Комплексное оборудование для переработки золота: технологии обогащения и схемы производственных линий
Комплексное оборудование для переработки золоторудных месторождений: технологии обогащения и схемы производственных линий
При строительстве золотообогатительной фабрики первая реакция многих инвесторов заключается в том, чтобы «сначала купить оборудование». Однако решающим фактором, определяющим прибыльность фабрики, никогда не являются технические характеристики отдельного агрегата, а то, насколько гармонично сочетаются три компонента: «руда — технологический процесс — оборудование». Даже при использовании одного и того же флотатора коэффициент извлечения на кварцевых жилах и карлиновых рудах может различаться на 20 процентных пунктов;и даже при использовании одного и того же центробежного обогатителя, если степень измельчения не соответствует требованиям, крупнозернистое золото все равно попадает в хвосты. Ценность комплекта оборудования для переработки золоторудных месторождений заключается не в том, насколько длинный список оборудования, а в том, насколько каждая единица оборудования подобрана с учетом характеристик вашей руды и технологической схемы.
В данной статье систематически рассмотрены технологии обогащения и схемы производственных линий для комплектов оборудования по переработке золоторудных месторождений — от классификации типов руд, технологических схем и комплектации оборудования для всего технологического процесса до границ поставки и сроков реализации проекта — с целью предоставления инвесторам в золотодобывающую отрасль практического руководства по комплектации.
I. Сначала определяем технологию, затем подбираем оборудование: логика построения производственных линий для трех типов золоторудных месторождений
Схема производственной линии по обогащению золота в первую очередь зависит от типа руды. Различные виды руды имеют разные условия залегания, их технологическая логика полностью различается, поэтому конфигурация оборудования, естественно, не может быть универсальной.
1. Песчаные золотоносные руды: полный цикл, включающий промывку и гравитационную сепарацию, без необходимости измельчения.
В песчаных золотоносных рудах золото находится в виде отдельных свободных частиц, залегающих в рыхлых отложениях, таких как песок, гравий и глина, и не требует дробления и измельчения. Логика технологического процесса следующая: промывка и классификация на барабанном грохоте/промывочной машине → грубая селекция на желобах → обогащение на центрифуге → тонкая селекция на трясовом столе → плавка обогащенного золота.Хвост, оставшийся на сито, отвозится, а рудная пуста, прошедшая через сито, поступает в систему гравитационной сепарации; система рециркуляции воды позволяет рекуперировать большую часть технологической воды. Мобильные установки подходят для разрозненных месторождений и краткосрочной добычи, а стационарные — для централизованных источников руды и крупномасштабных работ.
2. Рудные золотоносные месторождения: дробление и измельчение являются обязательным предварительным этапом; комбинация методов гравитационной, флотационной и цианидной обогащения зависит от характеристик руды.
В рудных золотых месторождениях золото заключено в горной породе или сульфидах, поэтому сначала необходимо провести дробление и измельчение для отделения золота в мономерном виде, а затем приступить к процессу обогащения.В золоторудниках с кварцевыми жилами крупнозернистое и мелкозернистое золото сосуществуют; рекомендуется комбинированная обработка с использованием гравитационной сепарации и флотации: в контуре измельчения устанавливается центробежный сепаратор для предварительного извлечения крупнозернистого золота, флотация используется для извлечения золотосодержащих сульфидов, а концентрат направляется на плавку или цианирование.В золоторудных месторождениях типа «метаморфизованных пород» преобладает мелкозернистое и микрозернистое золото при высоком содержании глинистых минералов; основной метод — флотация, дополненная гравитационной сепарацией для извлечения крупнозернистого золота; требуется целенаправленная оптимизация степени измельчения и этапа обесглинивания. Для сульфидных руд, содержащих золото, основным методом является флотация.
3. Труднообрабатываемые золотые руды: ключевую роль играет предварительная обработка, а основным направлением — комбинированные технологии.
