Плохие результаты флотации на золотых рудах скалистого типа? Ключ к успеху — правильный выбор собирателей и оптимизация технологического процесса
Плохие результаты флотации на золотых рудах скарнового типа? Ключ к решению — правильный выбор собирателей и оптимизация технологического процесса
Золоторудные скеарные месторождения представляют собой особый тип скальных золоторудных месторождений. Они часто сопутствуют медно-, железо-, свинцово-цинковым и другим полиметаллическим рудам, характеризуются сложным минеральным составом и плотным вкраплением минералов, в результате чего при флотации часто возникает «тройная проблема»: низкий коэффициент извлечения, невозможность снизить содержание в концентрате и высокий расход реагентов.Многие обогатительные фабрики несколько раз меняли реагенты и регулировали скорость вращения флотационных машин, но результаты по-прежнему остаются неудовлетворительными — проблема зачастую заключается не в отдельном оборудовании, а в том, что выбор сборщиков и структура технологического процесса не адаптированы к минералогическим особенностям скеартовых руд.
В данной статье, начиная с описания характеристик руды скеарных золоторудных месторождений, подробно разъясняются причины низкой эффективности флотации, логика выбора сборателей и ключевые моменты оптимизации технологического процесса.
I. Прежде всего нужно понять: почему скелевые золотоносные руды так сложно флотировать
«Сложность» скелевых золотоносных руд обусловлена условиями их образования и минеральным составом:
1. Многометаллическая ассоциация, сложный минеральный состав.
Скальные золоторудные месторождения часто содержат сопутствующие минералы, такие как медь, железо, свинец, цинк и сера; золото может находиться в халькопирите, пирите, магнетитите, пирините или силикатных минералах скальных пород.Смешение множества минералов с близкими флотационными свойствами приводит к низкой селективности флотации, в результате чего в золотой концентрат попадает большое количество посторонних минералов, что естественным образом снижает его содержание.
2. Тесное вкрапление и недостаточная разъединяемость.
Золото тесно вкраплено в сульфиды и скеарные минералы (гранат, диозит, фушанзит и др.) и часто встречается в виде мелкозернистых включений или конкреций.При недостаточной степени измельчения золосодержащие минералы не расщепляются; при чрезмерно тонком измельчении сциаритные минералы сильно размолачиваются, что ухудшает условия флотации.
3. Помехи со стороны пустотных минералов скельных пород.
Скатовые минералы, такие как гранат, диозит, зениолит и др., обладают высокой твёрдостью и большой плотностью, при измельчении они легко превращаются в грязь; мелкая грязь покрывает поверхность целевых минералов, расходует реагенты, загрязняет пену и снижает селективность флотации.Это является одной из основных сложностей, отличающих флотацию золоторудных скелевых месторождений от флотации кварцевых жил.
4. Сложный состав сульфидов и значительные различия в их плавучести.
Пирит, магнетит и хальковин обладают различной плавучестью; магнетит, в частности, легко окисляется, что приводит к израсходованию реагентов и ухудшению стабильности флотации. Для их избирательного подавления или приоритетной флотации необходимо тщательно разработать схему применения реагентов.
Подводя итог: низкая эффективность флотации золота из скеарных руд в большинстве случаев обусловлена не «несовершенством оборудования», а «неправильным подбором реагентов и несогласованностью технологического процесса».
II. Выбор сборщиков: первый ключевой фактор флотации золоторуд скеарных пород
Сборщик определяет, сможет ли целевой минерал всплыть на поверхность благодаря гидрофобности, и является ключевой переменной, определяющей эффективность флотации. При выборе сборщиков для скравных золотоносных руд необходимо руководствоваться несколькими принципами:
1. Выбирать тип сборателя в зависимости от типа золосодержащих минералов.
