16762

Применение песковых флотомашин SkimAir при обогащении золотосеребряных руд месторождения

Научная статья

География, геология и геодезия

Применение песковых флотомашин SkimAir при обогащении золотосеребряных руд месторождения Дукат Аксенов Б.В. директор ДНТИ Бабук А.В. Галютин А.Ю. аспиранты СППГИ Золотодобыча №130 2009 ЗАО Полиметалл Инжиниринг В работе описывается применение флотомашин пе

Русский

2013-06-25

504 KB

6 чел.

Применение песковых флотомашин SkimAir при обогащении золотосеребряных руд месторождения «Дукат»

Аксенов Б.В. — директор ДНТИ, Бабук А.В., Галютин А.Ю. — аспиранты СППГИ

Золотодобыча, №130, 2009

ЗАО «Полиметалл Инжиниринг»

 

В работе описывается применение флотомашин песковой флотации SkimAir на Омсукчанской золотоизвлекательной фабрике (ОмЗИФ) ЗАО «Серебро Магадана», принадлежащего ОАО «Полиметалл».

В настоящее время две флотомашины установлены на существующей (первой) секции ОмЗИФ. Установка флотомашин позволила значительно повысить гибкость схемы при переработке разнотипных руд, сильно отличающихся по технологическим свойствам, и повысить извлечение благородных металлов на фабрике при одновременном росте переработки и степени концентрации в условиях ухудшения свойств сырья.

Месторождение «Дукат» [1] является одним из самых крупных золотосеребросодержащих месторождений в мире. Руды месторождения добывают открытым и подземным способами и перерабатывают на ОмЗИФ по флотационной технологии с получением коллективного сульфидного золотосеребросодержащего концентрата, из которого благородные металлы цианированием переводятся в раствор с последующей их цементацией на цинк. Руда месторождения представлена тремя морфологическими типами: кварц-полевошпатовые, кварц-родонитовые и кварц-сульфидные. В рамках основных типов на месторождении выделено более 30 зон и участков, руды которых могут весьма значительно отличаться по технологическим свойствам, причем, зачастую, это могут быть руды одной зоны по разным выемочным единицам. Проводимые на предприятии работы по технологическому картированию на малых технологических пробах и последующее шихтование руды перед подачей на фабрику, подбор реагентных режимов и поиск новых реагентов не всегда достигают цели [2], а на фоне ухудшения качества руды, по мере отработки месторождения — задача совершенствования технологии обогащения становится особенно актуальной.

Ухудшение качества добываемой и перерабатываемой руды обусловлено в первую очередь снижением содержаний благородных металлов и различиями форм серебра. Оно может находиться в металлической и оксидной форме, а также в виде сульфосолей. Широко распространена ассоциация серебросодержащих минералов (срастание или изоморфная примесь) с окисными формами марганцевых минералов, таких как родонит и родохрозит. Во многих случаях поверхность частиц серебросодержащих сульфидов и частиц самородных золота и серебра покрыта оксидными пленками, что также препятствует процессу сульфидной флотации. Встречается связь серебра в виде сульфидов и в самородной форме с нерудными минералами (кварц, гидрослюды, альбит, монтмориллонит и др.). Зачастую руды характеризуются повышенным содержанием первичных шламов и склонностью к ошламованию в ходе измельчения.

Указанные особенности руд диктуют необходимость особенно тщательного подбора условий обогащения. При одновременной переработке порядка 15–20 технологических разновидностей руды поставленная задача достаточно сложна. Для ее решения схема обогащения должна отличаться повышенной устойчивостью для компенсации изменчивости технологических свойств руды, что может быть обеспечено наличием стадиальности с применением разных методов и приемов обогащения, позволяющих эффективно извлекать все формы благородных металлов, отмеченные в рудах месторождения.

