u_lectures

вать для всех золотых руд. Наиболее подходящим для самоизмельчения являются хрупкие руды зернистого сложения. Для выбора процесса рудоподготовки самоизмельчением необходимо провести промышленные исследования по самоизмельчению конкретной руды.

В схемах измельчения золотых руд значительное место занимают операции классификации. За последние годы на большинстве золотоизвлекательных фабриках в качестве классифицирующих аппаратов применяют спиральные классификаторы и гидроциклоны. Последние находят наибольшее распространение при использовании сравнительно больших типоразмеров измельчительного оборудования. Обесшламливают золотые руды перед цианированием и флотацией в том случае, если шламы обеднены золотом и отрицательно влияют на технологические операции.

Одной из значительных проблем рудоподготовки считается повышение эффективности процесса классификации, т.к. существующие аппараты, в том числе и циклоны, имеют эффективность разделения, например, по классу 0,074мм, в лучшем случае до 70%. Для восполнения этого недостатка на некоторых фабриках гидроциклонирование перед флотацией и цианированием ведут с трехкратной перечисткой слива.

12.4.2. Извлечение золота из коренных руд

Основные методы извлечения золота приведены ниже на рисунке

12.19.

Основным методом обогащения коренных руд золота является флотация.

Впоследние годы на золотоизвлекательных фабриках происходит усиленное внедрение и совершенствование флотационного обогащения.

На многих фабриках флотация стала ведущим процессом, на других - роль ее из года в год возрастает.

Внастоящее время на отечественных золотоизвлекательных фабриках флотации подвергают около 65% руд. Расширение практики флотационного обогащения золотых руд обеспечивает повышение полноты извлечения золота, извлечение ценных попутчиков этого металла и снижение эксплуатационных расходов.

Наиболее полно изучены флотационные свойства свободного золота с чистой поверхностью. Собирателями для такого золота являются ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, соли жирных кислот. Из ксантогенатов эффективным собирателем является бутиловый, он обеспечивает большую гидрофобизацию поверхности золота, чем ксантогенаты с менее длинной углеводородной цепью.

321

Методы извлечения золота из коренных руд

Рис.12.19. Методы обогащения золота из коренных руд

Поверхность золота непосредственно после обнажения практически не покрывается ксантогенатом и только после непродолжительного контакта с воздухом или водой начинается закрепление собирателя. Количество собирателя на поверхности золота возрастает с увеличением концентрации в растворе и продолжительности контакта. В опытах использовали этиловый ксантогенат калия с S35. Концентрация ксантогената в растворе составляла 0,5 мг/л. Количество адсорбированного ксантогената выражено в процентах от количества, соответствующего одному расчетному мономолекулярному слою. В процессе контакта происходит взаимодействие поверхности золота с кислородом воздуха или кислородом, растворенным в воде. Термодинамическими расчетами и электронографическими исследованиями установлено, что взаимодействие представляет собой окислительный процесс на поверхности золота с отдачей электронов окислителю-кислороду. В обычных условиях на золоте образуются окисные пленки толщиной 30Å. Толщина пленки зависит от давления кислорода и длительности взаимодействия.

Адсорбция ксантогената на поверхности золота представляет собой сложный процесс. Ксантогенат адсорбируется не по всей поверхности золота, а на отдельных ее участках и покрытия имеют неравномерный пятнистый характер. В первый момент скорость адсорбции максимальна – происходит химическое взаимодействие ксантогената и золота (AuROCSS). Затем скорость адсорбции прогрессивно снижается и образующиеся покрытия уже не соответствуют по своему составу ксантоге-

322

нату золота. Максимальное количество адсорбированного ксантогената может достигать 10*10-3 г/см², при этом толщина покрытия равна нескольким десяткам условных мономолекулярных слоев. При обычных флотационных концентрациях ксантогената (менее 0,1 г/мл) покрытие на золоте количественно соответствует мономолекулярному слою, а количество – составу ксантогената золота.

