых частиц задается согласованной настройкой форсунок), осаживаются на нижнее соединительное кольцо барабана, где попадают в соединительную втулку, соединяющую барабаны с бункерами-делителями 29.

Давление в бункере-делителе, создаваемое регулируемой запорным краном форсункой 30, позволяет осаживаться в бункер-делитель частицам с удельным весом извлекаемого минерала или близким к нему по плотности (задается по выбору), противоположно по отношению к рабочей камере закрученный поток не позволяет частицам забивать соединительную втулку, осажденный таким образом концентрат снимается через шаровой кран.

Подрешетный материал нижнего шпальта с меньшей перфорацией 32 поступает в питающие патрубки трех барабанов 33, отличающихся от предыдущих большим объемом рабочей камеры, за счет высоты и расстояния между наружным и внутренним цилиндрами. В барабанах между наружным и внешним цилиндрами, регулируемыми запорными кранами форсунками 36 создается центробежный поток воды или воздуха с упором струй на внутреннюю поверхность внешнего цилиндра барабана. Скорость и сила потока за счет регулировки запорными кранами задается таковой, что частицы с удельным весом менее чем у извлекаемого минерала поступают на сливные патрубки барабанов 34, завязанных на общий для всех барабанов сбросовый коллектор 35. Частицы с удельным весом, близким к извлекаемому минералу (вес осаждаемых и сбрасываемых частиц задается согласованной настройкой форсунок), осаживаются на нижнее соединительное кольцо барабана, где попадают в соединительную втулку, соединяющую барабаны с бункерами-делителями 37.

Давление в бункере-делителе, создаваемое регулируемой запорным краном форсункой 39, позволяет осаживаться в бункер-делитель частицам с удельным весом извлекаемого минерала или близким к нему по плотности (задается по выбору), противоположно по отношению к рабочей камере закрученный поток не позволяет частицам забивать соединительную втулку, осажденный таким образом концентрат снимается через шаровой кран 40.

Рис. 2. Обогатительный прибор «Фактор-Голд»

Прибор имеет очень высокую степень извлечения минералов различной плотности, что позволяет производить комплексную переработку практически любых ТМО. Например, общее извлечение тонкодисперсного золота на технологической линии, состоящей из обогатительных приборов «Фактор-Голд» достигает 98,5 %. Тонкое извлечение достигается за счет гибкой и чувствительной регулировки прибора, моментально изменяющей параметры работы в весьма широком диапазоне, при этом прозрачная конструкция прибора, изготовленного из износостойких прозрачных поликарбонатов, дает возможность визуально наблюдать за процессом обогащения и при необходимости практически мгновенно изменять режим работы приборов.

В конструкции прибора отсутствуют сложные узлы и механизмы, а простота прибора обеспечивает надежность работы, непрерывность и высокую производительность процесса обогащения материала.

Опытно-промышленные работы по внедрению новой технологии извлечения на ТМО различного генезиса проводились в период времени с 1995 по 2016 годы.

Проведен огромный объем научно-исследовательских работ с технологической переработкой проб и разработкой схем обогащения ТМО аллювиальных месторождений в следующих республиках и областях Российской Федерации:

1. Республика Хакасия. Рудники «Абаканский», «Тейский», «Ком мунар», «Саралинский», «Майский», «Сорский комбинат», разрезы «Степной», «Черногорский», шахта «Енисейская», «Абаканская ТЭЦ», «Черногорская ТЭС».
2. Красноярский край. Рудники «Артемовский», «Краснокаменский», «Ачинский глиноземный комбинат», прииск «Самсон», «Норникель», «Березовская ГРЭС», комбинат «Химволокно».
3. Кемеровская область. Рудники «Комсомольский», «Центральный», «Берикульский», «Таштагольский», ОФ «Абагурская», «Мундыбашская».
4. Читинская область. ГХК «Забайкальский», ГОК «Первомайский», «Орловский», рудник «Ключевской», артель старателей «Кварц», Бомгорхонское месторождение.
5. Приморский край. Рудник «Майский», ГОК «Хрусталинский», месторождение «Глуховское», ГХК «Бор».
6. Урал. «Богословский алюминиевый завод», рудник «Березовский», артель «Нейва».
7. Республика Башкортостан. ОФ «Семеновская», рудники «Сейбинский», «Мендяк», ГОК «Учалинский».
8. Оренбургская область. ГОК «Гайский». 9. Республика КабардиноБалкария. ГОК «Тырныаузский».

