Повышение извлечения мелкого и тонкого золота на основе применения вибрационно-гравитационного концентратора

М.М. Раджабов —  ведущий специалист технологического отдела ФГБУ «ВИМС», к.т.н
И.А. Чапанов, Х.Х. Местоева, Э.Б. Шадыжева —  аспиранты кафедры Геотехнологии освоения недр НИТУ «МИСиС»

Для извлечения золота мелких и тонких классов крупности в настоящее время предлагается большое количество аппаратов, работающих на различных стадиях переработки золотосодержащего сырья. Основные потери при добыче россыпного и рудного золота связаны с наличием в них мелкого, тонкого, пластинчатого и пылевидного золота с размером частиц от миллиметра до нескольких микрон [1].

В связи с этим существует необходимость совершенствования гравитационных процессов обогащения для снижения себестоимости переработки минерального сырья. При гравитационном обогащении золотосодержащих руд и песков разделение происходит за счет разницы плотностей, а наложение вибрации может обеспечить повышение извлечения мелкого и тонкого золота [1]. 

Эффективность разделения при гравитационном обогащении также непосредственно связано с процессом сегрегации частиц, различающихся по плотности и крупности минералов. Скорость процесса сегрегации можно повысить, изменяя ряд действующих на процесс факторов, уменьшая толщину слоя, увеличивая интенсивность вибрации и разрыхляя материал восходящими потоками воды [1, 2]. Эти факторы являлись основой при разработке нового аппарата гравитационного обогащения (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид вибрационно-гравитационного концентратора:
1 — цилиндрический корпус; 2 — питатель; 3 — вибратор, передающий вибрации в объем материала посредством упругой мембраны; 4 — система подвода воды; 
5 — узел накопления тяжелой фракции

Принципиальная схема движения материала в рабочей зоне представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема движения материала в рабочей зоне

Материал в виде пульпы поступает через питающую трубу в рабочую зону, на нижней поверхности которой выполнены углубления для сбора и концентрирования тяжелой золотосодержащей фракции. В углублениях имеются перфорации для подачи разрыхляющей воды, восходящий поток которой обеспечивает интенсификацию уноса частиц легкой фракции из разделяемого материала. При входе в рабочую зону поток питающей пульпы расширяется веером на 360°, тем самым образуется тонкий горизонтальный слой движущегося материала. В этот тонкий слой подается вода для его разрыхления и одновременно накладываются колебания (вибрации). Таким образом, в рабочей зоне создаются условия для ускорения процесса их сегрегации.

На начальном этапе исследований была проведена оценка влияния амплитуды колебаний (рис. 3) и длины рабочей зоны (рис. 4) на извлечение ценного компонента [3]. Оценка проводилась на искусственной смеси кварцевого песка крупностью 1 мм с магнетитом крупностью 0,8 мм.

Рис. 3. Зависимость извлечения тяжелой фракции (%) от амплитуды колебаний

Рис. 4. Зависимость извлечения тяжелой фракции от числа циклов концентрации

Оценка влияния амплитуды колебаний показывает, что при увеличении амплитуды отмечается заметный рост извлечения [3, 4]. Для проведения исследований на золотосодержащем материале была принята амплитуда колебаний 0,5 мм.

На рисунке 4 виден рост извлечения тяжелой фракции при увеличении числа циклов концентрации с одного до трех, что позволяет рекомендовать длину рабочей зоны более 45 мм.

При проведении последующих исследований были отобраны 5 проб:
1. И-1 — проба исходного золотосодержащего сырья крупностью -1 мм.
2. ПП-1 — промпродукт концентра-  ПП-1 — промпродукт концентрационного стола крупностью -0,4 мм.
3. ПП-2 — продукт рассева пром-продута концентрационного стола крупностью -0,074+0,044 мм.
4. ПП-3 — продукт рассева пром-продукта концентрационного стола крупностью -0,044+0 мм.
5. Х-1 — хвосты гравитационного обогащения на концентрационном столе. 

Гранулометрический состав пробы золотосодержащего сырья представлен в таблице 1.

Класс крупности, мм	Выход, %	Содержание Au, г/т
-0,15	3,81	268
-0,15	51,51	432
-0,026	23,42	860
0,326	14,47	973
-0,044	6,79	697
Итого	100	622

Табл. 1. Гранулометрический состав промпродукта концентрационного стола

Масса пробы И-1 составляла 1,5 кг, а масса остальных проб (ПП-1, ПП-2, ПП-3 и Х-1) составляла 2,5 кг каждая, частота вибраций — 100 Гц, амплитуда колебаний — 0,5 мм, расход воды составил 6–8 л за один цикл концентрации, который по времени составлял 15–20 мин.