- Золото в основном содержится в сульфидных минералах, таких как хальковин и пирит: следует отдавать предпочтение сборщикам типа желтого лекарства (этиловый, бутиловый, изопентиловый) или сульфазотиоатным сборщикам, которые обладают высокой способностью к сбору сульфидных минералов;
- при совместном содержании золотоносных халькина и пирита, когда требуется преимущественно извлечение меди и подавление сульфидов: можно использовать комбинацию селективного халькина с ингибитором или применять сульфоазотные эфиры для повышения селективности;
- Золото сосуществует с магнетитом: магнетит легко окисляется, имеет плохую всплываемость и создает сильные помехи, поэтому необходимо применять меры по активации или подавлению; при выборе сборатора следует учитывать его совместимость с магнетитом;
- Часть золота находится в свободном состоянии в пустотелых скельных породах: с помощью одного только сбора сульфидных руд невозможно добиться полного извлечения, поэтому необходимо оценить возможность предварительного извлечения крупнозернистого золота методом гравитационного обогащения.
2. Комбинированное применение сборателей более эффективно, чем использование одного вида.
Минеральный состав скеарных руд сложен, и с помощью одного сборщика трудно одновременно обеспечить высокий коэффициент извлечения и хорошую селективность.Обычно используется комбинация основного и вспомогательного сборщиков: в качестве основного сборщика применяют хлантол для обеспечения коэффициента извлечения, а в сочетании с небольшим количеством эфирных или нейтральных масляных вспомогательных сборщиков повышают способность сбора мелкозернистого золота и спаянных частиц. Пропорции смеси необходимо определять путем флотационных испытаний, их нельзя применять без изменений.
3. Пенообразователи и регуляторы pH должны подбираться комплексно.
Сборщики не действуют изолированно. Пенообразователи (масло соснового спирта, MIBC и т. д.) влияют на структуру и стабильность пены; регуляторы pH (известь, карбонат натрия) влияют на электростатические свойства поверхности минералов и действие реагентов; активаторы/ингибиторы определяют избирательность.В случае скеарных руд особое внимание следует уделять ингибиторам — подавление скеарных пустотных минералов и магнетита является ключом к повышению содержания в концентрате.
4. Режим применения реагентов следует определять на основе испытаний конкретной руды, а не по шаблону.
Даже в случае одних и тех же скеартовых золотоносных руд минеральный состав, размер частиц и степень окисления в разных месторождениях могут значительно различаться, поэтому вид, дозировка, точки добавления и последовательность добавления сборщиков должны быть оптимизированы посредством испытаний открытого и замкнутого циклов флотации. Слепое копирование схемы добавления реагентов соседнего рудника является одной из распространенных причин низкой эффективности флотации.
III. Оптимизация технологического процесса: только при правильной структуре флотация будет стабильной
Даже при правильном подборе сборателей нерациональная структура технологического процесса не позволит достичь требуемых показателей. При оптимизации технологического процесса флотации золота в скеарных рудах особое внимание следует уделить следующим аспектам:
1. Степень измельчения: поиск баланса между разъединением и превращением в грязь.
Степень измельчения является первым переменным фактором в флотации. При недостаточной степени измельчения золосодержащие минералы неразобщаются в полной мере, в результате чего слипленные частицы попадают в концентрат или уходят в хвосты; при чрезмерной степени измельчения путаные породы скеарных пород сильно превращаются в шлам, что приводит к покрытию мелким шламом, увеличению расхода реагентов и снижению селективности флотации.Степень измельчения скеарных руд необходимо определять экспериментально, находя точку равновесия; при необходимости следует применять поэтапное измельчение и поэтапную обогатительную обработку — грубое измельчение с предварительным отбором хвостов, повторное измельчение и повторная обогатительная обработка концентрата, что позволяет уменьшить переизмельчение.
2. Количество флотационных участков: структура грубого, промывного и тонкого обогащения проектируется с учётом флотабельности минералов.