Труднообрабатываемые золотоносные руды, содержащие мышьяк, углерод или пронизанные микро- и ультрамелкозернистыми фракциями, обычно демонстрируют коэффициент цианирования всего 20–50 %. Руды, содержащие мышьяк, требуют предварительной обработки после получения мышьяково-золотого концентрата методом флотации, а затем цианирования;углесодержащие руды требуют подавления углеродистых веществ или предварительной обработки для устранения эффекта «похищения» золота; мелкозернистое инкрустированное золото типа Калин требует тонкого измельчения — флотационного обогащения сульфидов → предварительной обработки для раскрытия инкрустаций → цианидного извлечения. В схемах технологических линий для руд этого типа конфигурация оборудования и режим применения реагентов на этапе предварительной обработки зачастую имеют большее значение, чем на этапе сортировки.
Если кратко: для песчаных золотоносных руд используются промывка и гравитационная сепарация, для горных золотоносных руд — дробление, измельчение и комбинированная сепарация, а для труднообрабатываемых руд — предварительная обработка в сочетании с комбинированными технологиями. Если технологическая схема не определена, перечень оборудования останется лишь воздушным замком.
II. Комплектация оборудования для всего технологического процесса: от грубого дробления до сухого сброса хвостов
Полная линия по обогащению золота обычно включает следующие технологические участки. Конкретная конфигурация зависит от типа руды и технологической схемы.
Участок дробления и просеивания:
Челюстная дробилка отвечает за грубое дробление, принимая крупные куски сырой руды; она отличается высокой прочностью на сжатие, простой конструкцией и износостойкостью; конусная дробилка отвечает за среднее и мелкое дробление, обеспечивая высокую эффективность при переработке твердых пород и равномерность фракции продукта; круглые и линейные вибрационные грохоты используются для классификации материала.Участок дробления следует принципу «больше дробления — меньше измельчения» — на этапе дробления выполняется большая часть работы, а на этапе измельчения снижается потребление электроэнергии, что является первым этапом контроля энергопотребления на обогатительной фабрике.
Участок измельчения и классификации:
Шаровая мельница является основным оборудованием для измельчения.На золоторудных месторождениях обычно применяется двухступенчатое измельчение: первая ступень — решетчатая шаровая мельница, вторая — переливная шаровая мельница. Решетчатая мельница обеспечивает принудительный вынос продукта, имеет большую производительность и предотвращает переизмельчение, поэтому подходит для грубого измельчения или первой ступени; переливная мельница работает за счет самотечного перелива, обеспечивает более мелкую степень измельчения и подходит для тонкого измельчения или второй ступени.Вторая ступень образует замкнутый цикл со спиральным классификатором или гидроциклоном: мелкий порошок, соответствующий требованиям, отправляется дальше, а крупный песок возвращается для повторного измельчения. Штанговые мельницы подходят для предотвращения избыточного измельчения хрупких минералов, а валковые мельницы — для небольших месторождений и ручной или полумеханизированной добычи золота.
Гравитационная обогатительная стадия:
Центробежные обогатительные машины (например, центрифуги Нильсена) на основе принципа центробежной силы усиливают гравитационное обогащение и используются в цепи измельчения для извлечения крупнозернистого свободного золота; они являются ключевым оборудованием для «раннего и высокого извлечения»;колебательные столы (6-S/многоярусные подвесные колебательные столы) используются для тонкозернистой гравитационной селекции; желоба (спиральные желоба, желоба с подталкиванием/для улавливания прилипшего золота) — для грубой селекции и обогащения; шлюховые машины — для сортировки крупнозернистой руды.Гравитационная обогатительная обработка, как правило, не составляет самостоятельного полного технологического процесса для рудных золотоносных месторождений, а встраивается в контур измельчения или сочетается с флотацией/цианированием.
Флотационная часть:
Предлагается полный спектр моделей типов SF (самовсасывающие, подходящие для грубой и промывочной стадий), XCF/KYF (аэрированные, предпочтительные для крупных прямоточных лотков), BF и JJF, которые можно комбинировать в агрегаты для грубой, промывочной и тонкой сепарации.Флотация позволяет обрабатывать низкосортные руды с мелкозернистым вкраплением золота, отличается высокой адаптивностью и является одной из наиболее широко применяемых технологий при переработке рудных золотоносных месторождений в Китае. Степень измельчения определяет степень разъединения, а схема использования реагентов — селективность.