В число реагентов, в присутствии которых нередко осуществляется флотация свободного золота, входят цианид, сернистый натрий, щелочи, сульфит натрия, медный купорос, жидкое стекло, крахмал, полиакриламид. По подавляющему действию на свободное золото анионы первых четырех реагентов располагают в следующий ряд:

S2- >CN¯>OH¯>SO32-

Подавляющее действие сернистого натрия изучено сравнительно хорошо. Небольшое количество этого реагента подавляет свободное золото, в то время как другие минералы, например пирит, еще флотируют. Порошок золота в условиях беспенной флотации не флотируют при концентрации Na2S в растворе 0,025 г/л. Сернистый натрий снижает адсорбцию ксантогената на золото: при концентрации соединения в растворе 0,1 г/л адсорбция ксантогената полностью прекращается. Кроме этого, сернистый натрий, химически взаимодействуя с поверхностью золота, образует сульфид Au2S . В результате поверхность золотин гидрофилизуется и они теряют способность к флотации.

Подавляющее действие цианида объясняют, в частности, его способностью растворять ксантогенат золота. Последний растворяется в цианистых растворах гораздо лучше, чем ксантогенаты других металлов. Циан-ион не только удаляет с поверхности золота собиратель, но и сам адсорбируется на свободных участках поверхности или на участках, занятых ранее собирателем. Подавляющее действие цианида резко возрастает в щелочной среде, особенно в известковой. Совместное действие цианида и щелочи сильнее, чем действие каждого из этих реагентов в отдельности. Цианистый комплекс K2Zn(CN)4 хорошо растворяет низшие ксантогенаты золота, например этиловый. Поэтому указанный комплекс подавляет золото, если флотация проводится с использованием ксантогенатов с короткой углеводородной цепью. Высшие ксантогенаты золота более устойчивы к этому подавителю.

Флотируемость свободного золота в щелочной среде зависит от вида щелочи и не изменяется до значений рН растворов 9,5 в известковой среде, 10,8 – в содовой и 11,8 – в среде NaOH. Эти данные получены

323

для чистого золота методом беспенной флотации. При значениях рН выше указанных флотационная способность золота снижается. Подавляющая способность щелочей в какой-то мере связана с их способностью снижать адсорбцию собирателя в золоте. Количество адсорбированного ксантогената снижается с увеличением рН, особенно за счет извести. Но снижение адсорбции собирателя не единственная причина подавляющего действия щелочей. Имеют место и другие процессы, приводящие к подавлению золота. Это может быть и непосредственно взаимодействие ионов OH¯ с поверхностью золота или адсорбция ионов Na+, Ca+, HCO3¯ и CO3²¯.

В кислой среде флотируемость свободного золота хуже, чем в нейтральной. Адсорбция ксантогената в кислой среде прямолинейно снижается с уменьшением рН раствора. Зависимость адсорбции ксантогената от рН раствора, сернистого натрия и цианида на рис.8 . Результаты получены при перемешивании порошка химически чистого золота в растворе изоамилового ксантогената, меченного S35.

По данным, полученным при наблюдении за прилипаемостью пузырьков воздуха к поверхности золота, сульфит натрия снижает флотируемость золота лишь при концентрации в растворе 0,06% и выше. Подавителем свободного золота является и медный купорос.

Жидкое стекло и крахмал в случае повышенных расходов снижает способность золота к флотации. Перед флотацией золотых руд иногда производится сгущение пульпы с использованием различных флокулянтов, в частности полиакриламида. Полиакриламид адсорбируется на поверхности золота и увеличивает ее смачиваемость. Однако покрытие этого реагента на золоте весьма непрочны и, как показывает практика, он не вызывает ухудшение флотации свободного золота.

Влияние на флотируемость золота соединений, переходящих в жидкую фазу из руды, изучалась путем флотации порошка золота из смеси с различными минералами. Флотационные свойства золота в присутствии кварца практически не изменяются. Подавление золота щелочами в этом случае происходят при тех же значениях рН, что и в беспе н- ной флотации. Флотируемость золота снижается, если флотировать порошок этого металла из смеси с сульфидами – пиритом, арсенопиритом, пирротином и халькопиритом. Самая низкая флотируемость наблюдается из смеси с пиритом, если флотацию вести при естественной щелочности в пиритной пульпе (рН=4,8). Добавление щелочей в пиритную, а так же пирротиновую пульпы повышает извлечение золота. Наибольшее извлечение достигается при максимальном поглощении щелочи этими минеральными пульпами. С появлением в пульпах свободной щелочи фло-

324

тация подавляется. При флотации золота из смесей с халькопиритом и арсенопиритом извлечение его не снижается до рН=10-11 в среде Na2CO3 или NaOH и до рН=9-10 в известковой среде. Больше того, небольшие количества свободной щелочи повышают извлечение золота.