Распространенные схемы варьируются от «один грубый, два обогатительных, два промывочных» до «один грубый, три обогатительных, три промывочных». При переработке сикаровых многометаллических руд следует обратить внимание на следующее:
- грубая сепарация должна обеспечивать коэффициент извлечения, а промывка — извлечение сращенных частиц и мелкозернистого золота;
- количество этапов тонкой сепарации определяет содержание в концентрате; чрезмерное количество этапов снижает коэффициент извлечения, а недостаточное — не позволяет повысить содержание;
- место возврата промежуточного концентрата должно быть выбрано рационально, чтобы избежать накопления в технологическом цикле агрегатов с плохой плавучестью;
3. Выбор между приоритетной и смешанной флотацией.
Для скеартовых золоторудных месторождений с многометаллическим ассоциатом можно оценить возможность применения приоритетной флотации (сначала флотация меди, затем серы и т. д.) или смешанной флотации (совместная флотация меди и серы с последующим разделением концентратов). Выбор зависит от содержания различных минералов, различий в их флотационных свойствах и требований к плавке; его необходимо определить путем сравнительных испытаний.
4. Этап обесглинивания: «панацея» для скеартовых руд.
Для решения проблемы сильной глинистости пустой породы в скельных рудах перед флотацией можно добавить операцию обесглинивания (классификация и обесглинивание с помощью гидроциклонов или флокуляционное обесглинивание), чтобы заранее отделить мелкий ил и уменьшить его негативное влияние на флотацию.Решение о необходимости обесшламовки и размер частиц, подлежащих обесшламовке, принимается с учётом содержания шлама в руде и результатов флотационных испытаний.
5. Обработка магнетита.
В скеартовых золоторудных месторождениях, содержащих магнетит, магнетит легко окисляется, требует большого количества реагентов и создает помехи при флотации. Можно рассмотреть возможность удаления части магнетита с помощью слабого магнитного сепаратора перед флотацией или усиления подавления магнетита во время флотации; конкретный вариант определяется экспериментально.
6. Подбор параметров флотационного оборудования.
Объем нагнетаемого воздуха в флотаторе, скорость вращения рабочего колеса и глубина чана влияют на суспензию руды и состояние пены. Поскольку минералы скеарных руд имеют высокую плотность и легко оседают, интенсивность перемешивания в флотаторе должна обеспечивать отсутствие осадка на дне чана; объем нагнетаемого воздуха должен соответствовать схеме использования реагентов и свойствам руды.Что касается выбора оборудования, самовсасывающие флотаторы типа SF подходят для начальной стадии грубого и промывочного отбора, а аэрируемые флотаторы типа XCF/KYF — для крупных установок с прямоточными ваннами; конкретный выбор зависит от производительности и требований к аэрации.
IV. Рекомендации по комплектации флотационного оборудования
Конфигурация оборудования для линии флотации золота из скеарных пород (на примере суточной производительности 200–500 тонн):
Участок дробления и измельчения:
Вибрационный питатель → щековая дробилка (грубое дробление) → конусная дробилка (среднее и мелкое дробление) → круговой вибрационный грохот → шаровая мельница(первая ступень — решетчатая, вторая — переливная) → спиральный классификатор/гидроциклон в замкнутом цикле. При чрезмерно высокой твердости скесной руды на этапе дробления следует выбирать износостойкое оборудование, а на этапе измельчения можно рассмотреть вариант поэтапного измельчения.
Участок регулирования консистенции и обесшламивания:
регулировка суспензии в смесительном резервуаре → обесшламливание в гидроциклонах (конфигурация по требованию) → система добавления реагентов (точечное добавление регуляторов pH, активаторов, ингибиторов, сборщиков и пенообразователей).
Флотационная секция:
Флотационные агрегаты (грубый отбор, промывка, чистый отбор), количество которых определяется по результатам испытаний; для полиметаллических руд можно использовать схему приоритетной или смешанной флотации; в комплекте предусмотрен насос для возврата среднего продукта.
