В плане применения современного обогатительного оборудования добыча золота из россыпных месторождений в настоящее время является наиболее консервативной. В то время, как при добыче других твердых полезных ископаемых применяют оборудование, способное извлекать ценные минералы до крупности 0,05 мм, обогащение золотосодержащих россыпей до сих пор производят, за очень редким исключением, на прямоточных шлюзах глубокого и мелкого наполнения. Извлечение золота крупностью менее 0,5 мм на шлюзовых промприборах составляет 20-30%, а содержание золота в концентрате крупностью менее 0,2 мм составляет не более 2% (В.Н.Шохин, А.Г.Лопатин «Гравитационные методы обогащения».- М.: «Недра»,1993 г.).
По данным «Методических рекомендаций по применению Классификации запасов твердых полезных ископаемых к россыпным месторождениям» (М., МПР РФ ГКЗ, 2000 г.), промышленное значение определяется исходя из содержания золота фракции +0,25 мм, относительно полно извлекаемое гравитационными аппаратами. Следовательно, мелкое и тонкое золото не учитывается, как не имеющее промышленного значения, хотя его доля на некоторых месторождениях значительна и доходит до 50% и более.
Традиционные способы изучения и обогащения проб геологических объектов не позволяют достоверно оценить их ресурсный потенциал и показать перспективы расширения минерально-сырьевой базы. Применение разных способов гравитационного обогащения проб позволяет по-разному судить о содержании полезного компонента. Хотя геологическая мысль постоянно совершенствует методологию поисков месторождений золота, адаптируя ее к новым типам месторождений и все усложняющимся условиям поиска, обработку золотосодержащих проб производят, как и много лет назад, при помощи лотка. Это приводит к неизбежным потерям мелкого и тонкого золота. На стадиях изучения геологических объектов с помощью лотка за счет недоизвлечения мелких фракций занижаются запасы россыпного золота. Лоток, бутара, а также отдувка при окончательной доводке концентрата пробы не в состоянии обеспечить удовлетворительное извлечение тонкого и мелкого золота. При лотковом опробовании металл мельче 0,1 мм практически не улавливается, а в классе минус 0,25+0,1 мм извлечение составляет не более 50%.
На этапе отработки месторождения технологические схемы переработки россыпей ориентированы на извлечение металла крупностью +0,25мм. Потери по отчетам находятся в допустимых проектной документацией плановых пределах, а в реальности значительно их превышают, т.к. в расчет принимается только учтенное, зафиксированное геологами крупное и среднее золото. Мелкое и тонкое золото как не учитывается, так и не извлекается. Плановые потери устанавливают, исходя из зафиксированного золота. Применяется соответствующее промывочное оборудование, не улавливающее мелкое золото. Золото фактически есть, а по документам его нет. Органы Ростехнадзора не могут рекомендовать эффективное обогатительное оборудование, а недропользователи, ссылаясь на это, не внедряют современные технологии и, как следствие, — потери золота огромные, месторождения отрабатываются неэффективно.
Решение проблемы извлечения мелкого и тонкого золота необходимо начинать со стадии геологоразведочных работ. Современная оценка ресурсов должна базироваться на новых методических приемах обработки проб и использовании нового более эффективного оборудования. Извлечение мелкого и тонкого золота на стадии обработки геологических проб автоматически решит ключевые вопросы и позволит:
- увеличить МСБ россыпного золота. Исключить миф о неперспективности золотосодержащих россыпей;
- привлечь инвестиции в россыпную золотодобычу; снять социальную напряженность в районах, где золотодобыча является единственным видом деятельности;
- начать внедрение современного обогатительного оборудования, что приведет к увеличению добычи на отрабатываемых месторождениях. Появится возможность запустить в повторную отработку огромное количество техногенных месторождений и пр.
