Оценка перспектив извлечения золота из продуктов обогащения руд Оленегорского ГОКа

Проведенные на Оленегорском ГОКе в 1989–92 гг. Тульским филиалом ЦНИГРИ геолого-технологические исследования исходных руд и продуктов их обогащения показали техническую возможность быстрой организации здесь попутной золотодобычи при обогащении железных руд.

Комбинат по добыче и обогащению железных руд в г. Оленегорске Мурманской области был введен в эксплуатацию в 1954 г. Комбинат производит железорудный концентрат, щебень, диатомит. Он является основным поставщиком концентрата для Череповецкого металлургического завода. В 2012 г. добыча сырой железной руды составила 15,5 млн т (массовая доля Fe — 26,16 %), производство концентрата — 4,8 млн т (массовая доля Fe — 65,77 %).

Обогащение руды осуществляется по двум схемам. Для более богатой гематитом Оленегорской руды и части Кировогорской руды схема обогащения включает двухстадийное измельчение и магнитную сепарацию с гравитацией (1–7 секции фабрики). Богатая магнетитом руда идет по схеме обогащения, включающей двухстадийное измельчение, магнитную сепарацию в три стадии с промежуточной дешламацией (8–12 секции фабрики). Оборудование — стержневые и шаровые мельницы, барабанные магнитные сепараторы, отсадочные машины.

Проведенные на Оленегорском ГОКе в 1989–92 гг. Тульским филиалом ЦНИГРИ геолого-технологические исследования исходных руд и продуктов их обогащения показали техническую возможность быстрой организации здесь попутной золотодобычи при обогащении железных руд. По данным исследований свободное самородное тонкое и мелкое золото (крупностью 0,05–1,0 мм) в основной массе накапливается в концентратах отсадки (1–7 секции). Предлагалось организовать золотодобычу из гематитового концентрата отсадочных машин, содержание золота в котором составляет 0,3 г/т, с производством 90 кг золота в год. Была предложена схема обогащения гематитового концентрата с применением концентрационных столов с последующей амальгамацией концентрата и флотацией промпродукта. Извлечение золота по этой схеме — 66,75 %.

Отмечалось, что ассоциация золота с гематитовым концентратом отсадки определяется только технологическим процессом, существующим на комбинате. Часть золота находится в мелких фракциях отвальных хвостов мокрой магнитной сепарации. Подчеркивалась необходимость продолжить технологические исследования продуктов обогащения магнитной сепарацией в секциях 8–12 фабрики, не оснащенных гравитационной стадией обогащения.

О масштабах сброса золота в хвостохранилище и его содержании в лежалых хвостах можно судить по данным ограниченного числа скважин, пройденных в пределах аварийной части хвостохранилища. Здесь выделяется линза промышленной золотоносности площадью 0,5 × 1,0 км с содержанием золота 0,283 г/т и ресурсами 390,4 кг, что соответствует средней по запасам природной россыпи.

Сотрудниками лаборатории «ОЛКОМ» (Оленегорского комбината) в 2000 г. была отобрана и передана нам для изучения проба гематитового концентрата отсадочных машин весом 115 кг. Для выполнения лабораторных исследований в Москве пробу разделили на 5 частных проб и дубликат.

Три пробы (ОЛ-1, ОЛ-3 и ОЛ-4) были использованы для выбора оптимальной технологии обогащения гематитового концентрата. По результатам обработки этих проб был сделан вывод, что наилучших параметров обогащения гематитового концентрата можно достичь применением электромагнитной сепарации.

Для уточнения параметров магнитной сепарации проба ОЛ-2 весом 17,04 кг была обработана на лабораторном электромагнитном сепараторе 138Т. Перед сепарацией материал отсеивали на сите 1,6 мм, из пробы ручным магнитом оттягивали сильномагнитную составляющую. Выход фракции +1,6 мм составил 40 г или 0,24 %, вес сильномагнитной фракции ― 738 г или 4,33 % (табл. 1). Далее пробу  пропускали на сепараторе при токе 1 Ампер и напряженности магнитного поля 2000 Эрстед, при этих же параметрах производили однократную перечистку немагнитной фракции. Выход электромагнитной фракции составил 15817 г или 92,80 %, немагнитной фракции — 444,6 г или 2,61 %.

Таблица 1.  Результаты электромагнитной сепарации проб

Перед выполнением минералогического анализа немагнитную составляющую пробы расситовывали на 5 фракций, 4 из которых размером минус 1,6+0,063 мм раздельно промывали до черного шлиха, фракцию минус 0,063 мм отдували. Под бинокуляром из немагнитной фракции извлечено 0,12 мг свободного золота. Во фракции минус 0,16+0,063 мм выделено 7 знаков золота, во фракции минус 0,063 мм ― 20 знаков золота. Золотины представлены изометричными псевдокристаллами и удлиненными дендритоподобными минеральными агрегатами. На относительно крупных золотинах спорадически наблюдается кайма с пробностью до 990 единиц. Основная пробность этой разновидности — 890–920. Золото неокатанное интерстициальное ярко-желтое в количестве 2-х знаков со скульптурными ямками от ассоциировавших с ним минералов имеет пробность 820.

