Обзор современных технологий предварительного обогащения для золотосодержащих руд и россыпей ООО «ЭРГА»

В.О. Красногоров — руководитель Тест-Центра.
Д.Ю. Тупиков — заместитель генерального директора.
А.В. Шестаков — ведущий менеджер.

На сегодняшний день одним из флагманов российской экономики в горной отрасли можно назвать золотодобывающую промышленность. Рост потребления и цен на благородные металлы, вкупе с работой золоторудных компаний в сфере внедрения современных и инновационных технологий и решений, дают уверенный темп для дальнейшего успешного развития.

Рис. 1. Схема работы фотометрической сепарации при односторонней детекции

Одним из направлений, где применяются эффективные и современные методы переработки, является предварительное обогащение (сортировка), которое доказало свою целесообразность с экономической и технологической точки зрения.

Для примера, крупнокусковая магнитная рудоразборка и сухая магнитная сепарация не одно десятилетие способствуют извлечению кондиционного магнетитового материала крупностью -400+0 мм из бедных приконтактных руд после крупного дробления и промпродукта крупностью -60+0 мм после среднего и мелкого дробления, исключая тем самым на ранней стадии обогащения отвальные хвосты из технологического передела.

Рис. 2. Результаты оптической сепарации кварц-сульфидной руды -60+40 мм. Слева: промпродукт, содержание Au — 9 г/т. Справа: пустая порода, содержание Au — 0,5 г/т

В зависимости от типа месторождения, минералогического состава, распределения минералов по кусковому материалу выбирается оптимальная технология для решения единой для всех видов предобогащения задачи — снижение себестоимости производства концентрата.

Каждая технология предварительной сепарации имеет ряд особенностей, которые напрямую влияют на показатели и эффективность обогащения для каждого типа золотоносных руд.

Рис. 3. Схема работы ближнеинфракрасной сепарации конвейерного типа

Сенсорная сортировка в видимом и ближнеинфракрасном спектре

Современный метод обогащения, основанный на взаимодействии электромагнитного излучения с материалом. Основными технологическими узлами сенсорных сепараторов являются:

• блок освещения (галогеновые и светодиодные лампы);
• сенсор (высокоскоростные ка меры ближнего инфракрасного и видимого спектра);
• блок принятия решения (об работка сигнала);
• блок отбраковки (пневматические исполняющие механизмы).

В случае работы в видимом диапазоне сенсор определяет оптические характеристики. То есть для данной технологии важно наличие контрастности по таким регистрируемым параметрам как цвет, прозрачность кускового материала. К примеру, когда золоторудная минерализация приурочена к кварцевым жилам, детекция и отбраковка происходит по минералу-спутнику.

Рис. 4. Пустая порода, Au — 0,4 г/т

Компанией ЭРГА разработан фотометрический сепаратор ЛюксСортика ВП гравитационного типа, применяемый для сортировки кварц-сульфидных золотосодержащих руд с крупностью от 5 до 200 мм с производительностью от 20 до 100 т/ч в зависимости от машинного класса. В качестве сенсора используются современные высокоскоростные полнокадровые камеры высокого разрешения. Сортировщик комплектуется односторонней или двухсторонней детекцией в зависимости от распределения полезных минералов в кусковом материале.

Рис. 5. Промпродукт 1, Au — 4,2 г/т

На рисунке 2 представлены результаты оптической сортировки в видимом спектре кварц-золотосодержащей руды класса крупности -60+40 мм.

Рис. 6. Промпродукт 2, Au — 9,7 г/т

Ближнеинфракрасный метод разделения реализован в разработанном оборудовании ЛюксСортика КП конвейерного типа. Используемый сенсор — гиперспектральная камера ближнеинфракрасного диапазона 950–1700 нм позволяет проводить спектральный анализ кускового материала вне зависимости от оптических характеристик руды. Возможность тонкой настройки на детекцию кварцевых жил от 2–3 мм решает задачу по получению отвальных хвостов с содержанием Au на уровне 0,3–0,5 г/т.

Рис. 7. Принцип работы вихретокового сепартора ЭРГА СМВТ

На рисунках 4–6 представлены результаты ближнеинфракрасной оптической сортировки кварц-золотосодержащей руды класса крупности -40+20 мм.

