Оценка эффективности работы шлюзовых промывочных приборов при отработке месторождения с мелким и пластинчатым золотом
Р.С. Серый — к.т.н., с.н.с., Институт горного дела ДВО РАН, Хабаровск.
В.С. Алексеев — к.т.н., с.н.с., Институт горного дела ДВО РАН, Хабаровск.
П.П. Сас — н.с., Институт горного дела ДВО РАН, Хабаровск.С 2010 года в россыпной золотопромышленности наблюдается рост добычи золота [1]. При этом в результате снижения запасов золота россыпных месторождений недропользователи для сохранения и наращивания объемов добычи металла вынуждены вовлекать в отработку труднообогатимые месторождения, а также техногенные россыпи, содержащие в основном золото мелких классов и требующие для его извлечения применение современных обогатительных аппаратов.
Рассматривая все проблемы, с которыми в последнее время сталкиваются недропользователи при отработке россыпных месторождений наряду с постоянно растущей стоимостью топлива, нехваткой специалистов на местах, большой нагрузкой при оформлении всех разрешительных документов, вопросы извлечения золота на шлюзах остаются одними из важных, которые сильно влияют на экономические показатели предприятия в целом. Наряду с отсадочными машинами, центробежными концентраторами, винтовыми сепараторами шлюзы по-прежнему остаются основным обогатительным узлом промприборов. На них по разным оценкам в России извлекается от 80 до 90 % всего россыпного золота, что при современных объемах добычи составляет более 50 тонн в год. Данная технология извлечения россыпного золота, имея как свои достоинства так и недостатки, остается доминирующей в россыпной золотодобыче.
Оценивая работу промывочных шлюзовых промприборов, можно выделить ряд основных причин, приводящих к потерям металла со шлюзов:
- качество оборотной воды, используемой для промывки песков;
- конструктивные параметры обогатительного оборудования;
- высокое содержание глинистых частиц в исходных песках;
- наличие попутных тяжелых минералов;
- морфология золота (мелкое, пластинчатое золото и наличие сростков).
При накоплении в воде большого количества тонких взвесей скорость осаждения частиц золота снижается, что связано с увеличением плотности пульпы, фактором стесненного падения частиц, при котором скорость осаждения частиц металла в несколько раз меньше скорости свободного падения в чистой воде. Потери резко возрастают особенно при извлечении мелких и тонких классов золота (менее 0,2 мм).
Проводимые сотрудниками лаборатории проблем освоения россыпных месторождений Института горного дела ДВО РАН исследования на месторождении р. Болотистый по оценке эффективности работы шлюзовых промприборов ПГШ-50 показывают, что увеличение концентрации глинистых частиц в оборотной воде приводит к значительному росту потерь золота со шлюзов.
Для промприборов типа ПГШ-50 со шлюзами глубокого (ШГН) и мелкого (ШМН) наполнения при проведении экспериментов наблюдалась взаимосвязь между потерями металла с эфельными фракциями и выходом золота на шлюзах мелкого наполнения. При работе промприбора в течении 3 недель без перестановок и использовании воды с одного технологического отстойника было произведено несколько раздельных съемок, по которым наглядно видно (табл. 1), как в процентах изменялось соотношение распределения металла на шлюзах при увеличении концентрации глинистых частиц в оборотной воде с 5–10 до 120 г/л.
| Дата | ШГН, гр. | ШМН, гр. | Итого, гр. | Выход на ШМН, % |
| 10.06. | 216 | 21 | 237 | 8,9 |
| 12.06. | 175 | 27 | 202 | 13,4 |
| 15.06. | 125 | 17 | 142 | 12,0 |
| 27.06. | 180 | 75 | 255 | 29,4 |
| 28.06. | 181 | 50 | 231 | 21,6 |
Ситовая характеристика золота представлена на рисунке 1, на котором видно, что основная доля металла приходится на класс крупности -0,5+0,25 мм. Этот класс представлен в основном пластинчатым золотом с коэффициентом уплощенности 7–9.
Аналогичные исследования, проводимые на месторождении руч. Октябрьский, показали, что увеличение концентрации взвеси в оборотной воде с 15 до 100 г/л. привело к увеличению выхода металла на ШМН с 2 до 17 % и соответственно к росту общих потерь на промприборе ПЗШ-100.
