Новый реагент для флотации углеродистого вещества из золотосодержащих руд

А.В. Башлыкова — ведущий инженер ООО «НВП Центр-ЭСТАгео», НИТУ «МИСиС»

В Российской минерально-­сырьевой базе золота месторождения чер­носланцевой формации составляют значительную долю как в запасах, так и в добыче. С началом разработки круп­нейшего месторождения Сухой Лог значение этой составляющей для эко­номики страны еще усилится.

Золоторудные месторождения чер­носланцевого типа характеризируются так называемой «двойной упорностью», во-­первых, за счет активного углеро­дистого вещества, во-вторых, за счет тончайших выделений самородного золота в сульфидах, практически нев­скрываемых в рудоподготовительном цикле.

Углеродистое вещество (УВ), наобо­рот, легко вскрывается и измельчается с гораздо большей скоростью, чем дру­гие минералы породы. Обладая разви­той поверхностью и повышенной сорбционной активностью, углеродистое вещество в процессах гравитации золотосодержащих руд снижает эффективность их сепарационного раз­деления за счет увеличения вязкости разделительной среды (воды) и сор­бции тонких частиц самородного золо­та, что приводит к его потерям.

При гравитационном обогащении зачастую проявляется природная повы­шенная гидрофобность поверхности частиц УВ, и тогда можно наблюдать устойчивую углеродистую фазу на гра­нице жидкой и воздушных фаз в грави­тационном аппарате.

При флотации руды с УВ требуются повышенные расходы всех флотореа­гентов, при этом увеличение выхода пенного продукта приводит к сущест­венному снижению его качества, а дополнительные перечистные операции отражаются на экономике предприятия.

Разработчики технологических схем обогащения углеродсодержащих золо­то-­сульфидных руд закономерно рекомендуют контролировать в руде и концентратах соотношение содержания золота и углерода, но, по нашему мне­нию, не менее важно обращать внима­ние на соотношение суммарного содержания легкошламующихся мине­ралов и УВ. Именно в рудах месторождений черносланцевой формации сум­марное содержание легкошламующих­ся минералов (каолинит, хлорит, слюды и т.д.) зачастую превышает 40–45 %, что приводит к явлению массоперено­са, когда вскрытые тонкие частицы самородного золота, особенно чешуй­чатой и пластинчатой формы, следуют вместе с минералами породы. В этом случае для выделения УВ при флотаци­онном процессе требуются реагенты, обладающие особо высокой селектив­ностью к углероду.

К известным способам удаления углеродистого вещества относятся:
В статье представлен ряд технологи­ческих решений, позволяющих повы­сить эффективность флотационного извлечения золота из труднообогати­мых углеродсодержащих руд за счет оптимизации рудоподготовительных технологий и новых флотационных реа­гентов.

В ходе изучения вещественного состава и технологических свойств руд одного из золоторудных месторожде­ний выявлены неблагоприятные фак­торы для эффективного извлечения золота: преобладание в руде выделе­ний самородного золота микроскопи­ческой (первые микрометры) и суб­микроскопической (доли микрометра) крупности, приуроченные к минералам породы; присутствие в руде большого количества легкошламующихся мине­ралов, в том числе углеродистого вещества.

В процессе флотационных испыта­ний по классической схеме и традици­онному реагентному режиму был полу­чен концентрат с содержанием золота 10,68 г/т при выходе 31,59% и извлечении 85,30%. Предварительное обес­шламливание руды перед флотацией привело к потерям золота со шламами, более тонкое измельчение руды до 95–98% класса ­0,074 мм — к увели­ченному выходу концентрата, большо­му расходу реагента, высоким потерям золота в хвостах. При оценке возмож­ности удаления органического углеро­да с помощью предварительной флота­ции установлено, что значительная часть самородного золота переходит в углеродсодержащий продукт.

Известно, что при наличии в руде большого количества легкошламующих­ся минералов применяется стадиальное измельчение для выделения готовых и раскрытых фракций целевых компонен­тов на флотацию. Для сокращения выхода шламов и повышения качества концентрата была использована схема со стадиальным грубым измельчением и последующей флотацией с использо­ванием в каждой стадии флотационных реагентов, позволяющих повысить конт­растность флотационных свойств.
                                                                                                               

Рис. 1. Первые минуты основной флотации. Слева без реагента-подавителя углерода, справа с реагентом

Так, при крупности измельчения 60 % класса ­0,074 мм удалось задепресси­ровать углеродистое вещество (рис. 1) и выделить в концентрат часть свобод­ного флотационного золота, при доизмельчении хвостов первой стадии фло­тации и применении депрессора пус­той породы получить сульфидный кон­центрат и отвальные хвосты (табл. 1).

