Ресурсосберегающие технологии извлечения драгоценных металлов

Устинов И. Д., главный научный сотрудник НПК «Механобр-техника», д.х.н.

Наиболее дефицитным ресурсом при обогащении не только минерального сырья, содержащего золото, серебро и металлы платиновой группы, а вообще большинства всех типов руд, является пресная вода. Сегодня дефицит пресной воды испытывают более чем 40 стран мира, занимающие свыше 60% суши нашей планеты. Специалисты по глобальной экологии предполагают, что дефицит пресной воды в обозримом будущем может стать источником крупных межгосударственных конфликтов. 

Развитие безводных и маловодных технологий и оборудования для их реализации может идти по двум основным направлениям:

- создание сухих или минимально потребляющих процессов;

- создание водных обогатительных технологий, в рамках которых реализуется принцип полного технологического водооборота.

Разумеется, альтернативой создания безводных или маловодных технологий является использование водных технологий с максимально возможно глубокой очисткой сточных вод. Философия выбора направлений сбережения водных ресурсов заключается в нашей готовности развивать новые сложные технологии или расширять уровень глубокой очистки производственных стоков. Но в любом случае эти направления будут связаны с увеличением потребления другого типа ресурсов, а именно энергетических, которые на ближайшее столетие представляются более доступными с точки зрения их предоставления потребителям из сферы горной промышленности. 

Санкт-Петербургские инжиниринговые предприятия группы «Механобр» реализуют оба сценария развития обогатительной отрасли.

 

В рамках настоящей статьи мы остановимся на двух востребованных исследованиях и разработках НПК «Механобр-техника» в области безводных технологий обогащения минерального сырья, содержащего золото и серебро, или решениях, обеспечивающих реализацию полного технологического водооборота. Напомним, что корпорация «Механобр-техника» разрабатывает и поставляет на российский и мировой рынок свыше 100 типов лабораторного и промышленного оборудования для обогащения природного и техногенного минерального сырья. 

 

Пример реализации технологии обогащения золотосодержащих песков

в условиях полного дефицита воды с использованием

оборудования НПК «Механобр-техника» 

 

В одном из абсолютно безводных регионов на американском континенте, где несколько десятков лет назад проходила река, изменившая свое русло, остался природно-техногенный массив, представленный незначительными участками неразработанного россыпного месторождения золота и большими россыпными хвостами добычи. Содержание золота высокой пробности в этом массиве весьма неравномерное, колеблется в диапазоне от 1 до 10 грамм на тонну. Пустая порода представлена кварцем, темноцветными алюмосиликатами и окислами железа.

Была разработана и внедрена технология извлечения золота, включающая:

- тонкое сухое вибрационное грохочение по классу минус 2 мм, позволяющее вывести в надрешетный продукт около 70–75% отвальных хвостов;

- последовательную сухую магнитную и электромагнитную сепарацию подрешетного продукта, выводящую еще 20–25% хвостов;

- обогащение немагнитной фракции в тяжелой жидкости с ее регенерацией.

За исключением операции разделения в тяжелой жидкости, технология обогащения была реализована на оборудовании НПК «Механобр-техника»:

самобалансный грохот ГСЛ 12 (рис. 1);

сухой магнитный сепаратор типа ПБСЦ с индукцией 0,3 Тл;

электромагнитный сепаратор типа ЭВС (рис. 2) с индукцией 1,7 Тл;

- вибрационные питатели точного дозирования типа ПТ.

 

Рис. 1. Грохот самобалансный ГСЛ
Рис. 1. Грохот самобалансный ГСЛ

 

Рис. 2. Сепаратор электромагнитный валковый для сухого обогащения ЭВС
Рис. 2. Сепаратор электромагнитный валковый для сухого обогащения ЭВС

 

Извлечение золота в конечный продукт составило 45–70% в зависимости от качества исходного сырья. 

 

Пример реализации полного технологического водооборота 

 

Традиционная технология переработки цинковых концентратов, получаемых в результате флотационного обогащения полиметаллических сульфидных руд и, как правило, содержащих серебро, предусматривает окислительный обжиг цинкового концентрата, в результате которого основной минерал — сфалерит ZnS — превращается в сульфат цинка ZnSО4. Неизбежные примеси пирита FeS2 и халькопирита CuFeS2, присутствующие в цинковых концентратах при температуре свыше 770 °К, также окисляются до соответствующих простых сульфатов и оксидов.

