Новый реагент для флотации углеродистого вещества из золотосодержащих руд
0
1469
1
0

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:
- обесшламливание питания флотации;
- флотация углеродистого вещества в отдельном цикле;
- применение реагентов-депрессоров флотационных свойств углеродистого вещества;
- гравитационная перечистка флотоконцентратов
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 |
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 |
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.

2. P. Somasundaran, Namita Deo, K.A. Natarajan. Utility of Bioreagents in Mineral Processing«Mineral Biotechnology. Microbial Aspects of Mineral Beneficiation, Metal Extraction, and Environmental Control» (Под ред. S.K. Kavatra и K.A. Natarajan), США, шт. Колорадо, 2001 г. С. 221–227.
3. А.В. Канарская. Многофакторная система интенсификации флотационного обогащения бедного платинометального сырья // Золотодобывающая промышленность, № 1(85), 2018 г. С. 26–29.
4. Е.А. Аширбаева, М.В. Пинясов, Е.А. Терентьева, Е.Н. Баранова. Развитие биогидрометаллургических технологий для переработки комплексного минерального сырья // Рациональное освоение недр, № 5–6,2015 г. С. 99–103.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 1/март 2019 г.