Как разработать технологический процесс обогащения сульфидных золоторудных месторождений с преобладанием флотации? Полный анализ технологической схемы, режима использования реагентов и конфигурации оборудования

Сульфидные золотоносные руды являются наиболее распространенным типом горных золотоносных руд. Золото содержится в сульфидных минералах, таких как пирит, арсенит и хальковин, и тесно связано с сульфидами — логика обогащения таких руд совершенно ясна: золото следует за сульфидами, и если выделить сульфиды с помощью флотации, то золото будет обогащено.Поэтому флотация является основным методом, и не случайно, что в Китае около 80 % рудных золотоносных месторождений используют флотацию для извлечения золота.

Однако «преимущественно флотация» не означает, что «достаточно установить одну флотационную машину и дело сделано». Технологическая схема флотации сульфидных золоторудных месторождений предполагает согласованность четырёх аспектов: степени измельчения руды, режима использования реагентов, количества флотационных секций и направления отправки концентрата. В данной статье подробно рассмотрены вопросы настройки данной технологической схемы.

I. Сначала необходимо определить: подходит ли ваше сульфидное золоторудное месторождение для флотации в качестве основного метода

Предпосылкой для применения флотации в качестве основного метода является наличие четкой ассоциации между золотом и сульфидами, а также способность самих сульфидов всплывать. Конкретно это определяется тремя факторами:

Во-первых, тип минералов, содержащих золото.

Золото, содержащееся в пирите, арсенисте или халькине, является типичным объектом для флотации.Золото всплывает вместе с минералами-носителями, а концентрат отправляется на плавку или цианирование. Если золото преимущественно находится в свободной форме, пустая порода проста и не содержит мешающих элементов, то более прямым способом будет непосредственное цианирование всей руды — в этом случае флотация не является обязательным вариантом.

Во-вторых, размер частиц золота в руде.

В рудах с мелкозернистым вкраплением золота и в рудах, где золото тесно связано с сульфидами, флотация позволяет обогатить золото в сульфидном концентрате, что позволяет избежать ситуации, когда при цианировании цельной руды большое количество пустой породы занимает выщелачивающие чаны и расходует реагенты. В случае слишком крупного вкрапления свободного золота следует рассмотреть возможность его предварительного извлечения путем повторного обогащения в контуре измельчения.

В-третьих, наличие мешающих элементов.

В рудах, содержащих мышьяк, необходимо подавлять выделение арсенита или проводить отдельную флотацию мышьяково-золотого концентрата; в углесодержащих рудах — подавлять эффект «похищения золота» углеродистыми веществами; в многометаллических рудах следует решать, что предпочтительнее: приоритетная флотация или смешанная флотация. Все это напрямую определяет схему использования реагентов и структуру технологического процесса.

Есть только одно основание для принятия решения: провести испытания открытого/замкнутого цикла флотации на репрезентативных образцах руды и опираться на данные по коэффициенту извлечения и содержанию в концентрате. Отказ от проведения испытаний и прямое копирование схемы использования реагентов соседнего рудника является частой причиной низкой эффективности флотации.

II. Степень измельчения: первая переменная флотации

Степень измельчения определяет степень индивидуального разъединения золосодержащих минералов и является основной переменной, влияющей на коэффициент извлечения при флотации.

Недостаточная степень измельчения

сульфиды, содержащие золото, и пустая порода не разделяются, цельные частицы плохо поддаются флотации, в результате чего золото уходит в хвосты;

Слишком мелкий помол

сульфиды переизмельчаются до состояния шлама, что приводит к снижению селективности флотации, увеличению расхода реагентов и, как следствие, невозможности обеспечить требуемое содержание золота в концентрате.

Степень измельчения золотосодержащих сульфидов следует определять на основе совместных результатов испытаний по измельчению и флотации; обычно в качестве балансовой точки принимается полное разъединение золотосодержащих сульфидов без образования значительного количества вторичных шламов.Для руд с крупнозернистым вкраплением можно применять поэтапное измельчение и поэтапную обогатительную обработку — после грубого измельчения сначала проводится флотация с отбором хвостов, а затем грубый концентрат подвергается повторному измельчению и обогащению, что позволяет уменьшить переизмельчение.