В течении 2002–2005 г.г. в дирекции по научно-технологическим исследованиям (ДНТИ) ЗАО «Полиметалл Инжиниринг», совместно с работниками ОмЗИФ (Качаев Г.Н., Брыксин М.Н., Коваль О.Е.) проводились работы, направленные на оптимизацию флотационного процесса на фабрике [2, 3]. Было установлено, что на данном этапе используемая технология практически себя исчерпала, а существующая реагентная база не позволяет создать реагентный режим, отвечающий поставленной задаче.

В результате, новым направлением исследований стал поиск схемы, включающей в себя гравитационную и флотационную составляющие в циклах измельчения. Такая схема позволит своевременно вывести из процесса самородки и готовый к обогащению по крупности материал, не подвергая его переизмельчению, а также избежать эффекта аккумуляции благородных металлов в циклах измельчения, в т. ч. наклепа на шары и футеровку. Эти явления хорошо описаны в литературе по золоту [4, 6 , 7] и серебру [8].

В мировой и отечественной практике при обогащении золотосодержащих руд традиционно широко применяют гравитационные методы обогащения с использованием отсадки, винтовой сепарации, концентрационных столов и центробежных концентраторов типа Falcon или Knelson. В современной практике предпочтение отдается центробежным концентраторам. Операция размещается в цикле измельчения и позволяет своевременно вывести самородки и крупные богатые сростки с высоким удельным весом [4, 5, 7].

При всех положительных качествах такого решения имеются определенные ограничения, а именно:

1. Применение гравитационных аппаратов, включая центробежные концентраторы типа Falcon или Knelson любых типов, требует подачи значительного количества ожижающей воды, что увеличивает обводненность схемы, усложняет аппаратурное оформление и увеличивает затраты;

2. Центробежные аппараты, как правило, весьма чувствительны к верхней крупности питания, что приводит к необходимости установки защитных грохотов. Помимо этого, в ряде случаев может потребоваться узкая классификация питания;

3. Использование аппаратов с периодической разгрузкой создает определенные сложности в организации процесса. Необходимо увеличение числа единиц оборудования (или установка аппаратов заведомо большей удельной производительности) для обеспечения работы узла в период смыва концентрата;

4. Аппараты с непрерывной разгрузкой зачастую не обеспечивают получение концентрата должного качества (из-за более высоких выходов), что приводит к необходимости организации перечисленных операций.

В последние годы в практике обогащения разных руд в циклах измельчения стали широко применять песковую (скоростную) флотацию. Это стало возможным благодаря созданию новых конструкций специальных флотомашин, которые обеспечивают следующее:

1. Возможность работы на весьма грубом материале (до ми-нус 0,5+0 мм);

2. Работу на пульпах высокой плотности (содержание твердого — до 50%);

3. Высокую производительность, благодаря высокой скорости протекания процесса.

Установка песковой флотации в измельчительном цикле дает дополнительные преимущества в сравнении с гравитацией, особенно в случаях близкой флотационной активности материала разной крупности, что очень важно при обогащении руд благородных металлов.

Применительно к специфике перерабатываемых на ОмЗИФ руд и особенностей технологического процесса, применение этих двух методов в циклах измельчения обеспечит:

1) Повышение устойчивости технологической схемы по отношению к изменению минеральных форм и ассоциаций благородных металлов;

2) Снижение потерь полезных компонентов со шламами в последующих переделах, вследствие своевременного вывода раскрытых сростков в концентрат из процесса;

3) Общее увеличение извлечения, в силу снижения нагрузки на дальнейшие обогатительные процессы и стабилизации их питания;

4) Исключение накопления благородных металлов в циклах измельчения.

Для подтверждения изложенного были проведены испытания на обогатимость циркулирующей нагрузки II стадии измельчения, с применением гравитационного обогащения на центробежном концентраторе и его сочетания с песковой и обычной флотацией. Испытания проводили на сливе мельницы второй стадии измельчения МШЦ 4000 х 5500. Анализ результатов, полученных в ходе проведенных исследований, выделил технологическую схему переработки дукатских руд, обладающую максимальной эффективностью: гравитационное обогащение в центробежном поле, песковую флотацию на хвостах гравитации и шламовую флотацию на хвостах песковой флотации.

