Секреты успешного применения центробежных концентраторов на россыпях

Снижение содержаний золота в песках россыпной золотодобычи требует иных подходов, чем просто увеличение объёмов перерабатываемого материала. Помимо снижения содержаний, в отработку вовлекаются пески с повышенной долей мелкого и пластинчатого золота — так называемого «плавучего» золота, являющегося серьёзной технологической проблемой для традиционных шлюзовых приборов.

Вместе с тем центробежные концентраторы решают ключевую задачу — повышение извлечения золота, в том числе за счёт мелких фракций и пластинчатых форм. Именно это золото сегодня составляет большую часть эфельных отвалов — хвостов обогащения россыпной золотодобычи.

Потенциал повышения извлечения золота из россыпей при правильном использовании концентраторов на промывке золотосодержащих песков оценивается в 30–40% от уже извлеченного, однако реальные цифры могут быть ещё выше.

Проблема в том, что никто не знает реальные потери на россыпях. Нормируемые потери золота промывочных приборов учитывают экспериментальные данные лишь шлюзовых приборов, что позволяет отчитываться о 90% извлечении, но только крупного (2–4 мм) и среднего золота (1–2 мм), а весьма мелкое (0,1–0,25 мм), тонкое (0,05–0,1 мм) и пылевидное (0,01–0,05 мм) просто не попадает в статистику.

Дело в том, что разведка и отработка большинства россыпных месторождений производилась в то время, когда отсутствовали эффективные способы извлечения мелкого и тонкого золота. Запасы такого золота, как правило, не подсчитывались и на баланс не ставились. Хотя, по данным методических рекомендаций Государственной комиссии по запасам от 2007 года, на некоторых россыпях доля мелкого и тонкого золота может составлять от 30 до 80% запасов месторождения.

При том, что практически всё рудное гравитационное золото в мире извлекается центробежными концентраторами, их внедрение на россыпях в России сталкивается со значительным сопротивлением, основанным на мифах, заблуждениях и просто незнания сути вопросов.

Подготовка материала

Основное отличие россыпного минерального сырья от рудного заключается в том, что золото находится в нем уже в свободной форме, а крупные фракции материала не содержат внутри себя золота. Благодаря этому исходный материал не требует измельчения и позволяет вывести пустую фракцию (не содержащую золото) в отвал простой операцией грохочения, тем самым сократить количество материала, поступающего на обогащение и повысить содержание золота в нем.

В связи с этим наиболее частой ошибкой, по которой применение концентраторов не дает ожидаемого эффекта, является неверная подготовка песков к обогащению с их помощью. Низкая эффективность дезинтеграции и классификации материала из-за неверного выбора типа оборудования подготовительных операций приводит к тому, что мелкое и тонкое золото просто не попадает на обогащение в концентратор и уходит в отвал. В этом случае проблема не в центробежных концентраторах, а в проектировании (разработке) технологической схемы.

Кроме того, использование грохочения перед центробежными концентраторами — это не опция, а обязательная подготовительная операция. Даже при том, что концентратор способен пропустить через себя частицы крупностью 4–6 мм, крупность подаваемого материала не должна превышать 2 мм, желательно не более 1,0–1,5 мм. Во-первых, это защита от крупных фракций, способных вывести концентратор из строя. Во-вторых, материал крупнее 1,5–2 мм повышает износ частей, взаимодействующих с пульпой. В-третьих, давно доказано, что эффективность гравитационного обогащения тем выше, чем уже класс крупности обогащаемого материала, и это справедливо не только для концентраторов. И самое главное — зачем направлять среднее и крупное золото в концентратор, когда оно успешно извлекается на шлюзах с коэффициентом более 0,95.

Выбор концентраторов и способ установки

Наиболее часто специалисты выбирают центробежные концентраторы исходя из максимальной паспортной производительности, что в корне неправильно. При выборе типоразмера необходимо учитывать возможные колебания в подаче материала и иметь хотя бы 20–30% запас по производительности. Не менее часто выбор идёт только по твёрдому, без учёта количества воды присутствующей в пульпе, и в итоге концентратор просто не справляется с объёмом потока пульпы, который в него направляют.