На основании проведенных работ получены положительные отзывы и заключения от артели старателей «Кузнецкая», ОАО «Краснокаменский рудник», ФГУП «Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт», ОАО «Уралгипромез», ГОУ ВПО «Читинский государственный университет», ООО НПП «ЗабНИИ», Федерального Экспертного Совета Российской Федерации.

В заключение необходимо отметить, что все прошедшие годы струйно-центробежная технология и сам прибор обогащения непрерывно совершенствовались, продолжают совершенствоваться и сегодня. Компания ООО ТД «Восходящий Поток Развитие» тесно сотрудничает с ФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ) и ОАО «Кузбасский головной институт по проектированию угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий» (Кузбасс-гипрошахт) по вопросам усовершенствования новой гравитационной технологии обогащения руд и техногенных месторождений. Именно это позволяет говорить о новом высокоэффективном подходе к извлечению драгоценных и редкоземельных металлов.

---

Опытно-промышленные работы по внедрению новой технологии извлечения на ТМО различного генезиса проводились в период времени с 1995 по 2016 годы.

Хронология событий по годам

1995 Внедрение первого обогатительного прибора «Мехлоток», артель старателей «Хопто» (Республика Тыва).

1997 Промышленные испытания концентратора лоткового типа производительностью 5 т/час на хвостах рудника «Артемовский», изготовление промышленного обогатительного комплекса производительностью 100 т/час

1998-1999 Внедрение гравитационного обогатительного комплекса производительностью 5 т/час, на месторождении «Майское» (золото, серебро) в Приморском крае.

2000 Применение мобильного обогатительного комплекса на основе обогатительного прибора «Фактор-Голд» производительностью 50 м3/час на месторождении «Ключ Белый» (Республика Хакасия) для извлечения ртути и тонкого золота из техногенных отвалов.

2001 Разработка и внедрение доводочного обогатительного прибора производительностью 2 т/час для извлечения золота и платины из шлихов.

2002 Переработка проб техногенных хвостов различного типа руд на обогатительном приборе «Фактор-Голд» под руководством академика РАН В.П. Мязина в Читинском горном институте. Проведение работ по сравнению возможностей обогатительного прибора и концентратора Knelson в Читинском институте Забайкальского НИИ под руководством заместителя директора института по науке В.И. Красникова.

2003 Переработка текущих железосодержащих хвостов с целью извлечения гематита и тонкодисперсного золота в концентрат на руднике «Краснокаменский» (Красноярский край).

2004 Разработка и изготовление мобильного обогатительного комплекса производительностью 25 т/час для переработки техногенных отходов рудника «Саралинский» (Республика Хакасия).

2005 Переработка илоотстойника месторождения «Ортон». На разработанные приборы и технологию получены патенты РФ № 2260475, № 2260473 и № 2260474.

Реализация экологической программы по очистке илоотстойников от ртути и мышьяка с попутным извлечением золота на руднике «Комсомольский».

2006 Изготовление мобильного обогатительного комплекса для переработки кор выветривания месторождения «Самсон».

2007 Внедрение обогатительного комплекса производительностью 50 т/час по переработке илоотстойника обогатительной фабрики «Семеновская» для обогащения окисленных руд.

2009 - 2013 Работа за рубежом по разработке схемы ведения горных работ и обогащения месторождений латеритного типа в Республике Гайана, переработка проб шельфовых циркониевых месторождений Республики Гвиана. Экспертные работы в Республике Либерия. Проведены работы с технологической промывкой большого количества проб по оценке золотоносности гравийной части аллювиальных отложений, зеленокаменных сланцев, конгломератов. Проведен анализ применения канадских и австралийских приборов для отработки аллювиальных и латеритных месторождений. Проведены работы по оценке перспективности комплексной переработки ТМО аллювиальных месторождений. Разработаны адаптированные к местным условиям схемы обогащения на базе обогатительных приборов «Фактор-Голд».

2016 Внедрение и испытание мобильного обогатительного комплекса г. Березовск.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (63)/март 2024 г.