Одним из путей решения вопроса извлечения мелких ценных минералов является применение винтовых сепараторов и шлюзов. Они являются эффективными гравитационными аппаратами, которые широко применяют как в зарубежной практике, так и в нашей стране. Винтовой аппарат представляет собой наклонный гладкий желоб, выполненный в виде спирали с вертикальной осью, и работает по принципу разделения материала в безнапорном потоке малой глубины. Пульпа, загружаемая в верхнюю часть желоба, под действием силы тяжести стекает вниз в виде тонкого, разной глубины по сечению желоба потока. В процессе движения происходит перераспределение материала по ширине желоба: тяжелые минералы сосредотачиваются и движутся по внутренней части желоба, а легкие — у внешнего борта желоба. Разгрузка продуктов обогащения производится в конце желоба. Винтовые аппараты подразделяются на винтовые сепараторы и винтовые шлюзы, которые отличаются профилем желоба и используются для обогащения различного по крупности материала. На винтовых сепараторах обогащают материал крупностью от 0,07 до 2 мм, на шлюзах — от 0,03 до 0,5 мм.
Отличительными особенностями винтовых аппаратов являются: простота конструкции, отсутствие движущихся и вращающихся частей, они не требуют для работы дополнительной электроэнергии. По этой причине, а также по технологическим возможностям, использование винтовых аппаратов в настоящее время весьма актуально и перспективно.
Начиная с 60-х годов прошлого столетия, огромная работа по обоснованию использования винтовых шлюзов при геологоразведочных работах проведена сотрудниками Пермского госуниверситета (Луневым Б.С., Осовецким Б.М., Уткиным Р.Е, Наумовым В.А.)
В процессе исследований установлено, что в большинстве случаев выделенное золото с использованием винтового шлюза по массе в полтора — три раза больше золота, выявленного с помощью лотков, за счет мелких классов крупности. Исследования по изучению процессов концентрации тяжелых минералов на малогабаритном винтовом шлюзе конструкции В.Д. Иванова показали, что этот аппарат надежно обеспечивает высокую степень извлечения ценных минералов размером от 0,2 до 0,03 мм. Применение малогабаритного винтового шлюза при поисках месторождений, содержащих золото, цирконий-титановые минералы, алмазы и другие минералы, представленные частицами размером менее 0,2 мм, позволит решать задачи, выполнение которых не обеспечивает использование метода отмывки шлихов с помощью лотков, бутар и другой аппаратуры.
Опыт применения винтовых аппаратов при обогащении различного минерального сырья показывает корреляцию результатов, полученных на лабораторных и промышленных винтовых аппаратах. Винтовые аппараты успешно применялись в прошлом столетии при добыче золота из россыпей. На нескольких драгах были установлены первые отечественные винтовые сепараторы, которые изготавливали из покрышек самолета Ли-2.
Вот как об опыте применения винтовых сепараторов написано в книге К.В.Соломина («Обогащение песков россыпных месторождений полезных ископаемых».-М.: 1961). «В последнее время на драгах стали применять винтовые сепараторы диаметром 1200 мм. Нижний продукт грохочения поступает на поперечные шлюзы, хвосты которых обогащаются на основных винтовых сепараторах. Применение винтовых сепараторов на драгах взамен отсадочных машин повышает извлечение золота на 5-10%, позволяет ликвидировать простои драги из-за поломок обогатительного узла, снижает расход напорной воды на 35-40%, стоимость обработки 1 м3 песков на 25-60% и, в итоге, повышает производительность драги на 50-60% к проектной. Применение винтовых сепараторов на драгах взамен отсадочных машин позволяет повысить абсолютный намыв ценных минералов за сутки, месяц, сезон, т.к. отсадочные машины, имея значительные простои из-за механических неполадок, приводят к простоям обогатительного отделения и снижают намыв ценного материала. Крен и дифферент драги на работу винтовых сепараторов не оказывает влияния, их обслуживание и регулировка просты».
В настоящее время в ООО НПФ «Спирит» налажен выпуск винтовых аппаратов различных модификаций: от лабораторных с диаметром спирали 250 мм до промышленных с диаметром спирали 1000 мм, которые широко применяются при обогащении разнообразного минерального сырья (алмазов, рудного и россыпного золота, железной, хромитовой руды, стекольных песков, редких металлов и др.).