После окислительного обжига цинковый огарок направляют на стадиальное сернокислотное и водное выщелачивание сульфата и оксосульфата цинка с получением раствора сульфата цинка.

Нерастворимый кек после выщелачивания содержит некоторое количество недожженных сульфидных минералов, в которых концентрируется основное количество серебра. Работами отечественных исследователей, а также рядом работ зарубежных авторов было показано, что оставшиеся в кеке сульфидные минералы могут быть сконцентрированы методом флотации с использованием сульфгидрильных собирателей.

Нами было проведено изучение состава концентратов, полученных в результате флотации кеков выщелачивания сульфата цинка трех зарубежных металлургических предприятий. Принципиальной разницы в вещественном составе концентратов разных металлургических заводов не обнаружено. Это объясняется схожестью рудных баз исходных горных предприятий и структуры металлургического передела.

На двух из обследованных предприятиях была разработана и внедрена высокорентабельная технология доизвлечения, в первую очередь, доминирующего серебра, включающая: предварительную мокрую магнитную сепарацию кека; его флотацию; окислительный обжиг; выщелачивание серебра в слабых растворах серной кислоты; осаждение серебра на цинковой пыли; плавка его на королек.

Ключевым моментом разработанной технологии доизвлечения серебра явилась специальная методика подготовки воды в процессе выщелачивания, позволяющая организовать полный сквозной водооборот.

Дело в том, что водный баланс цинковых гидрометаллургических предприятий довольно жестко завязан на цепь основных технологических операций, и в промышленных водах содержится большое количество хлорид-иона. Хлорид-ион препятствует выщелачиванию серебра, так как связывает его в малорастворимое соединение, а использование дополнительного количества чистой воды нарушило бы бессточный режим предприятия. Разработанные нами приемы удаления избыточного хлорид-иона фактически обеспечили возможность доизвлечения серебра из кеков на двух крупных предприятиях без дополнительной негативной нагрузки на окружающую среду.

 


 

НПК «Механобр-техника» (АО)

www.mtspb.com

8 800 550 35 56 — бесплатно по России

sales@mtspb.com  

   


-0+0
Просмотров статьи: 728, комментариев: 19       

Комментарии, отзывы, предложения

м.и. савиных, 25.06.21 12:58:31 — обогатителям

На Ленских приисках где пол-ста лет лежат упорные сульфидные руды Сухого Лога проблема воды и электроэнергии. Электричество решат таки. А вот с водой? Тем более, аферисты Рябенки игнорировали упорность руд с глубиной разработки. Но если рассчитывать, что нынешние владельцы бредят какими-то новыми технологиями? Когда б вы знали, из какого сора..?

Николай, 25.06.21 14:26:03

Технология сухого обогащения, конечно, любопытная. Но непонятно, что за абсолютно безводный регион "где несколько лет назад протекала река".

Магадан, 26.06.21 02:40:31 — Автору

Очень интересная история, как наше российское оборудование попало на американский континент? Это почему-то редкое дело, хотя российское оборудование не хуже, да и цена нашего в долларах мизерная.

Америка огромная и российское оборудование там могло бы продаваться во многих странах. Там же продается, например, австралийское. Но нам что-то мешает и российские поставки в Америку редкость.

Я бы с большим интересом прочитал: когда это было, в какую страну и как была организована поставка у Механобра? Может, там открыто представительство или что-то мешает?

Юрий Чугунов, 28.06.21 12:18:14 — читателям

Сухой метод обогащения может быть использован как в засушливых регионах, так и где воды море. Физические процессы разделения минеральной среды при сухом методе может иметь ряд преимуществ в сравнении с обогащением в водной среде. Чаще всего приоритетом выбирают тот вариант с которым читатель больше знаком. Описанный пример обогащения россыпного месторождения, с привлечением ленинградских ученых показал возможность применения элемента сухого обогащения этих песков. Это пример возможного спопоба заработать, но при этом глубина проработки вопроса обогащения этих песков желает иметь большего.

Читатель, 28.06.21 21:44:42

И все же, если мы говорим о золоте и гравитационном разделении, то преимущества сухого обогащения перед мокрым процессом отходят на второй план, когда мы начинаем смотреть на эффективность разделения частиц в воздушной и водной среде. Уверен, что мокрые процессы дали бы не менее 60-80% извлечения, чем 45-70%.