Этап выщелачивания и адсорбции (CIL/CIP):
выщелачивающие ванны (с перемешиванием и аэрацией), система адсорбции на активированном угле, сепарационные грохоты для отделения угля, содержащего золото (угольные грохоты/пневматические подъемники), углеотделители, электролизное оборудование для десорбции (при комнатной температуре и нормальном давлении подходит для обычной переработки, при высокой температуре и высоком давлении — для крупных рудников или руд, поддающихся с трудом десорбции), печи для плавки золота.CIL сочетает выщелачивание и адсорбцию, отличается компактностью технологического процесса; CIP предусматривает сначала выщелачивание, а затем адсорбцию, что обеспечивает более точный контроль; выбор метода зависит от скорости выщелачивания руды и масштабов переработки.
Секция вытеснения цинковым порошком (если применимо):
оборудование для осветления и фильтрации, вакуумная деоксидационная колонна, устройство для добавления цинкового порошка, колона/ванна вытеснения, фильтр-пресс для золотосодержащего шлама; подходит для извлечения золота из драгоценных растворов, полученных при кучевом выщелачивании, и из драгоценных растворов, прошедших противоточную промывку по методу CCD.Драгоценный раствор необходимо осветлить до содержания взвешенных веществ <10 ppm, а после деоксидации — до содержания растворенного кислорода <1 мг/л; степень вытеснения обычно составляет >99 %.
Участок сгущения и обезвоживания:
Уплотнитель используется для первичного осаждения и обезвоживания концентрата и хвостов; фильтр-пресс преобразует сгущенную рудную суспензию в фильтрационный кек с низким содержанием влаги и является ключевым оборудованием для сухого сброса хвостов; обезвоживающий грохот используется для конечного обезвоживания.
Подача руды и вспомогательное оборудование:
Вибрационные питатели, лотковые/качающие питатели, ленточные конвейеры, смесительные чаны, шламовые насосы, насосы для подъема угля, насосы для чистой воды.
Оборудование для промывки и сортировки руды (необходимо для песчаных золотоносных руд и руд с высоким содержанием глины):
цилиндрические промывочные машины, спиральные промывочные машины, барабанные грохоты (в том числе мобильные) — для удаления грязи и предотвращения засорения последующего оборудования.
III. Основной принцип комплектации оборудования: подбор под конкретный рудный материал, а не под имеющиеся на складе запасы
Самая распространённая ошибка при поставке комплектного оборудования — это «сборка линии из разрозненных частей»: покупка дробилки у завода А, флотатора у завода В, выщелачивающего чана у завода С, а затем насильственное объединение их в одну линию.Оборудование разных производителей часто несовместимо по интерфейсам, производительности и энергопотреблению. Когда система не работает в соответствии с требованиями, производители оборудования и подрядчики перекладывают ответственность друг на друга, а инвестору приходится выступать в роли «судьи».
Подход GoldProcessingPlant заключается в «подборе оборудования в соответствии с особенностями руды»: является ли руда кварцево-жиловой или калинской, содержит ли она золото в трещинах или в включениях, какова степень измельчения, как подбирать флотационные реагенты, на каком этапе цикла измельчения разместить гравитационную сепарацию — каждое решение по выбору оборудования основано на характеристиках руды.Дробилки, шаровые мельницы, центробежные сепараторы, флотационные аппараты и выщелачивающие ванны CIL производятся собственными силами; инженеры-механики четко понимают объемы рудной суспензии на входе и требования к сортировке на выходе, благодаря чему не возникает конфликтов между интерфейсами и не наблюдается несоответствия производственной мощности.
Что касается конкретных деталей выбора оборудования, стоит подробнее остановиться на двух наиболее часто задаваемых вопросах:
Какую модель шаровой мельницы выбрать: решетчатую или переливную?