При выборе оборудования для реализации выбранной по результатам исследований технологической схемы принимали во внимание собственный опыт эксплуатации центробежных концентраторов Falkon SB, успешно зарекомендовавших себя на ОмЗИФ, и мировой опыт использования флотомашин для песковой флотации, среди которых бесспорным лидером являются флотомашины компании «Outotec».

В модельном ряду компании присутствуют машины с объемом камер от 0,3 (SK-15) до 120 (SK-2400) м3. Учитывая значительную практику «Outotec» в области применения песковой флотации, а также примеры успешного внедрения, описанные, в частности для золотосодержащих руд в [9], было принято решение об установке двух флотационных машин SkimAir SK-500 в схеме Омсукчанской ЗИФ. Технические характеристики машин (по данным производителя) приведены в табл.1. Известно много примеров установки таких флотомашин на российских (месторождения «Барсучий Лог» и «Александринское») и зарубежных фабриках именно в циклах измельчения. Специальная конструкция камер и импеллеров позволяет эффективно извлекать флотоактивные минералы и сростки при грубом помоле руды и высоком содержании твердого в пульпе, избегая запесочивания материала.

Таблица 1. Технические характеристики флотомашин SkimAir SK-500

Объем камеры, м3

Импеллер

Мощность

двигателя, кВт

Воздух

на флотацию

Габаритные

размеры, мм

Вес, кг

Диаметр, мм

Частота вращения, мин-1

Установл.

Потребл.

Мин.

давление,  кПа

Расход, м3/мин

Высота

Диаметр

23

900

130

55

35–45

44

1–6

6270

4040

8900

 

Применение песковой флотации с использованием флотомашин SkimAir обладает следующими достоинствами:

1. Песковая флотация не требует дополнительного расхода воды (за исключением подаваемой на смыв концентрата).

2. Флотационные машины песковой флотации, в частности SkimAir, могут работать при содержании твердого в питании до 45% (по заявленным производителем данным, на практике — до 50%), что фактически находится на пределе возможностей используемого насосного оборудования. Таким образом, отпадает необходимость в дополнительном репульпировании материала, снижается обводненность схемы.

3. «Проскоки» крупных частиц не оказывают влияния на работу машин SkimAir.

4. Флотомашины песковой флотации работают в непрерывном режиме, при этом обеспечиваются стабильные технологические показатели при достаточном качестве концентрата и высоком извлечении полезных компонентов.

Машины SkimAir оборудованы двумя контурами автоматического управления, один из которых отвечает за поддержание заданного уровнем пульпы в камере, а второй — за расход воздуха. Управление реализовано на ПИД-регуляторах с возможностью точной настройки параметров регулирования. Опытом эксплуатации определено, что средства автоматизации и контрольно-измерительные приборы, комплектно поставляемые с флотомашинами, позволяют эффективно управлять процессом и оперативно реагировать на изменения свойств перерабатываемых руд и требования смежных технологических переделов.

В рамках проводимой в настоящее время реконструкции, в соответ-ствии с проектом и технологическим регламентом, разработанными в ЗАО «Полиметалл Инжиниринг», предусматривается увеличение производительности предприятия до 1500000 т/год при компоновке основного оборудования измельчения и обогащения в две независимые секции. Одной из них является существующая в настоящее время технологическая цепь аппаратов в составе мельницы ПСИ, двух шаровых мельниц, двух стадий классификации и флотации, с операциями гравитации и песковой флотации в циклах шарового измельчения [1, 2]. Вторая будет представлять собой схему, состоящую из мельниц ПСИ 7000х2300 и МШЦ 4000х5500 (по возможностям компоновки в существующем корпусе) и оборудования обогащения и классификации по аналогии с I секцией (рис.1, 2).