Для измельчения и классификации используется замкнутый цикл из шаровой мельницы и спирального классификатора или гидроциклона: мелкий порошок, соответствующий требованиям, направляется на флотацию, а грубый песок возвращается на повторное измельчение. Следуя принципу «больше дробления, меньше измельчения», на этапе дробления выполняется большая часть работы, а на этапе измельчения снижается потребление электроэнергии.

III. Режим использования реагентов: ключевой фактор эффективности флотации

Режим применения реагентов определяет селективность флотации и является ключевым фактором при подборе технологического процесса флотации сульфидных золотосодержащих руд. Реагенты подразделяются на четыре категории:

1. Регуляторы pH.

Обычно используют известь или карбонат натрия для регулирования pH пульпы с целью влияния на электростатические свойства поверхности минералов и взаимодействие реагентов. Известь также подавляет пирит и стабилизирует пену; её дозировка должна определяться экспериментально — избыток может подавлять сами сульфиды, содержащие золото.

2. Активаторы/ингибиторы.

Активаторы (например, сульфат меди) используются для активации подавленных сульфидов; ингибиторы — для подавления пустотных минералов, арсенита или углеродистых включений.В случае руд, содержащих мышьяк, необходимо подавлять токсический песок или проводить отдельную флотацию мышьяково-золотого концентрата; в случае углесодержащих руд необходимо подавлять эффект похищения золота углеродистыми веществами. Выбор и дозировка ингибиторов напрямую определяют содержание золота в концентрате.

3. Сборщики.

Для золота, содержащегося в сульфидных рудах, предпочтительны сборщики типа «желтого лекарства» (этиловый, бутиловый, изопентиловый «желтый лекарство») или сульфоазотные сборщики, обладающие высокой способностью к сбору золота из сульфидных руд.Если с помощью одного сборщика трудно одновременно обеспечить высокий коэффициент извлечения и селективность, используется комбинация основного и вспомогательного сборщиков: сборщики типа «желтого лекарства» обеспечивают коэффициент извлечения, а небольшое количество эфиров или нейтральных масел повышает способность улавливания мелкозернистого золота и спаянных частиц. Пропорции комбинации должны быть определены путем проведения флотационных испытаний.

4. Пенообразователи.

Сосновое масло, MIBC и другие вещества влияют на структуру и стабильность пены. Если пена слишком хрупкая, концентрат легко отпадает; если слишком вязкая — в неё попадает пустая порода, что приводит к снижению содержания золота.

Точки и последовательность добавления реагентов также имеют решающее значение: сначала добавляют регуляторы pH, а после их полного воздействия — сборатели и пенообразователи; распределение реагентов на этапах грубого, промывочного и чистого обогащения должно быть градиентным: на промывочном этапе добавляют дополнительные сборатели для обеспечения извлечения, а на этапе чистого обогащения — уменьшают дозу или вовсе не добавляют реагенты для сохранения содержания.Режим применения реагентов необходимо оптимизировать с помощью испытаний по открытому/замкнутому циклу флотации, нельзя использовать шаблонные решения.

IV. Структура технологического процесса: как скомпоновать этапы грубого, промывочного и тонкого обогащения

Структура технологического процесса флотации сульфидных золотосодержащих руд обычно варьируется от один этап грубого отбора, два этапа тонкого отбора, два этапа промывки до один этап грубого отбора, три этапа тонкого отбора, три этапа промывки; конкретное количество этапов определяется в зависимости от флотабельности руды и требований к содержанию золота:

Грубое обогащение: обеспечение коэффициента извлечения, максимальное выплывание сульфидов, содержащих золото;
Промывка: извлечение сращенных частиц и мелкозернистого золота из хвостов грубого отбора; количество промывок определяет содержание в хвостах;
Тонкая сепарация: повышает содержание в концентрате; чрезмерное количество этапов снижает коэффициент извлечения, а недостаточное — не позволяет достичь требуемого содержания;
Возврат промежуточного продукта: место возврата промежуточного продукта (хвостов тонкой фракции, концентрата промывки) должно быть выбрано рационально, чтобы избежать циркуляции и накопления в технологическом процессе конкреций с плохой плавучестью, что приводит к нестабильности процесса.

В случае многометаллических ассоциаций необходимо выбрать приоритетную флотацию (сначала флотация меди, затем серы и т. д.) или смешанную флотацию (совместная флотация меди и серы с последующим разделением концентратов), в зависимости от содержания минералов, различий в их флотационных свойствах и требований к переработке; выбор следует определять на основе сравнительных испытаний.