Исследования проводились на вибрационно-гравитационном концентраторе (ВГК). Схема проведения исследований приведена на рисунке 5. Полученные результаты проведенных испытаний приведены в таблице 2.

Рис. 5. Схема проведения исследований

Результаты обогащения исходного золотосодержащего сырья крупностью -1 мм (проба И-1) на ВГК
Наименование продукта	Выход, %	Содержание, г/т	Извлечение, %
Концентрат	1,7	168	95,2
Хвосты	98,3	0,25	4,8
Итого	100	3	100
Результаты обогащения промпродукта концентрационного стола (проба ПП-1) на ВГК
Концентрат	3,9	12637	79,2
Хвосты	96,1	135	20,8
Итого	100	622	100
Результаты обогащения промпродукта концентрационного стола крупностью -0,074+0,040 мм (проба ПП-2) на ВГК
Концентрат	3,71	15009	57,25
Промпродукт	16,27	1624	27,17
Хвосты	80,02	189	15,58
Итого	100	973	100
Результаты обогащения промпродукта концентрационного стола крупностью -0,040+0 мм (проба ПП-3) на ВГК
Концентрат	2,59	14236	52,88
Промпродукт	13,46	1463	28,23
Хвосты	83,95	157	18,89
Итого	100	697	100
Результаты обогащения хвостов концентрационного стола (проба Х-1) на ВГК
Концентрат	3,9	102	79,6
Хвосты	96,1	1	20,4
Итого	100	5	100

Табл. 2. Результаты проведенных испытаний

Полученные результаты на песках пробы И-1 крупностью -1 мм свидетельствуют о высокой эффективности сепарации и высокой степени концентрирования ценного компонента.

При проведении исследований на пробах ПП-1, ПП-2 и ПП-3 были получены три продукта обогащения (концентрат, промпродукт и хвосты). Проведенные лабораторные исследования показали эффективность использования концентратора для разных диапазонов крупности материала золотосодержащего сырья. 

При переработке исходных золото-содержащих песков материала класса крупности –1+0 мм с содержанием золота 3 г/т получен концентрат с содержанием золота 168 г/т, при этом  извлечение Au составило 95,2 %. Содержание золота в хвостах составило 0,25 г/т.

При переработке промпродуктов гравитационного обогащения: 

• для исходного материала крупностью -0,4+0 мм с исходным содержанием золота 622 г/т был получен концентрат с содержанием золота 12637 г/т, при извлечении 79,20 %.   
• для класса крупностью -0,071+ 0,040 мм с исходным содержанием золота 973 г/т был получен концентрат с содержанием золота до 15000 г/т, извлечение составило 57,25 %, извлечение в промпродукт составило 27,17 %.
• для класса крупностью -0,040+0 мм с исходным содержанием золота 697 г/т был получен концентрат с содержанием золота до 14236 г/т, извлечение составило 52,88 %, извлечение в промпродукт составило 28,23 %.

Также высокие показатели были получены при переработке хвостов гравитационного обогащения на концентрационном столе крупностью -0,4+0 мм с содержанием золота 5 г/т, получен концентрат с содержанием золота 102 г/т; извлечение Au составило 79,6 %.

Таким образом полученные результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что использование предлагаемого способа в промышленных условиях при обогащении золотосодержащих руд позволит повысить экономические показатели действующих предприятий за счет доизвлечения мелкого и тонкого золота, а также расширить минерально-сырьевую базу предприятий за счет вовлечения в переработку техногенного сырья.

1. Кармазин В.В., Раджабов М.М., Измалков В.А. Исследование процесса расслаивания минеральных частиц различной плотности в гравитационно-сегрегационном концентраторе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. —№ 7. — C. 73–78.
2. Раджабов М.М. Исследование процесса сегрегации частиц разной плотности и крупности на вибрационно-гравитационном концентраторе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 1. C. 333–3392.
3. Раджабов М.М. Технологические испытания вибрационно-гравитационного концентратора на золотосодержащем сырье // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 9. — С. 114–119.
4. Кармазин В.В., Раджабов М.М. Экспериментальное исследование процесса вибрационно-гравитационной концентрации для извлечения тонкого золота // Золото и технологии. — 2013. — № 3. — С. 70.

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 2/июнь 2020 г.