Учитывая, что для большинства промприборов типа ПГШ эффективность грохочения по пескам не превышает 50 %, одним из направлений снижения потерь в данном случае будет увеличение площади грохочения, а также равномерное распределение нагрузки по ШМН.
Проблему эффективного поступления песков на ШМН возможно решить несколькими способами.
Рис. 1. Ситовая характеристика золота исследуемых песков
Первое — производить полное грохочение всего материала, поступающего (с обезвоживанием надрешетной фракции) с ШГН, для чего необходимо использовать сита размером 12–20 мм, обеспечивать угол сеющей поверхности 20–30° (для обеспечения транспортирующей способности надрешетного материала). Достоинством данного способа является то, что при этом потери со ШГН практически отсутствуют из-за того, что вся подрешетная фракция с водой поступает на ШМН.
К недостаткам можно отнести то, что увеличивается удельная нагрузка на ШМН, нет возможности регулировать выход Т:Ж, увеличиваются общая высота и масса прибора.
Второе — создание условий максимально эффективного грохочения, оставляя часть воды на ШГН для обеспечения транспортирующей способности надрешетной фракции. Использование данного подхода при рассеве песков позволяет производить регулирование нагрузки Т:Ж на каждый ШМН, использовать сита с различной шириной щелей (от 3 до 10 мм). Такой подход позволяет обогащать более мелкую фракцию, что увеличивает извлечение золота на ШМН [2, 3]. На рисунке 2 представлена зависимость извлечения золота от размера фракции обогащаемого песка.
Рис. 2. Извлечение золота различной крупности: 1 — при обогащении песков крупностью 16 мм; 2 — при обогащении песков крупностью 4 мм
Сотрудниками лаборатории проблем освоения россыпных месторождений выполнена модернизация нескольких промприборов ПГШ-50, на одном из которых проведена оценка потерь золота со шлюзов с определением эффективности грохочения по золоту со ШГН на ШМН.
На рисунке 3 представлен промприбор ПГШ-50, на котором оценивались потери с эфельными фракциями и эффективность грохочения.
Для повышения эффективности работы ШМН была увеличена площадь грохочения на приборе в 2,5 раза. Для равномерной нагрузки на ШМН сита устанавливались с постепенным увеличением по ходу потока размера щелей.
Рис. 3. Промприбор ПГШ-50
Выход материала для ШМН осуществляется через бункера, имеющие ограниченный выход с регулируемой нагрузкой. В качестве сеющей поверхности были применены полиуретановые сита, показавшие не только хорошую износостойкость по сравнению с металлическими, но и более качественное разделение породы в потоке. Для оценки эффективности грохочения была выполнена раздельная съемка с доводкой отдельно каждого шлюза мелкого наполнения (табл. 2) и построена зависимость распределения золота в граммах на ШМН от первого до последнего шлюза (рис. 4)
Рис. 4. Распределение золота на ШМН от 1 до 6 шлюза
По характеру распределения золота видно, что в данном случае удалось добиться эффективности грохочения по золоту более 90 %. Эти данные подтверждаются отобранными пробами эфельных хвостов ШГН, где содержание золота не превышало 18 мг/м3. По классам крупности золото в хвостах ШГН составило: -0,5+0,2 мм — 66 % (представленное единичными сильно уплощенными золотниками), -0,2+0,0 мм — 33 % (представлено менее уплощенными и хорошо окатанными золотниками) (рис. 5).
Отбор и обработка проб хвостов ШМН показали, что по размерности золото находилось в классе -0,2+0,0 мм, при этом по минералогическому анализу определено преобладание золота крупностью -0,1+0,071 мм. Содержание золота в хвостах ШМН не превышало 12 мг/м3.
Среднее содержание в эфельных хвостах составило 16 мг/м3. При определении потерь, отталкиваясь от содержания в исходных песках 372 мг/м3, потери составили 4,1 % или 12,8 г в сутки. При учете суточных съемок в определении потерь величина их составит около 5 %, что тоже является очень хорошим показателем для шлюзовых промывочных приборов, обогащающих пески, содержащие мелкое и пластинчатое золото.
| Номер ШМН | 1 опыт | 2 опыт |
| 1 | 7,0 | 6,8 |
| 2 | 3,6 | 2,9 |
| 3 | 3,2 | 2,9 |
| 4 | 2,9 | 2,2 |
| 5 | 2,6 | 2,85 |
| 6 | 1,6 | 1,35 |
| Итого ШМН, гр. | 20,9 | 19 |
| ШГН, гр | 244 | 212 |
|
Выход на ШМН, % |
7,9 | 8,2 |
Еще одним направлением повышения качества работы шлюзовых промприборов является оптимизация работы ШМН. Регулировка наклона ШМН, подбор соотношения твердого к жидкому (Т:Ж), распределение породы по крупности, а также выбор типа улавливающего покрытия являются важными составляющими эффективной работы ШМН.