Согласование параметров флотационного оборудования: объем подачи воздуха в флотатор, скорость вращения рабочего колеса и глубина чана влияют на суспензию руды и состояние пены.Что касается выбора типа оборудования, самовсасывающие флотационные аппараты типа SF подходят для грубого и промывочного этапов (не требуют дополнительного оборудования для всасывания суспензии), аппараты с нагнетанием воздуха типов XCF/KYF — для крупномасштабных конфигураций с прямоточными ваннами, а типы BF и JJF подбираются в соответствии с требованиями к производительности и объему нагнетаемого воздуха. Их можно комбинировать в установки для грубого, промывочного и тонкого обогащения.

V. Куда направлять флотационный концентрат: на плавку или на цианирование

Флотация является лишь средством обогащения, а направление отправки концентрата определяет целостность всей линии:

Вариант 1: отправка концентрата на плавку.

Золотой концентрат напрямую продается плавильным заводам; этот процесс является самым коротким и наименее затратным, подходит для проектов с высоким содержанием золота в концентрате и хорошими условиями транспортировки. Требуется установка сгустителя и фильтр-пресса для обезвоживания, чтобы фильтрационный осадок концентрата соответствовал требованиям транспортировки.

Вариант 2: цианирование концентрата.

Концентрат после повторного измельчения подвергается цианистому выщелачиванию (CIL/CIP) для извлечения золота.Подходит для проектов, где концентрат содержит мышьяк или углерод и требует предварительной обработки, либо когда требуется получение золота соответствующего качества на месте. По сравнению с цианированием цельного руды, при цианировании концентрата объем переработки значительно сокращается, размеры выщелачивательных ванн и оборудования для десорбции и электролиза меньше, а инвестиции ниже; это распространенная комбинированная схема «флотация + цианирование» для сульфидных золотых руд.

Схема 3: Цианирование после предварительной обработки концентрата.

Труднообрабатываемый концентрат, содержащий мышьяк и углерод, сначала подвергается обработке с использованием запатентованных реагентов, обжигу, окислению под давлением или биологическому окислению для разрушения комплексов, а затем цианированию. Именно здесь наиболее полно проявляется ценность флотации — она позволяет сократить объём сырой руды, требующей предварительной обработки, до небольшого количества концентрата, что значительно снижает инвестиции в предварительную обработку и затраты на переработку.

Если в руде сосуществуют крупнозернистое свободное золото и мелкозернистые золотосодержащие сульфиды, в контур измельчения можно включить центробежный сепаратор для досрочного извлечения крупнозернистого золота, сформировав комбинированный технологический процесс «гравитационная сепарация + флотация (+цианирование)». Это позволяет «раньше и в большем объеме» извлекать крупнозернистое золото, предотвращая его потери в результате чрезмерного измельчения.

VI. Перечень оборудования в комплекте

Полная производственная линия, основанная на флотации сульфидных золотоносных руд (на примере переработки 200–500 тонн в сутки):

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 ступень — переливная) → спиральный классификатор/гидроциклон в замкнутом цикле.

Участок приготовления шлама и добавления реагентов:

регулировка суспензии в смесительном баке → система приготовления и добавления реагентов (точечное добавление регуляторов pH, активаторов, ингибиторов, сборщиков и пенообразователей).

Флотационная установка:

Флотационные агрегаты (грубое, промывочное и чистое обогащение; количество ступеней определяется по результатам испытаний) → Насос возврата среднего продукта → Бака для концентрата.

Участок обезвоживания концентрата:

уплотнитель → пластинчато-рамный фильтр-пресс (фильтрационный жмых из концентрата продается или поступает на участок цианохимической переработки).

Участок переработки хвостов:

Уплотнитель хвостов → фильтр-пресс (сухой сброс хвостов) → система возврата воды.

Три ключевых критерия при подборе 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 установок. Если проектирование технологического процесса и изготовление оборудования не согласованы, возникает проблема «несоответствия параметров чертежей и характеристик оборудования».

Во-вторых, индивидуальная адаптация с учетом характеристик руды. Для руды с высоким содержанием кремния и высокой абразивностью необходимо модернизировать футеровку дробилок, шаровых мельниц и проточных элементов флотационных аппаратов, заменив их на высокохромистый сплав или износостойкую резину; в технологическом процессе переработки руд, содержащих мышьяк и углерод, необходимо предусмотреть разъемы для предварительной обработки; для зарубежных проектов следует предусмотреть дизель-генераторные установки и устройства плавного пуска для снижения пускового токового удара.