Рис.1. Технологическая схема 1 секции

Рис.2. Технологическая схема 2 секции

В настоящее время на первом этапе реконструкции реализована установка машин песковой флотации на сливе гидроциклонов I стадии шарового измельчения (рис. 3, 4), что позволяет своевременно выводить из процесса раскрытые сростки и не допускать их попадания во II стадию шарового измельчения. Временная технология, принятая на начальном этапе реконструкции фабрики, таким образом, представляет собой двухстадиальную флотационную схему обогащения с совмещением межцикловой флотации и первой стадии без центробежной концентрации.

Рис.3. Временная технологическая схема фабрики с установкой песковой флотации в качестве межцикловой операции

Рис.4. Временная схема цепи аппаратов отделения измельчения после установки флотомашин SkimAir

Технологические свойства перерабатываемых в настоящее время руд таковы, что извлечение благородных металлов достаточно высоко, даже при установке флотомашин песковой флотации не в цикле измельчения. Впоследствии, при отработке руд перспективных участков Дукатского рудного поля (Начальный, Перевальный и др.), более упорных к обогащению, будет реализовано проектное решение по построению технологической схемы.

В табл. 2 приведены сравнительные показатели работы ЗИФ до и после установки флотомашин SkimAir в межцикловой флотации (МЦФ).

Таблица 2. Сравнительные показатели работы ОмЗИФ до и после установки флотомашин SkimAir

Показатель

Единица измерения

Значение

Изменение

до

после

абсолютное

относительное, %

Производительность

т/ч

114,99

131,79

16,81

14,62

Содержание Au в руде

г/т

1,24

1,10

-0,14

-11,33

Содержание Ag в руде

г/т

563,56

447,49

-116,07

-20,60

Выход концентрата

%

2,70

2,21

-0,49

-18,06

Содержание Au в концентрате

г/т

38,41

43,13

4,72

12,29

Содержание Ag в концентрате

г/т

17951,76

17812,17

-139,59

-0,78

Извлечение Au в концентрат

%

83,81

85,94

2,13

2,54

Извлечение Ag в концентрат

%

86,96

87,99

1,03

1,19

Степень концентрации по Au

раз

31,07

39,34

8,27

26,63

Степень концентрации по Ag

раз

31,85

39,80

7,95

24,96

 

На приведенных графиках извлечения золота и серебра (рис. 5)

Рис. 5. Извлечение золота и серебра до и после установки флотомашин SkimAir (скользящее среднее по месяцам)

хорошо видно, что в период после ввода в работу машин SkimAir показатели по обоим металлам выросли, при этом на всем протяжении работы ОмЗИФ имело место постоянное снижение качества исходной руды (рис. 6, 7) при росте производительности фабрики.

Рис. 6. Содержание золота в исходной руде за периоды до и после установки флотомашин SkimAir (скользящее среднее по месяцам)

Рис. 7. Содержание серебра в исходной руде за периоды до и после установки флотомашин SkimAir (скользящее среднее по месяцам)

За период работы флотомашин SkimAir, по сравнению с предыдущим периодом, производительность фабрики возросла почти на 15%. Одновременно наблюдалось значительное ухудшение свойств сырья и снижение содержания полезных компонентов, составившее 11,3% по золоту и 20,6% по серебру. Несмотря на это, внедрение операции песковой флотации с использованием флотомашин SkimAir позволило повысить извлечение по золоту на 2%, а по серебру на 1%. При этом был на 0,5 абсолютных % (18,1 относительных %) снижен выход общего концентрата, что позволило сократить расходы по транспортировке концентратов на переработку. Качество концентрата по серебру осталось практически неизменным, а по золоту возросло на 12,3%. Относительное увеличение степени концентрации для золота и серебра составило 26,6 и 25% соответственно.

Выводы.

1. При переработке золотосеребряных руд песковая флотация может быть альтернативой центробежной сепарации, часто применяемой в современной практике обогащения для предварительного вывода раскрытых сростков минералов-носителей Au и Ag, а также для  устранения эффекта аккумуляции благородных металлов в циклах измельчения.

2. В качестве основного оборудования для песковой флотации хорошо зарекомендовали себя флотомашины SkimAir производства компании Outotec.