Это зависит от технологических требований. Решетчатая мельница обеспечивает принудительную разгрузку, имеет большую производительность, подходит для грубого измельчения или первой ступени измельчения и не подвержена переизмельчению; переливная мельница использует самотечный перелив, обеспечивает более мелкую степень измельчения и подходит для тонкого измельчения или второй ступени измельчения. Выбор должен основываться на степени разъединения золотосодержащей руды.
Как выбрать тип флотатора?
Если в технологическом процессе требуется самовсасывание рудной суспензии (например, на начальных этапах грубого и промывного отбора), обычно устанавливаются флотаторы типов SF или BF; для крупных установок с прямоточными камерами более подходят типы XCF/KYF или JJF. Выбор должен осуществляться с учетом требований к производительности и объему нагнетаемого воздуха.
Кроме того, для особых условий эксплуатации требуется индивидуальная модернизация материалов: при работе с абразивной рудой с высоким содержанием кремния детали, контактирующие с потоком, заменяются на детали из высокохромистого сплава или износостойкой резины; в условиях кислотного выщелачивания проводится модернизация с использованием коррозионно-стойкой нержавеющей стали или антикоррозионного покрытия;для условий эксплуатации в условиях сильного холода, на больших высотах над уровнем моря или при нестабильном электроснабжении в Африке необходимо выполнить нестандартную модификацию материалов оборудования, мощности двигателей и конструкции; схема электроснабжения учитывается на этапе выбора модели.
IV. Границы поставки: что именно включает в себя EPC «под ключ»
Многие инвесторы полагают, что привлечение EPC-подрядчика означает: «Я плачу, а вы берёте на себя всё». На самом деле проект по обогащению руды включает в себя множество этапов, таких как строительные работы, поставка оборудования, монтаж и пуско-наладка, и из-за нечётких границ очень легко возникают ситуации, когда «работы останавливаются из-за нехватки рабочей силы» или «стороны перекладывают ответственность друг на друга и требуют дополнительной оплаты».
Основной принцип услуг EPC компании GoldProcessingPlant заключается в следующем: за то, за что мы несем ответственность, мы отвечаем до конца; о том, что требует сотрудничества со стороны заказчика, мы заблаговременно информируем.
GoldProcessingPlant отвечает за:
технологическое проектирование и разработку технического решения (анализ характеристик руды, определение технологического процесса, схема использования реагентов, проектная документация с выбором оборудования и предварительной сметой);проектирование и чертежи (план площадки, схема размещения оборудования, чертежи строительных условий и технические инструкции); изготовление основного оборудования и поставка сопутствующего оборудования (изготовление основного оборудования в соответствии с чертежами, координация поставок вспомогательного оборудования, такого как насосы, трубопроводы и системы электрического управления);техническое руководство монтажом на объекте (направление инженеров для контроля установки оборудования, подключения трубопроводов и монтажа электрооборудования и приборов); комплексные наладка и обучение персонала (руководство наладкой отдельных агрегатов и комплексными испытаниями с водой/сырьем, оптимизация параметров до достижения установленных показателей и производственной мощности); послепродажное обслуживание и поставка запасных частей.
Заказчик отвечает за:
выполнение строительных работ (самостоятельная организация работ в соответствии с предоставленным нами планом строительных условий; полные рабочие чертежи строительных конструкций должны быть подготовлены местным проектирующим бюро, имеющим соответствующую квалификацию);организация местных монтажников (наши инженеры на месте дают инструкции по монтажу, а заказчик отвечает за привлечение персонала для выполнения работ); обеспечение на объекте «трех подключений и одного выравнивания» (подключения к дороге, коммуникациям и площадке), а также воды, электричества и материалов, необходимых для подъемных работ и наладки; оформление необходимых местных разрешительных документов (разрешения в области охраны окружающей среды, безопасности, строительства и т. д.).