В-третьих, поставка комплектного оборудования предпочтительнее, чем сборка из отдельных компонентов. Если флотационные аппараты, перемешивающие ванны, системы добавления реагентов и сгустители поставляются разными производителями, несовпадение соединительных разъемов и параметров негативно сказывается на стабильности флотации. Поставка комплектного оборудования гарантирует согласованность работы системы, а в случае возникновения проблем ответственность несет один субъект.

VII. Порядок диагностики при неудовлетворительных показателях флотации

При низкой эффективности флотации на месте следует проводить диагностику в следующем порядке:

Проверьте руду: изменились ли свойства руды (степень окисления, степень размола, тип сульфидов); возьмите пробы руды для повторной проверки;
Проверьте измельчение: соответствует ли степень измельчения установленным нормам, нормальна ли эффективность классификации, не происходит ли чрезмерного измельчения и размола;
Проверить реагенты: соответствуют ли тип и дозировка сборщиков, являются ли точки и последовательность добавления реагентов рациональными, стабилен ли уровень pH;
Проверить технологический процесс: количество флотационных участков, возврат промежуточного продукта, необходимость обесглинивания;
Наконец, проверьте оборудование: объем аэрации, скорость вращения, состояние ванн.

Целенаправленная модернизация экономичнее, чем слепая замена оборудования — во многих случаях «низкой эффективности флотации» проблема заключается в степени измельчения и режиме использования реагентов, а замена флотационных машин не решает коренную проблему.

VIII. Справочная информация по инвестициям и сроки реализации проекта

Предварительная смета инвестиций: состав оборудования флотационной линии отличается от линий CIP/CIL, поэтому стоимость необходимо рассчитывать отдельно в соответствии с технологической схемой. В качестве ориентира можно использовать стоимость комплекта основного оборудования для линий CIP/CIL (в тыс. долларов США, без учета строительных работ, монтажа, логистики и вспомогательных материалов):при суточной производительности 100 тонн — около 350–500 тыс., 200 тонн — около 450–750 тыс., 300 тонн — около 600–900 тыс., 500 тонн — около 900–1 350 тыс.Инвестиции в комбинированную линию «флотация + цианирование концентрата» находятся в диапазоне между инвестициями в линию чистого флотационного обогащения и линию цианирования сырой руды; конкретные цифры зависят от предложения по проекту.

Срок реализации проекта: обычно 8–15 месяцев — технологическое проектирование и разработка технического предложения 7–15 дней → инженерное проектирование 20–30 дней → изготовление оборудования 60–120 дней → логистика 30–60 дней → монтаж и пуско-наладка 60–150 дней.Для труднообрабатываемых руд, содержащих мышьяк и углерод, необходимо добавить этапы испытаний и предварительной обработки, что соответственно удлиняет срок реализации проекта.

IX. Флотация в качестве основного метода, в сочетании с «комплексом из реагентов, технологического процесса и оборудования»

При переработке сульфидных золотосодержащих руд в качестве основного метода используется флотация, и это правильный подход, однако эффективность флотации зависит от согласованности трёх факторов: степень измельчения, обеспечивающая разъединение минералов; режим применения реагентов, обеспечивающий селективность; структура технологического процесса, обеспечивающая коэффициент извлечения и содержание в концентрате. Если любой из этих факторов не соответствует требованиям, даже самая совершенная флотационная машина не сможет обеспечить требуемые показатели.

Правильная последовательность действий: отбор репрезентативных проб руды → проведение испытаний флотации в открытом/замкнутом цикле для оптимизации режима регентов и количества технологических этапов → подбор комплекта флотационного оборудования в соответствии с параметрами испытаний → определение направления дальнейшей переработки концентрата (плавка или цианирование) → выезд инженера на место для наладки и оптимизации параметров.

Если у вас есть сульфидные золотые руды, извлечение при флотации или содержание в концентрате не соответствуют ожиданиям, либо вы планируете построить производственную линию, в которой флотация будет играть ведущую роль, обращайтесь в GoldProcessingPlant для анализа проб руды и проведения флотационных испытаний, чтобы найти пути улучшения результатов как в режегентной схеме, так и в структуре технологического процесса.

меню

shop/products.hot_products