Нет жёсткого требования по количеству концентраторов на потоке. Главное, чтобы концентратор имел запас по производительности и не перегружался в процессе работы. Например, при максимальной производительности концентратора 200 м³/ч по пульпе и расчётном значении потока 180–190 м³/ч всё же лучше поставить два концентратора параллельно, чтобы иметь не только больший запас по производительности, но и технологическую гибкость за счёт увеличенного фронта гравитации. Ведь в обогащении есть закономерность — выше выход концентрата, больше извлечение ценного компонента.

Последовательная установка имеет смысл. Например, если одна стадия обогащения в центробежных концентраторах обеспечивает в среднем 70% извлечения золота, то, очень упрощенно, две стадии потенциально позволят поднять извлечение до 90% (70 + 30×70/100). Кстати, повторная отработка эфельных отвалов шлюзовыми приборами дает результат, но с меньшим потенциалом эффективности. Вместе с тем надо учитывать, что на вторую и каждую последующую стадии обогащения в концентраторах поступит пульпы больше на количество ожижающей воды (воды для разрыхления частиц в зоне удержания концентрата), подаваемой на предыдущих стадиях.

Высокие требования к качеству воды

Высокие требования к качеству воды сформировали наиболее известные концентраторы Knelson и его аналоги: из-за малого диаметра отверстий ожижающей воды (0,6 мм) и большой длины каналов, просверленных в конусе под углом в полиуретане. Вероятность блокировки этих каналов частицами с ожижающей водой очень высока. Поэтому требования к воде для этих концентраторов предполагают отсутствие твёрдых частиц крупнее 0,05 мм.

Между тем современные российские концентраторы, например, АИ-1350, лишены этих недостатков — корзина изготавливается из нержавеющей стали, а не полиуретана; отверстия для ожижающей воды имеют диаметр 2 мм и просверлены перпендикулярно поверхности чаши. Штатного сетчатого фильтра 0,4 мм вполне достаточно для большинства случаев.

В особых случаях, когда вода действительно содержит большое количество взвесей и органики, достаточно дополнительно предусмотреть систему фильтрации и подготовки воды. В современном мире такая система не является чем-то эксклюзивным и дорогим: самоочищающийся фильтр, емкость чистой воды, насос повышения давления.

При этом нет необходимости чистить весь объём воды, поступающий на промывочный прибор, достаточно очистить только ту часть воды, которая подается на концентраторы. Для стабильной работы одного концентратора АИ-1350 необходимо 12–15 м³/ч ожижающей воды с давлением 0,3–0,5 МПа. Увеличение расхода ожижающей воды до 20 м³/ч может потребоваться при переработке материала с большим количеством крупных или тяжёлых частиц.

Техническое обслуживание

Как и любое другое оборудование, центробежный концентратор периодически требует проведения технического обслуживания или ремонта. Сезонная работа участков как таковая не является препятствием использования центробежных концентраторов. Срок службы изнашиваемых частей и межремонтный интервал (таблица 1), о котором переживают специалисты механической службы, в большинстве случаев превышает длительность сезона промывки и позволяет, как и на золотоизвлекательных фабриках, обеспечить высокое значение КИО (коэффициент использования оборудования) более 0,92.

Таблица 1. Срок службы частей концентратора и виды работ для концентратора АИ-1350

Перечень работ и операций технического обслуживания концентратора невелик (таблица 2) и, более того, оператору не требуется непрерывно наблюдать за его работой.

Таблица 2. Операции технического обслуживания центробежного концентратора АИ-1350

Однако необходимо со всей серьёзностью подходить к операциям консервации и расконсервации центробежных концентраторов. Перед длительным хранением необходимо не просто слить всю воду и оставить краны в открытом положении, но и произвести очистку внутренних полостей и линии ожижающей воды. Чем чище вы оставите концентратор, тем сохраннее он будет и тем меньше времени потребуется в начале сезона для его запуска.