Удельный вес на воздухе у частиц золота и кварца 19 и 2,65 т/куб.м соответственно, а в воде, при плотности 1 т/куб.м - 18 и 1,65 т/куб.м. На воздухе удельный вес золота выше чем у кварца чуть более чем в 7 раз (19/2, 65), а в воде почти в 11 раз (18/1,65).

Отсутствие воды на участке - мощный фактор, но при наличии воды мокрый процесс предпочтителен, по крайней мере для золота.

Иннокентич, 29.06.21 07:04:07

В статье говорится о СУХОМ (безводном) "ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОМ МАССИВЕ", где нет источника технологической воды.

В статье речь не идёт о «СУХОМ ОБОГАЩЕНИИ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ».

В статье упомянуто "ОБОГАЩЕНИЕ В ТЯЖЁЛОЙ ЖИДКОСТИ".

Читатель, 29.06.21 09:50:16 — Иннокентич, 29.06.21 07:04:07

Да, согласен.

Но это не отменяет того, что сухие процессы заранее будут в проигрыше по извлечению.

Обратите внимание, что обогащение в тяжелой жидкости - мокрый гравитационный процесс, хоть и без воды. Тяжелые и безводные жидкости - не менее дороги, даже в безводных районах.

По технологии все предшествующие операции - это сухие процессы подготовки исходного материала и сокращение его количества поступающего на мокрое гравитационное обогащение, и именно на сухие процессы приходится основная масса от всех потерь по данной технологической схеме. Будь в этих процессах жидкость потерь было бы существенно меньше.

Я не умаляю заслугу разработчиков технологии. Они молодцы. Решение проблемы очень интересное и элегантное. Здесь чисто экономический баланс.

Мое сообщение выше - это констатация основной причины значительно меньшей распространенности сухих процессов в обогащении. Сейчас, как впрочем и раньше, нет проблем произвести на 100% сухую подготовку материала включая процессы измельчения и классификации по крупности. Однако не только обогащение, но зачастую и процессы подготовки материала на 90% это мокрые процессы.

Читатель, 29.06.21 10:05:56

Что здесь самое интересное:

1. Можно ли масштабировать данную технологию? Думаю, что вряд ли. Судя по набору оборудования это некая опытная установка производительностью не более 10 т/ч.

2. Какую тяжелую жидкость использовали при обогащении, и как её регенерировали от шламов? Возможно все же вода присутствует в процессе и "обогащение немагнитной фракции в тяжелой жидкости" - это некая ферромагнитная суспензия.

Инженер, 29.06.21 10:16:34 — Автору

Что-то я не пойму вторую стадию обогащения. В 1 стадию выделили минус 2 мм. А что в ней такого, что за счет сухой магнитной и электромагнитной сепарации подрешетного продукта, удалось вывести еще 20–25% хвостов?

Что за минеральный состав был?

Юрий Чугунов, 29.06.21 11:11:39 — Читателям

Вопрос качественной сепарации, сухая, мокрая или в "тяжелых" средах требует хорошей подготовки, от которой зависит качество извлечения металла. В приведенных материалах фракцию 2 мм и менее (не магнитную и эл. магнитную) разделяли по плотности в тяжелых средах. Результаты моих исследований показали, что в подобных условиях золото может находиться как и в крупных включениях (более 2 мм) так и в более мелком классе, внутри минералов. Следовательно, количество теряемого металла может составить в данном случае более 50%. Тем более, там где присутствуют железосодержащие минералы, золото очень часто находится внутри частицы. Что касается экономических показателей, сравнивая мокрый способ обогащения с сухим, который так же возможен в рассмотренной статье, по моим расчетам сухой метод экономичнее раза в два и при сухом методе мы можем получить товарной продукции высокого качества из ранее выбрасываемых отходах.

Читатель, 29.06.21 11:40:39 — Юрий Чугунов, 29.06.21 11:11:39

Подозреваю, что в классе +2 мм золота не было, или его было незначительно - не более 1-2%. Учитывая, что автор говорит о материале как о россыпном, то и сростков в нем ожидать сложно.

К сожалению, в отсутствии комментариев автора, нам остается только догадываться что и как там было на самом деле.

Относительно экономики.

Сегодня, когда, почти, на всей планете Земля укрепился капитализм, технология с преимуществом в 10-15% по экономике, не говоря уже о показателях 100% (что соответствует в 2 раза) уже бы давно была бы не то что внедрена где-то в одном месте, а скорее господствовала в отрасли.