На эффективное применение технологии сенсорной сортировки в видимом и ближнеинфракрасном диапазоне для предварительного обогащения влияют следующие факторы:

• подготовка поверхности минералов. Для повышения контрастности используются промывочные грохота с целью удаления пыли и шламов с поверхности минералов.
• подготовка машинных классов. Необходима предварительная классификация на классы крупности -200+100 мм, -100+60 мм, -60+40 мм, -40+20 мм, -20+5 мм.
• подготовка воздуха. Пневматическое исполнение отбраковывающего устройства требует подготовку подаваемого сжатого воздуха путем установки осушителей, фильтров и ресиверов.

Вихретоковая сепарация

Принцип вихретоковой сепарации заключается в наведении на минерал проводника переменным магнитным полем индукционных токов, которые вызывают появление магнитного момента у минерала, не обладающего магнитными свойствами. Немагнитная фракция, имеющая электропроводность, в частности самородное золото, взаимодействует с внешним магнитным полем своим наведенным магнитным моментом как обычный магнетик, имеющий собственный магнитный момент. Переменное магнитное поле создается многополюсным ротором на постоянных магнитах, что в сочетании с высокой скоростью вращения создает достаточную электродвижущую силу для отделения электропроводящих минералов.

Рис. 8. Извлекаемая фракция вихретоковой сепарацией

Разработанные компанией ЭРГА вихретоковые сепараторы СМВТ прошли испытания на золотоносных коренных и россыпных месторождениях. Результатом проведенных опытов стало извлечение сухой технологией самородных частиц от 2–3 мм и более (рис. 7). Данную установку целесообразно применять после стадии дробления на классе крупности -50+0 мм с целью раннего вывода свободного золота из технологического процесса.

Рис. 9. Принцип работы коронно-электростатического сепаратора ЭЛКРОН

При использовании сухой технологии извлечения свободного золота необходимо учитывать следующие факторы:

• предварительное удаление сильномагнитных минералов. Комплекс по предварительному обогащению включает в себя магнитный сепаратор для удаления техногенного металла, магнетита и других ферромагнитных примесей;
• содержание влажности. Эффективная вихретоковая сепарация проводится при содержании влажности в руде не более 5 %;
• удельная нагрузка. Для данной технологии важен контакт электропроводящих минералов золота с рабочей поверхностью. Оптимальная удельная производительность на 1 метр составляет 5–6 т/ч.

Коронно-электростатическая сепарация

Сухая технология извлечения самородного золота или сопутствующих сульфидных минералов крупностью менее 3 мм проводится при принудительном заряжении ионизацией в поле коронного разряда, который создается в воздушном зазоре между заземленным барабаном и коронирующим электродом, выполненным в виде струны.

Рис. 10. Технологическая схема по предконцентрации золотокварцевого месторождения

На рисунке 10 представлена схема исследования по возможности применения коронно-электростатического метода для предварительной концентрации золотоносных минералов среднеуральского меторождения. Рудная минерализация золотокварцевого месторождения представлена пиритпирротиновой группой и ильменитом, второстепенные минералы — халькопирит, сфалерит, марказит, рутил, магнетит, гематит, молибденит. Испытания по предварительной концентрации сульфидных минералов включали в себя:

• предварительное дробление до крупности -3+0 мм;
• аэросепарацию с целью удаления пылевидной фракции менее 0,044 мм;
• магнитную сепарацию — извлечение магнетитовой составляющей;
• основую трехстадийную и контрольную электростическую сепарацию — концентрация золотоносных сульфидных минералов.

Рис. 11. Тест-Центр «ЭРГА», участок оптической сортировки

 Для эффективного применения электрической сепарации, как технологии предварительной концентрации золотосодержащих минералов, необходимо учитывать следующие требования:

• предварительное удаление шламистой фракции. Воздушная классификация на аэросепараторах типа Зиг-Заг позволяет провести подготовку минерального материала по крупности. 
• предварительное высушивание. Содержание влаги в питании сепаратора должно составлять менее 0,5 %.
• удельная нагрузка. Оптимальная удельная производительность на 1 метр рабочей длины составляет 2–3 т/ч.

Представленные в обзоре технологии по предварительному обогащению золотосодержащих месторождений были разработаны в Тест-Центре компании ЭРГА, в котором представлены лабораторные и полупромышленные установки по магнитной, вихретоковой, электрической, гравитационной и оптической сепарации.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (65)/сентябрь 2024 г.