Крупность частиц золота в значительной мере определяет их поведение при флотации. Практикой флотации и исследованиями установлено, что золото крупнее 0,1 мм флотирует неудовлетворительно. Предельный размер переходящих в концентрат золотин зависит от их формы и структуры, плотности пульпы, характера пены конструкции флотомашины и ряда других факторов. Крупные золотины чаще всего имеют пластинчатую форму. В хвостах флотации остаются золотины относительно с большой массой и малоразвитой поверхностью, т. е. золотины монолитные по структуре и округлые по форме. Крупные тяжелые золотины лучше флотируют в более плотной пульпе при наличии обильной и устойчивой пены, а так же в пневматических машинах. В пневматических машинах в большей степени, чем в механических, обеспечены условия для сравнительно спокойного подъема и удаления из камеры пузырьков воздуха с закрепленными на них золотинами. Однако и в лучших условиях крупное золото флотирует не полностью, поэтому его извлекают перед флотацией гравитационными способами или амальгамацией.

Флотируемость золота с примесями и золота с покровными образованиями отличается от флотируемости химически чистого или высокопробного золота с чистой поверхностью. Чистое золото после непродолжительного воздействия кислорода адсорбирует меньше собирателя, чем золото с примесями серебра и меди. Однако при более длительном действии кислорода наблюдается обратная картина: из-за развивающегося процесса окисления адсорбция собирателя на золоте с примесями снижается и становится меньше, чем на чистом золоте. Металлические примеси тем больше понижают флотируемость золота, чем легче они окисляются. Золото с примесями легче подавляется, особенно в известковой среде. В хвостах промышленной флотации часто встречаются золотины, имеющие в своем составе много меди или железа. С трудом поддается флотации частично амальгамированное золото и золото в составе амальгамы.

Покровное образование на золотинах – одна из причин потерь золота при флотации. В хвостах флотации часто присутствуют золотины, покрытые пленкой гидроокислов железа. Хуже флотируют и золотины с покрытиями из ошламованных сульфидов – халькопирита, галенита и сфалерита. С другой стороны, тонкие пленки на золоте не являются пре-

325

пятствием для флотации. Следует отметить, что флотационные свойства золота с покровными образованиями изучены недостаточно, хотя потери такого золота на фабриках составляют значительную величину.

Флотируемость золота в сростках также изучено мало. Очевидно, поведение такого золота в значительной мере зависит от того, с каким минералом связано золото. Сростки золота с сульфидами при обычной флотации сульфгидрильными собирателями переходят в концентрат. Сростки с кварцем, гидроокислами железа и другими несульфидными минералами в условиях сульфидной флотации флотируют лишь при определенных соотношениях между весом золотины и связанного с ней минерала и между величинами поверхностей вскрытых частей золотины

иминерала. Если золото в сростках с несульфидными минералами занимает по величине подчиненное положение, то такие сростки преимущественно переходят в хвосты.

Флотационное поведение золота, заключенного в минералах, определяется флотационными свойствами минералов – носителей этого золота.

Золото в составе теллурестых минералов флотируется хорошо даже с углеводородными маслами в качестве собирателя. Теллуриды золота флотируют и в присутствии цианида и извести, когда пирит полностью подавлен.

Схемы и режимы флотации золотых руд в первую очередь зависят от вещественного состава последних, поэтому технология флотации руд одного типа значительно отличается от технологии флотации руд других типов. Вместе с тем в схемах флотации разнотипных руд есть общие черты, характерные для многих золотоизвлекательных фабрик. Например, при обработке руд почти всех типов используют стадиальную флотацию.