Участок обезвоживания концентрата:
уплотнитель → пластинчато-рамный фильтр-пресс; фильтрационный жмых концентрата соответствует требованиям к транспортировке.
Участок переработки хвостов:
Уплотнитель хвостов → фильтр-пресс (сухой сброс хвостов) → система рециркуляции воды.
Ключевые факторы при определении конфигурации оборудования:
Во-первых, технологический процесс и оборудование должны контролироваться одной командой. Только после определения количества флотационных участков и режима использования реагентов можно определить технические характеристики флотационных машин и конфигурацию агрегатов. Разрыв между технологическим проектированием и производством оборудования является основной причиной несоответствия «чертежей и оборудования».
Во-вторых, подбор материалов с учётом характеристик руды. Скальные породы с высоким содержанием кремния отличаются высокой твёрдостью и сильной абразивностью, поэтому футеровка дробилок, шаровых мельниц и проточных элементов флотационных аппаратов должна быть изготовлена из высокохромистого сплава или износостойкой резины, что снижает износ быстроизнашиваемых деталей.
В-третьих, комплексное оборудование превосходит сборку из отдельных компонентов. Если флотационные машины, смесительные ванны, системы добавления реагентов и сгустители поставляются разными производителями, несовпадение соединений и параметров негативно сказывается на стабильности флотации. Поставка комплексного оборудования гарантирует согласованность работы всей системы.
V. Порядок диагностики при низкой эффективности флотации
Если показатели флотации на месте не соответствуют ожиданиям, рекомендуется проводить диагностику в следующем порядке:
- Сначала проверьте руду: изменились ли свойства руды (степень окисления, степень размягчения, тип сульфидов); возьмите пробы руды для повторной проверки;
- затем проверьте измельчение: соответствует ли степень измельчения установленным нормам, нормальна ли эффективность классификации, нет ли переизмельчения и превращения руды в шлам;
- проверить реагенты: соответствуют ли тип и дозировка сборщиков текущему составу руды, являются ли точки и последовательность добавления реагентов рациональными, стабилен ли уровень pH;
- Проверить технологический процесс: количество флотационных секций, возврат промежуточного продукта, правильность организации этапа обесглинивания;
- и, наконец, проверьте оборудование: нормальный ли объем нагнетания воздуха в флотационные аппараты, скорость вращения и состояние ванн.
Целенаправленная модернизация экономичнее, чем слепая замена оборудования. Во многих случаях «низкой эффективности флотации» проблема заключается в степени измельчения и режиме применения реагентов, а замена флотационных аппаратов не решает коренную проблему.
VI. Флотация золота из скеартовых руд: химикаты и технологический процесс должны быть «подбираться по симптомам»
Низкая эффективность флотации золота из скесно-гранитных руд не означает, что руда безнадежна, а лишь то, что не найден правильный подход.Основная логика заключается в следующем: сначала выяснить минеральный состав и характер распределения минералов → с помощью флотационных испытаний оптимизировать комбинацию сборателей и режим использования реагентов → в соответствии с характеристиками руды определить степень измельчения, количество флотационных секций и этапы обесглинивания → подобрать комплект согласованного флотационного оборудования → провести наладку на месте и оптимизировать параметры.
Выбор сборщиков — первый ключевой момент в флотации, но о реагентах нельзя говорить в отрыве от технологического процесса: при неправильной степени измельчения даже самые лучшие сборщики бесполезны; при нерациональной структуре процесса расход реагентов не удастся снизить.
Если у вас есть золоторудное месторождение скеарного типа, а коэффициент извлечения при флотации или содержание золота в концентрате не соответствуют ожиданиям, обращайтесь в GoldProcessingPlant для проведения анализа проб руды и флотационных испытаний, чтобы найти пути улучшения как в режиме использования реагентов, так и в структуре технологического процесса.