Вероятнее всего вы что-то не учли в своих расчетах. Либо есть иной фактор, который не позволяет распространятся столь экономически эффективной технологии. Экология? Лоббизм отдельных отраслей? А может все-таки технологическая эффективность?

Иннокентич, 29.06.21 12:39:24 — Читатель

Хорошо! Согласен...

Юрий Чугунов, 29.06.21 14:58:15 — Читателям

Сухой метод обогащения включает высокотехнологическую линию, которая стоит около 10 млн. рублей и производительностью около 10 тонн в час. Не каждый способен вложить столько денег и получить отдачу только через год.

Читатель, 29.06.21 15:33:13

Что-то здесь не так...

При заявленной производительности (10 т/ч), содержании золота в песках (в среднем 5 г/т), извлечении (в среднем 50%) и работе 24 часа в сутки данная установка менее чем за неделю наберет золота в товаре на 10 млн. рублей.

10 5 0,5 24 4'130 руб/г = 2'478'000 руб./сутки.

Экскаватор, самосвал, погрузчик пусть 1'000 литров солярки в сутки - это 50'000 руб./сутки.

12 человек персонала с ЗП 5'000 руб. в сутки - это 60'000 руб./сутки

Пусть отдаем золото за 30% от стоимости 743'400 руб./сутки.

Тогда 743'400 - 50'000-60'000 = 633'400 руб./сутки

10'000'000 / 633'400 = 16 дней - чуть больше чем две недели.

2х2, 29.06.21 17:33:48 — Читатель, 29.06.21

Вы чего насчитали? Что у вас не так?

500 г/сутки, совсем неплохо при любом раскладе, даже если 100 тонн в час (50 м3) артель моет.

Но в статье речь о сухом способе обогащения, а об экономике нет ни слова, откуда у вас цифры?

Читатель, 29.06.21 19:43:57 — 2х2

Юрий Чугунов пишет, что прибор при 10 млн. стоимости даёт отдачу через год.

У меня получается, при расчетах на пальцах, получается в разы быстрее.

Вот и не понятно, что не так. :)

Практик, 30.06.21 06:25:03 — Автору

А как грузили на грохот ГСЛ-12? На него экскаватором не подашь. В статье упоминается какой-то "Вибропитатеть точного дозирования". А где он и что из себя представляет? Статья в принципе интересная, но можно бы и подробнее все описать и схему привести. Сухое обогащение нужная тема, написали бы толком.

N, 30.06.21 08:15:50

грохот ГСЛ 12, производительность по питанию до 15 т/ч.

Механобр-техника, 01.07.21 12:24:41

Уважаемые коллеги очень точно отметили, что мокрые технологии обогащения песков, подобных описанным в статье, позволили бы получить более высокие показатели. Однако описанная установка смонтирована и работает в районе границы штатов Калифорния и Невада, т.е. в абсолютно пустынном и безводном месте. Вода – только в виде утренней росы, и то не всегда. Летом + 40, зимой -2 градуса.

Вещественный состав – кварц, полевые шпаты, а также извлекаемые электромагнитной сепарацией титаномагнетит и окислы железа. Класс +2 мм практически не содержит золота.

Читатели справедливо посчитали по типоразмеру примененного оборудования, что установка небольшая. Забор и подача песков – небольшим погрузчиком, питатель лотковый, вибрационный. Грохот мог быть и подешевле – наклонный, инерционный, но на самобалансном точность классификации выше. Сегодня доставить небольшое оборудование в любую точку планеты – не проблема. Никакого торгового представительства не надо. Доводка концентрата, конечно, в магнитной жидкости, с полной регенерацией. Производство высокорентабельное, причем местные власти из-за условий глубоко депрессивного региона (безработица плюс климат) освободили его от всех налогов. Бандитов уже нет сто лет. Кольты не нужны. Вот вам и дикий капитализм.

Если в нашем отечестве найдется похожий источник сырья, то воспроизвести технологию не проблема. К сожалению, у «Механобр-техники» нет своей конструкции сепаратора в магнитной жидкости, но приобрести его можно у других поставщиков.

Всем спасибо за внимание к нашим разработкам! Иван Устинов.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Ресурсосберегающие технологии извлечения драгоценных металлов»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "восемь прибавить 1":