Стадиальную флотацию, в основном двухстадиальную, осуществляется как на новых, так и на многих старых действующих фабриках. С переходом от одностадиальной флотации к многостадиальной без изменения степени измельчения руд получают менее шламистый концентрат

иочень часто более полное извлечение золота и других ценных металлов. Повышение извлечения золота происходит в связи с меньшим переизмельчением теллуридов золота и золотосодержащих сульфидов и уменьшением концентрации шламов в голове флотации.

Общим для технологии флотации золотых руд многих типов является также сокращенное число перечистных операций или даже полное их отсутствие. Эта особенность обусловлена наличием в рудах труднофлотируемых частиц золота (крупных, в сростках, с покровными образо-

326

ваниями и др.), которые, с трудом перейдя в концентрат, легко теряются в перечистках. Поэтому на многих фабриках предпочитают получать менее богатые концентраты, но с более высоким извлечением в них золота. На фабриках, где флотационный концентрат цианируют и хвосты цианирования не являются товарным продуктом, перечистки нередко отсутствуют. Весьма часто перечистки подвергают лишь концентрат контрольной флотации.

Многократные перечистки неизбежны, если концентрат необходимо довести до кондиционного состояния по содержанию цветных металлов или по сере. Труднофлотируемые частицы золота в этих случаях извлекают из хвостов флотации или промпродуктов цианированием. Если цианирование отсутствует, то для получения отвальных хвостов применяют многократные контрольные флотационные операции, а так же гравитационное обогащение хвостов и промпродуктов. На фабрике Кэмпбелл Чибугама (Канада) трехкратная перечистка позволяет получать богатый по меди золото - медный концентрат, а труднофлотируемое золото из хвостов и промпродуктов извлекают на ворсистых шлюзах, а также двухкратной флотацией хвостов.

Лекция 30

План лекции: 1.Технология обогащения на золотоизвлекательных фабриках Красноярского края [55,56]

12.5.Технологии обогащения на золотоизвлекательных фабриках Красноярского края

Олимпиадинские ЗИФ работают на двух типах руд. Окисленные руды коры выветривания. Распределение золота в

рудном теле весьма неравномерное, что требует усреднения руды с различных участков при добыче, складировании и при подаче на фабрику. Способ добычи руды – открытый.Золото в руде присутствует в виде пылевидных частиц и на 88 % представлено классом - 0,044 мм и частично коллоидной формой. По данным фазового анализа цианируемое золото составляет 93,9 %, связанное с оксидами (в пленках) 4,4 %. Технологическая схема переработки включает: рудоподготовку, гидрометаллургический передел (ионообменная технология), узел электролиза и плавки катодного осадка. Товарной продукцией ЗИФ является золото в виде слитков, которое получают после плавки катодного золота. При проектном извлечении золота 95 %, фактическое извлечение составляет более

327

96 %. Основная причина потерь золота-потери с осколками смолы, которая используется в ионообменной технологии и недорастворённым металлом (крупные зёрна, связанные с сульфидами и т.д.).

Второй тип - первичные руды представлены массивными и тонкозернистыми сланцами хлорит - слюдисто - кварц -карбонатного состава, неравномерно минерализованными сульфидами. Золото в преобладающей части находится в виде тонкой (первые микроны и менее) ассоциации с сульфидами, вследствие чего не раскрывается с достаточной полнотой при измельчении руды до крупности менее 40 мкм. Основными составляющими компонентами первичных руд являются по степени убывания оксиды кварца, кальция, алюминия и железа. Содержание мышьяка и сурьмы соответственно 0,2-0,42 и 0,04-0,4 % при таких количествах они считаются вредными примесями. Технологическая схема обогащения первичной руды (рис. 12.20) включает: рудоподготовку, флотацию, гидрометаллургию хвостов флотации, биовскрытие флотационного концентрата и последующее его выщелачивание. Извлечение золота из концентрата методом бактериального выщелачивания составляет 98,2%, а сквозное извлечение - 91%.

Советская ЗИФ перерабатывает руды подземной (месторождение «Советское») и открытой добычи (карьеры “Эльдорадо” и “Восточный”, “Успенский'' и др.). Технологическая схема фабрики включает: рудоподготовку, первичное гравитационное обогащение, гравитационное обогащение с доизмельчением и доводкой концентратов, флотационное обогащение, обезвоживание и гидрометаллургический процесс извлечения благородных металлов из флотационного и гравитационного концентратов. Готовая продукция Советской ЗИФ: золото катодное (золота и серебра более 70 %).