Продукт	Выход, %	Содержание золота, г/т	Извлечение золота, %
Концентрат 1	3,91	67,5	72,71
Концентрат 2	10,02	7,33	20,28
∑ Концентратов	13,93	24,19	92,99
Хвосты	86,07	0,3	7,01
Исходная проба	100	3,62	100

Табл. 1. Результаты исследований флотационного обогащения

Такой подход позволил сократить почти в 3 раза выход флотационного концентрата, повысить его качество с одновременным увеличением степени извлечения золота, и кроме этого, существенно улучшить условия прове­дения дальнейшей гидрометаллурги­ческой переработки концентрата.

Рассмотрим еще один пример фло­тации золотосодержащей руды с нали­чием сорбционноактивного углеродис­того вещества при использовании известных технологических решений и режимов. Технологическая схема обо­гащения включала в себя флотацию углерода аполярными реагентами, хвосты поступали на сульфидную фло­тацию с применением дитиокарбоната в качестве собирателя; недостатком данного способа является низкая селекция углеродистого вещества от сульфидов — в углеродсодержащий продукт перешло значительное коли­чество золота (табл. 2).

Продукт	Выход, %	Содержание		Извлечение золота, %
		Au, г/т	Сорг, %	Au	Сорг
Стандартный классический режим
Углеродистый продукт	3,09	12,62	1,9	12,51	10,67
Концентрат сульфидной флотации	13,4	18,5	0,8	79,46	19,49
Хвосты	83,51	0,3	0,46	8,03	69,84
Исходная руда	100	3,12	0,55	100	100
Биофлотация
Углеродистый продукт биофлотации	1,81	0,47	6,35	0,28	20,97
Концентрат сульфидной флотации	9,59	29,32	0,7	91,9	12,2
Хвосты	88,6	0,27	0,41	7,82	66,83
Исходная руда	100	3,06	0,55	100	100

Табл. 2. Результаты технологических испытаний флотационного обогащения

С целью повышения эффективности флотационного обогащения проведены исследования по биофлотации углеро­дистого вещества. В качестве основно­го реагента использовалась биоминеральная вытяжка (БМВ), созданная на основе штаммов микроорганизмов, выделенных из руды данного место­рождения по специальной технологии. Созданию нового реагента предшествовали эксперименты многих исследо­ваний в области селективной биофло­куляции тонких углей и угольного пири­та, а также тонкоизмельченных мине­ральных сред, в процессе которых установлено, что на эффективность флокулирующего действия влияют не столько микроорганизмы, а сколько активные вещества, выделяемые ими в процессе жизнедеятельности.

Предварительное удаление углеро­дистого вещества позволило повысить степень контрастности флотационных свойств и улучшить технологические показатели флотации золота.

По данным минералогических исследований (рис. 2) углеродистый продукт биофлотации представлен преимущественно крупными частица­ми углеродистого вещества и хлорита; углеродистый продукт флотации с применением традиционных реаген­тов — дисперсными частицами углеро­дистого вещества, хлорита и микрос­копических сульфидов.
                                                                                                           
                                                                                                           

Рис. 2. Вверху флотация с биореагентом, в углеродистом продукте крупные частицы углеродистого вещества и хлорита. Внизу флотация с применением керосина, в углеродистом продукте дисперсные частицы углеродистого вещества, хлорита и россыпь микроскопических сульфидов

Таким образом, к инновационным технологическим решениям для уда­ления углеродистого вещества из флотационной пульпы могут быть отнесены: загрубление помола руды (с учетом крупности раскрытия угле­родистого вещества); стадиальная флотация с применением новых реа­гентов, в том числе биологического происхождения.

Механизмы взаимодействия самих микроорганизмов и продуктов их жиз­недеятельности с минеральной поверх­ностью еще не изучены с необходимой степенью детальности, от которой зависит возможность управления сепа­рационным процессом и перспективы широкой реализации в горной про­мышленности.