Проба ОЛ-5 была обработана аналогично пробе ОЛ-2 на лабораторном электромагнитном сепараторе 138Т (см. табл. 1). Основную электромагнитную сепарацию проводили при силе тока 1 Ампер и напряженности магнитного поля 2000 Эрстед, перечистную — при силе тока 2,5 Ампер и напряженности магнитного поля 5000 Эрстед. Был выполнен химический анализ продуктов электромагнитной сепарации, его результаты приведены в табл. 2. Также был выполнен минералогический анализ магнитной, электромагнитной и немагнитной фракций пробы, его результаты приведены в табл. 3.

Таблица 2. Распределение золота в продуктах электромагнитной сепарации пробы ОЛ-5 по результатам химического анализа

Таблица 3.  Результаты минералогического анализа пробы ОЛ-5

При сопоставлении данных химического и минералогического анализов видно, что значительная часть золота находится в связанном виде в минералах электромагнитной фракции гематитового концентрата. Если по данным химического анализа содержание золота в электромагнитной фракции составляет 58 мг/т, то при минералогическом анализе свободного золота в этой фракции не отмечалось. В немагнитной фракции химический анализ дает содержание 1090 мг/т; примерно такое же содержание получено по минералогическому анализу, при котором учитывалось только свободное золото. В пересчете на весь объем исходной пробы мы получаем содержание ~15 мг/т, которое аналогично содержанию золота в пробе ОЛ-1. Для выявления минералов — концентраторов золота и возможности его извлечения необходимо проведение дополнительных исследований.

Свободное золото в пробе ОЛ-5 преобладает в классе крупности минус 0,1 мм, его единичные знаки имеют размер от 0,1 до 0,25 мм. Пробность золота колеблется от 800 до 980, в среднем составляет 920. Цвет его желтый, изредка золотины покрыты пленкой гидрооксидов железа, блеск матовый. Зерна имеют изометричную форму, встречаются неполнокристаллические морфологические разновидности золотин, реже уплощенные и лепешковидные.

По результатам обработки проб предлагается при первичном обогащении гематитового концентрата использовать электромагнитную сепарацию. Ее применение позволит повысить содержание Fе в конечном продукте комбината, одновременно значительно понизив в нем содержание S и SiO2. Дальнейшее обогащение немагнитного продукта возможно с применением гравитационных методов (на концентрационных столах или центробежных сепараторах). При производительности комбината по гематитовому концентрату 40 тонн в час выход немагнитного материала составит не более 0,5 тонны в час.

Лабораторные исследования по применению электромагнитной сепарации на обогащенном гематитовом концентрате проводились и в Тульском филиале ЦНИГРИ в 1991 г. В опытах удалось выделить магнитную фракцию в количестве свыше 99 % и получить извлечение металла в золотосодержащий концентрат около 75 %. Опыты проводили на концентрате с содержанием 125 г/т Аu, что позволяет предположить увеличение извлечения металла при обогащении первичного концентрата со значительно меньшими содержаниями Аu. Извлечение золота в концентрат на концентрационных столах составило 66 % (исследователи неоднократно отмечали недостатки схемы с применением концентрационных столов на первой стадии обогащения). В частности, отмечалось резкое снижение степени извлечения золота с увеличением нагрузки по питанию.

По полученным нами низким содержаниям золота в пробах нельзя судить об истинных содержаниях золота в гематитовом концентрате. Для этого необходимо проведение систематического опробования на протяжении длительного интервала времени. Ранее такие исследования проводились Тульским филиалом ЦНИГРИ, по их данным содержание золота изменялось от 0 до 6,1 г/т при среднем содержании 0,3 г/т. При таком содержании и производительности по гематитовому концентрату 40 т/час годовое производство составит 90 кг золота.

Ниже приведена предварительная схема первичного обогащения гематитового концентрата.

Основное оборудование, необходимое для реализации схемы:

- грохот с размером отверстий сита 2 мм производительностью 50 тонн в час;

- магнитный сепаратор производительностью 50 тонн в час;

- 2 электромагнитных сепаратора производительностью 50 и 3 тонны в час;

- один концентрационный стол производительностью 1 тонна в час.

Исходя из предполагаемой добычи золота 60 кг в год, срок окупаемости вложений составит менее 1 года. При этом не учитывается улучшение качества концентрата, производимого комбинатом.