Рис. 5. Внешний вид золота, полученного при обработке проб эфельных хвостов 1 — класс крупности -0,1+0 мм; 2 — класс крупности -0,2+0,1 мм;
3 — класс крупности -0,5+0,2 мм; 4 — класс крупности -1,0+0,5 мм
Как правило, на ШМН используется несколько комбинаций улавливающих покрытий — это сочетание резиновых дражных ковров, используемых в качестве основы, которые сверху закрываются просечено-вытяжными листами (ПВЛ) или металлическими лестничными трафаретами, реже в качестве основы используют старательский (канадский) мох.
К недостаткам таких шлюзов можно отнести:
- поверхность дна шлюза и ПВЛ имеет неровности, которые в процессе эксплуатации и постоянных перестановок прибора только увеличиваются, между коврами и ПВЛ образуются зазоры высотой от нескольких миллиметров до 2–3 см, что приводит к вымыванию концентрата в таких местах;
- в качестве крепления ПВЛ часто используют бруски 50х50 мм, которые с помощью клиньев прижимают ПВЛ к коврам. Такой способ не только увеличивает время и трудоемкость сполоска, но и на каждом шлюзе теряется около 15 % улавливающей поверхности;
- при использовании металлических лестничных трафаретов возникает необходимость постоянной их замены, так как в течение промывочного сезона они сильно изнашиваются, деформируются и неплотно прилегают к коврам, оставляя зазоры.
Рис. 6. Внешний вид дражного коврика (все крепление сводится к укладке коврика на приваренные штыри к дну шлюза по его краям)
К преимуществам такого улавливающего покрытия можно отнести:
- конструкция коврика позволяет создать максимально благоприятный режим работы водного потока на шлюзе, тем самым повысить извлечение;
- отсутствие зазора между ковриком;
- используется вся поверхность шлюза, при этом он имеет очень простую и надежную систему крепления;
- комбинированные дражные ковры выполнены из полиуретана, который более износостойкий (в 10 раз по сравнению с металлом, в 3 раза по сравнению с резиной), что позволяет их использовать в течение многих лет.
На рисунке 7 представлена хвостовая часть модернизированного промприбора ПГШ-50 с использованием в качестве улавливающего покрытия комбинированных дражных ковров.
Рис. 7. Хвостовая часть промприбора ПГШ-50
Использование шлюзов для обогащения россыпного золота и платины на примере проведенных исследований, а также модернизации имеющихся на предприятиях приборов показывает, что возможна их эксплуатация с минимальными потерями (в нашем случае около 5 %), при этом несоблюдение некоторых условий (углы, нагрузка на шлюза, качество воды и т. д.) приводили к росту потерь на этих же приборах до 25–30 %.
После модернизации хвостовой части промприборов ПГШ-50 во всех случаях наблюдалось увеличение выхода золота на ШМН вдвое. При этом, когда недропользователи встают перед вопросом выбора той или иной технологии обогащения в замен шлюзов, необходимо, на наш взгляд, максимально оптимизировать работу шлюзов и прибора в целом, снизив потери и оценив их, после чего делать вывод, какое дополнительное оборудование позволит доизвлечь потерянное золото.
1. Итоги работы золотодобывающей отрасли в 2013 году [Электронный ресурс] Союз золотопромышленников РФ. — Режим доступа: www.goldminingunion.ru.
2. Инструкция по нормированию технологических потерь золота при промывке золотосодержащих песков на промывочных приборах / ВНИИ-1. — Магадан: Кордис, 2004.
3. Замятин О.В. Расчет потерь золота с эфелями промывочных приборов по данным ситовых анализов / О.В. Замятин, Б.К. Кавчик // Золотодобыча. — 2008 — № 2(111).
4. Серый Р.С. Снижение потерь золота на шлюзовых промывочных приборах при отработке труднообогатимых россыпей //Маркшейдерия и недропользование. 2014 — № 6 (74). — С. 20–22
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (27)/март 2015 г.