При расконсервации необходимо внимательно, до запуска концентратора в работу, осмотреть корпус и узлы и при малейших сомнениях в работоспособности или вероятности достижения предельных значений по износу отремонтировать или заменить их, а при наличии следов шелушения краски или ржавчины — зачистить и закрасить. Простой в течение сезона — это прямые потери, поэтому наличие запчастей на площадке — не способ заморозить деньги, как это представляют финансовые службы, а способ нивелировать риски.

Требования к персоналу

Ключевая проблема россыпной золотодобычи — низкая мотивация персонала. И хотя концентратор снабжен системой автоматизации, даже самая продвинутая автоматика не заменит внимательного оператора.

Оператору достаточно быть аккуратным, наблюдательным и исполнительным. Раз в полчаса-час проверять параметры согласно технологической карте, визуально контролировать работу концентратора, его разгрузку, давление и подачу ожижающей воды и в случае отклонений действовать по инструкциям центробежного концентратора и промывочного прибора. Выполнение таких вот мелочей обеспечивают работу концентратора с высоким КИО и стабильные проценты извлечения.

Разумеется, не будет лишним, если оператор концентратора будет знать базовые принципы гравитационного обогащения золотосодержащих руд и песков. Эти знания нужны для понимания процесса обогащения, а также влияния тех или иных параметров на процесс. Большим преимуществом является наличие знаний электромеханика — в этом случае оператор может самостоятельно проводить техническое обслуживание, консервацию и расконсервацию, а также при необходимости диагностировать и устранять возможные поломки.

Сегодня при наличии большого количества онлайн курсов, электронных библиотек и информации в интернете получить базовые знания не представляет труда, и, пройдя обучение по соответствующему направлению в учебно-производственных комбинатах, систематизировать и закрепить их.

Заключение

Всё сказанное выше — это, пожалуй, основные вопросы, на которые приходится отвечать при общении со специалистами россыпной золотодобычи, которые задумываются о внедрении центробежных концентраторов на своих россыпях.

Необходимо понимать, что сам по себе концентратор не даст вам эффект (лишь за редким исключением). Планируя внедрить у себя центробежные концентраторы, вы должны с равным вниманием подойти:

- к разработке технологической схемы в части организации подачи песков в процесс и осуществлении подготовительных операций;

- к обеспечению эффективной работы инженерных сетей в части водоподготовки ещё на этапе водозабора;

- к подбору персонала, способного работать так, как прописано в инструкциях по эксплуатации.

Наибольший эффект достигается комплексом действий: без правильно организованных дезинтеграции (разрушения и отделения глины от частиц) и классификации вы потеряете золото ещё до концентратора; без организации водоподготовки — на простоях, а немотивированный персонал даже не сможет ответить вам, как вы его потеряли.

К тому же установка концентратора не означает, что нужно избавиться от шлюза. Концентратор — это в первую очередь внедрение развитой технологии обогащения золотосодержащих песков, а значит, не лишним будет ознакомиться с более чем сорокалетним опытом применения концентраторов в рудной золотодобыче.

Однако перед внедрением важнее всего определить, сколько мелкого и тонкого золота, теряемого шлюзами, содержится в вашей россыпи или эфелях, и какой прирост извлечения обеспечит концентратор. Ответ на этот вопрос можно получить, проведя исследования рядовых технологических проб в соответствии с «Методикой разведки золота и платиноидов», ЦНИГРИ, 1992 г. (рис. 5), или проведя испытания в малом промышленном масштабе 10–20 м³/ч.

Центробежные концентраторы на россыпях — это не просто дополнительное оборудование, а переход к новому технологическому уровню россыпной золотодобычи. При правильном подходе к внедрению они позволяют извлекать то золото, которое десятилетиями уходило в отвалы, превращая «бедные» россыпи в экономически привлекательные объекты. В любом случае важно помнить, что успех зависит не только от оборудования, а от комплексного решения — грамотной технологической схемы, качественной подготовки материала, надёжных вспомогательных систем и квалифицированного персонала.