Такое распределение обязанностей обусловлено практической необходимостью: если мы направим большое количество китайских рабочих для проведения работ за рубежом или в другом регионе, то расходы на авиабилеты, визы, проживание и питание, а также высокая дневная заработная плата приведут к значительному удорожанию проекта;если же заказчик нанимает на месте обычных монтажников, а мы предоставляем инженеров-техников для руководства работой, это позволяет сэкономить не менее половины затрат на рабочую силу, а местные рабочие более гибко подстраиваются под график строительных работ на объекте.Технические риски по-прежнему берет на себя наша компания — рабочих нанимает заказчик, но то, как именно будет производиться монтаж и в соответствии с какими стандартами, решают наши инженеры на месте, а за конечный результат установки оборудования и технологического процесса отвечает GoldProcessingPlant. Если заказчик действительно не может найти строительную бригаду на месте, можно договориться о варианте «под ключ», что будет отдельно оговорено в контракте.
V. Срок реализации проекта: от 8 до 15 месяцев, начиная с подготовительного этапа
От начала технологического проектирования до окончательного ввода в эксплуатацию общий цикл реализации типичного проекта по добыче золота обычно составляет от 8 до 15 месяцев.Ключевые этапы: разработка технологического проекта и подготовка предложения по выбору оборудования — 7–15 дней → разработка инженерных чертежей — 20–30 дней → изготовление оборудования — 60–120 дней → логистика — 30–60 дней → монтаж и пуско-наладка — 60–150 дней.Разумное чередование этапов позволяет сократить общий срок реализации проекта; для зарубежных проектов необходимо дополнительно предусмотреть резерв времени на таможенное оформление (около 30 дней) и гибкий переходный период (около 30 дней).
Многие проекты испытывают серьезные задержки не из-за невозможности изготовить оборудование, а из-за нерешительности на начальном этапе или отсутствия рационального переплетения этапов. Три рекомендации по планированию графика: как можно раньше предоставить репрезентативные образцы руды для начала технологического проектирования — «быстро» следует начинать с самого начала;как только в технологическом проекте будут определены ключевые параметры (степень измельчения, количество этапов флотации, время выщелачивания), чертежи нестандартного оборудования можно будет передать на завод для изготовления, что позволит «соединить» этапы проектирования и производства; в период изготовления и отгрузки оборудования заказчик может, опираясь на чертежи условий строительства, одновременно проводить работы по «трем подключениям и одному выравниванию» и строительству фундамента цеха, при этом строительные работы должны начинаться раньше.При реализации зарубежных проектов необходимо предусмотреть достаточный логистический запас времени; ни в коем случае не следует планировать ввод в эксплуатацию с «бесшовным переходом».
6. Гибкое поэтапное обслуживание: отсутствие обязательной комплектации
Поставка комплекта оборудования не означает обязательного пакета услуг.GoldProcessingPlant поддерживает гибкое поэтапное обслуживание: можно заказать только испытания по обогащению руды и проверку технологического процесса, только проектирование технологического процесса и расчет стоимости выбора оборудования, только инженерные чертежи, только отдельное оборудование или комплект оборудования, только вызов инженера для наладки на месте, а также комбинации «испытания + проектирование», «оборудование + руководство по монтажу» и «проектирование + оборудование + наладка».Расходы на испытания по обогащению руды и проектирование, оплаченные на ранних этапах, могут быть полностью зачтены в счет стоимости оборудования при последующем заключении контракта на поставку оборудования или EPC-контракта. Отдельные единицы оборудования (флотаторы, центробежные обогатители, дробилки, шаровые мельницы, ванны для выщелачивания CIL и т. д.) также поставляются отдельно, без обязательного комплекта.
За списком оборудования стоит технологическая логика. Технология обогащения и схема производственной линии для комплексного оборудования по переработке золотосодержащих руд по сути представляют собой процесс преобразования характеристик руды в технологическую схему, а затем преобразования технологической схемы в конфигурацию оборудования.Промывка песчаного золота, дробление и измельчение рудного золота с последующей комбинированной сепарацией, предварительная обработка труднообрабатываемых руд с последующим цианированием — за перечнем оборудования каждой производственной линии стоит своя технологическая логика, разработанная специально для данной руды. Сначала понять руду, затем подобрать оборудование, а в конце сопровождать вас до получения золота — вот какую ценность должен предоставлять поставщик комплектного оборудования.