Для фабрики Васильевского рудника в настоящее время пред-

ложена комбинированная технологическая схема с гравитационным и гидрометаллургическими циклами. Руда Васильевского месторождения характеризуется золото-кварцевым мало-сульфидным типом с различной степенью окисления. Степень окисления по железу и мышьяку составляет соответственно 96,0 и 92,0%, снижаясь с глубиной отработки месторождения. Основным ценным компонентом в руде является золото, содержание которого составляет 3,5-16 г/т. Серебро самостоятельного промышленного значения не имеет, но извлекается попутно совместно с золотом в продукты обогащения. Его содержание в руде - 10-12 г/т.

Из года в год ухудшается качество руды, это требует совершенствования существующих и внедрение новых технологий обогащения

328

руд.

Повышение эффективности флотационных циклов на Совет-

ской и Олимпиадинской ЗИФ можно обеспечить посредством совершенствования реагентных режимов. В настоящее время на фабриках используется в качестве реагента собирателя один бутиловый ксантогенат. Известно, что применение сочетаний реагентов позволяет интенсифицировать флотацию “трудных” зёрен (шламы, сростки).

Рис.12.20.Технологическая схема обогащения коренной руды Олимпиадинского месторождения

Исследования [55,56] на рудах месторождения «Балахчино», лежалых хвостах Артёмовской ЗИФ показали, что синергетические эффекты при использовании сочетаний различных собирателей существуют.

329

При изменении доли второго реагента (каптакса, тиоациланилида, аэрофлота) в общем расходе извлечение в концентрат увеличивается на

15…25 %. Перспективно применение реагентов (ГФУ-Ι, ГФ-ΙΙ, ОКТСМ,

ОКТСА-ΙΙ), синтезированных в институте органической химии Уфимского научного центра РАН.

Повышение эффективности гравитационных циклов ЗИФ возможно применением эффективных отсадочных машин. За рубежом широко используют отсадочные машины типа «Юба», «Пан Эмерикэн», «Бендэляри», «Гару», которые работают на крупных золотодобывающих предприятиях Калифорнии, Колумбии. С появлением круглой отсадочной машины «Кливленд» значительно изменилась технология отсадки. Запатентована круглая отсадочная машина «Марк 11» [57], которая явилась усовершенствованной моделью машины «Кливленд».

На отечественных обогатительных фабриках установлены машины типа МОД (машина отсадочная диафрагмовая). Расположение диафрагмы может быть горизонтальное и вертикальное. Данные отсадочные машины позволяют эффективно извлекать золото и другие благородные металлы крупностью более 0,1 мм. Высокое извлечение частиц в подрешетный продукт обеспечивается за счет оптимального пульсационного режима. Показана возможность извлечения тонкодисперсных частиц золота и платины до 80 % о бщего их количества в исходном.Новые отсадочные машины «Труд» [58] отличаются от аналогов значительными усовершенствованиями отсадочного отделения и механизмов разгрузки концентрата, что обеспечивает получение более качественного концентрата, высокую эффективность обогащения. Эти машины выпускаются пяти типоразмеров, обеспечивая производительность от 1 до 100 т/ч.

Помимо усовершенствования отсадочных машин, проблема улавливания тонкого золота может решаться посредством внедрения относительно новых аппаратов – центробежных сепараторов. Так, исследованиями, проведёнными непосредственно на ЗИФ рудника Коммунаровский, показано, что концентратор Нельсона работает гораздо эффективней установленного на фабрике обогатительного оборудования - отсадочной машины и концентрационных столов (отсадочная машина извлекает 30 % золота в концентрат, содержащий 30 г/т металла; для концентратора эти показатели – 60 % и 200 г/т соответственно. Из хвостов отсадки концентратор доизвлекает более 20 % металла в концентрат, содержащий 54 г/т золота)

Внедряются экологически безопасные технологии доводки флото- и гравиоконцентратов.

В зарубежной практике извлечение металла из гравио- и флото-

330