3. Даже при использовании в межцикловой операции, без установки в измельчительном цикле, флотомашины SkimAir позволили добиться повышения извлечения золота и серебра в условиях постоянного ухудшения качества сырья и роста переработки.

 

Литература
1. Константинов М.М., Нателенко В.Е., Калинин А.И., Стружков С.Ф., «Золото-серебряное месторождение Дукат», М. «Недра», 1998 г.
2. Бабук А.В., Галютин А Ю., Голиков В.В., Петров А.В., Качаев Г.Н. Оптимизация технологии обогащения золото-серебряных руд месторождения Дукат на Омсукчанской ЗИФ/Обогащение руд, №5/2007
3. Бабук А.В., Галютин А.Ю., Голиков В.В., Петров А.В., Качаев Г.Н. Реконструкция Омсукчанской ЗИФ с оптимизацией технологии обогащения и увеличением производительности до 1500000 т/г;
4.
Laplante A.R., Ten Do's and Don'ts of gold gravity recovery;
5. McAlister S., Sprake C., Gravity concentration of gold from cyclone feed in grinding circuits;
6. Banisi S., Laplante A. R., The behaviour of gold in Hemlo Mines Ltd. grinding circuit;
7. Grewal I, Effect of various variables gravity gold recovery in grinding circuits — results from mathematical modeling;
8. L.R.P. de Andrade Lima, Hodouin D., Analysis of the gold recovery profile through a cyanidation plant / International Journal of Mineral Processing, Volume 80, Issue 1, August 2006, Pages 15-26;
9. Lamberg P., Bernal L., Flash Flotation — from pilot size to full size installation at Esperanza.
Proceeding of Procemin 2008 V International Mineral Processing Seminar, 2008


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11047. Манипуляторы робототехнических систем 219.5 KB
  Манипуляторы робототехнических систем 6.1. Манипулятор. Кинематические пары цепи и схемы. Базовым элементом робота является манипулятор механизм обладающий несколькими степенями подвижности который предназначен для перемещения и ориентации объектов ...
11048. Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства 179.5 KB
  Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства. 7.1 Общие сведения о кинематике манипуляторов. В процессе изучения кинематических свойств многозвенных механизмов возникает необходимость описания движения их звеньев без уче...
11049. Мехатронные транспортные средства, устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты 513.5 KB
  Мехатронные транспортные средства устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты. 8.1 Мехатронные транспортные средства. Современная автомобильная МС включает как правило целый ряд подсистем выполн
11050. Информационные системы в мехатронике 96.5 KB
  Информационные системы в мехатронике 1. Место и роль информационных систем Информационная система ИС представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных вычислительных и других вспомогательных технических средств предназначенных для получ
11051. Первичные измерительные преобразователи 139.5 KB
  Первичные измерительные преобразователи Основные определения Измерительный преобразователь ИП средство измерения предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала измеряемой величины в выходной сигнал более удобный для дальнейшего преобра...
11052. Принципы передачи и преобразования информации 130 KB
  Принципы передачи и преобразования информации Во многих встречающихся на практике случаях функциональный блок мехатронного устройства являющийся потребителем информации удален от первичного источника информации например датчика на некоторое иногда довольно зна...
11053. Системы управления мехатронными объектами 123 KB
  Системы управления мехатронными объектами Мехатронные объекты являются ярким примером реализации сложных законов управления. Системы управления применимы в тех случаях когда объект процесс обладает управляемостью т.е. существует возможность изменения его некотор...
11054. Построение структуры системы управления, программная реализация регуляторов 136 KB
  Построение структуры системы управления программная реализация регуляторов Большинство систем процессорного компьютерного управления содержат в своем составе различные регуляторы выполненные программным образом либо реализованные аппаратно. В настоящее время н...
11055. Исполнительные устройства систем мехатроники 206.5 KB
  Исполнительные устройства систем мехатроники Общие сведения и классификация Исполнительными механизмами называются механизмы выполняющие непосредственно требуемую технологическую операцию путем воздействия на обрабатываемую среду или объект с целью изменения