Перспективы использования центробежного дробильно-измельчительного оборудования при обогащении золотосодержащих руд

Башлыкова Т.В., Пахомова Г.А., Макавецкас А.Р., Шульга Т.А. (Научно-внедренческое предприятие "Центр экспертных систем технологическо-го аудита", Московский институт стали и сплавов)

Эффективность извлечения ценных компонентов из руд напрямую зависит от их раскрытия в процессе рудоподготовки. Ученые и производственники многие годы активно работают не только в направлении повышения селективности раскрытия, но и снижения крупности куска, получаемого в цикле дробления. Это связано, прежде всего, с тем, что дробление является самым энергоемким процессом. Снизив крупность дробленого продукта, мы тем самым значительно улучшаем экономические показатели всего производства концентратов из конкретной руды.

В практике переработки минерального сырья рудоподготовительным процессам придается особо важное значение. Дробление и измельчение отвечают за раскрытие минеральных зерен, то есть за их высвобождение перед технологическим переделом. В идеальном случае раскрытие должно быть осуществлено путем разрушения руды вдоль границ между ценными минералами и породой. В этом случае достигается цель любого процесса раскрытия - получение высокой доли мономинеральных частиц, которые в последующем цикле обогащения наиболее эффективно разделяются.

В используемых горно-перерабатывающей промышленностью дробилках и мельницах куски рудной массы разрушаются раздавливанием, истиранием и ударом. Раздавливание и истирание наиболее энергетически затратны, т.к. этим процессам горные породы оказывают наибольшее сопротивление.

При раздавливании и истирании частицы благородных металлов (мягкие и ковкие) деформируются в большей степени. Они раскатываются в тонкие непрочные пластинки, в которые вдавливаются частицы других минералов (рис. 1, 2 (а, б)). Все это приводит к нарушению селекции при последующем обогащении и увеличению потерь благородных металлов в хвостах.

Если в рудоподготовительном цикле используются стержневые мельницы, то в процессе измельчения руд может теряться до 20% высокопробного золота, которое "развальцовывается" по поверхности мелющих тел. Дробилки центробежно-ударного типа, загружая куски крупностью 60-80 мм и выдавая дробленый материал крупностью менее 5 мм, заменяют собой традиционные дробилки мелкого дробления и стержневые мельницы. Тем самым достигается не только резкое снижение затрат на электроэнергию, но и исключается источник значительных потерь драгоценного металла, а также заражение руды железом из-за так называемого "намола" (удельный расход стали за счет износа мелющих тел в мельницах - 1-3 кг/т измельчаемой руды). Одновременно повышается степень раскрытия частиц золота и минералов-носителей золота.

Самородное золото, присутствуя в большинстве руд в виде сростков с сульфидами, чаще всего обнаруживается на их периферии, то есть образует открытые срастания. Доля закрытых включений золота обычно невелика. В качестве примеров можно привести такие известные месторождения, как Сухой Лог, где золото находится на границах с пиритом и кварцем; золото-сурьмяное месторождение Сентачан, где золото находится на границе с антимонитом и кварцем; месторождение Сосновое, где золото находится на границе с пиритом и др. объекты (рис. 3-4).

Получаемая в результате центробежно-ударного дробления крупность рудного материала эффективна для дешевого гравитационного процесса - отсадки, в результате которой можно извлечь высвободившееся золото и его сростки с другими минералами в концентрат. Стадиальное доизмельчение продуктов отсадки (при необходимости) с последующей гравитацией позволяет наиболее полно извлечь металл.

Авторы провели исследования на золото-кварцевых и золото-сульфидно-кварцевых рудах, показавших, что применение аппаратов центробежно-ударного типа позволяет увеличить долю раскрытого золота в измельченном материале от 5 до 25% отн. по сравнению с традиционными щековыми дробилками и мельницами.

Для определения характера корреляции между размерами частиц в руде и достигаемой степенью их раскрытия посредством сравнительного анализа характеристики распределения получаемых в процессе рудоподготовки частиц по крупности и геометрическими параметрами минералов и минеральных комплексов, слагающих рудное вещество, авторы используют систему анализа изображений "Видео-Мастер". Это позволяет управлять процессом раскрытия. Неэффективно выполненные операции рудоподготовки могут значительно увеличить расходы на последующее обогащение.

Таким образом, центробежно-ударное дробление (измельчение) позволяет повысить степень извлечения рудного золота от 5 до 25% при одновременном снижении капитальных и эксплуатационных затрат.

Рис.1. Плоская золотина, состоящая из удлиненных субиндивидов, выведенных в одну плоскость в результате деформации мелющим телом. Черное - микропустоты, подчеркивающие первоначально трехмерное каркасное строение золота. Снято в излучении вторичных электронов.

Рис.2а. Кристаллы самородного золота из исходной недробленой руды (сторона масштабной сетки 1 мм)

Рис.2б. Уплощенная частица самородного золота (белое) с большим количеством осколков кварца (темно-серое), вдавленными в металл при измельчении в шаровой мельнице. Снято в излучении отраженных электронов.

Рис.3. Самородное золото в срастании с кварцем в антимоните (Sb2S3)

А	Б
В	Г

Рис.4. Собственная морфология самородного золота (белое), сохранившаяся в сростках с пиритом (серый).
А-В проволоковидные кристаллы,
Г – интерстициальная форма.
Снято в излучении отраженных электронов