Эффективность ворсистых шлюзов при извлечении мелкого золота (из истории золотодобычи)

От редакции сайта Золотодобыча. Несмотря на появление отсадочных машин, центробежных концентраторов и другого современного оборудования, основой большинства технологических схем на россыпях по-прежнему остается шлюз. А значит, роль шлюзовых ковриков, режима сполоска, нагрузки и уклона никуда не исчезла. Архивная статья 1935 года показывает, что многие вопросы извлечения мелкого золота были детально проработаны еще тогда — и часть выводов не утратила практического значения. 

Введение

В современной практике обработки золотых руд за границей ворсистые («плиссовые» и «кордероевые») шлюзы получили сейчас широкое распространение. Ворсистые шлюзы применяют как для извлечения свободного золота, где они почти совсем вытеснили применявшуюся ранее амальгамацию (в Австралии, Южной Африке и Индии), так и как простейший метод концентрации сульфидных руд. Принцип работы ворсистых шлюзов одинаков в обоих случаях: шлюзы для извлечения крупного свободного золота и концентрационные шлюзы отличаются только лишь режимом процесса, а также иногда родом покрова и своей конструкцией.

Принцип работы

Ворсистый шлюз представляет собой наклонную плоскость, покрытую какой-либо ворсистой или рифленой тканью, по которой тонким слоем пропускается рудная пульпа. При этом тяжелые частицы золота и сульфидов движутся в нижней части слоя пульпы и задерживаются в ворсинках или нарифлениях ткани. Улавливанию тяжелых частиц способствует также то, что скорость потока в нижней части слоя значительно меньше, чем на поверхности, вследствие чего со шлюза будут сноситься крупные частицы породы, верхняя часть которых попадает в зону больших скоростей, и наряду с этим будут улавливаться тонкие частицы золота и сульфидов. Вследствие этого ворсистые шлюзы являются гораздо более эффективным аппаратом для извлечения ошламованных сульфидов, чем все другие аппараты, работающие по принципу разности удельного веса.

Ворсистые шлюзы, а также аналогичные им по принципу действия «слоеобразующие столы», до введения флотации были основным методом обогащения шламов. Чем мельче улавливаемые частицы, тем тоньше должна быть зона неподвижной воды у поверхности покрова, чтобы происходило улавливание тонких тяжелых частиц и снос более крупных частиц породы. Вследствие этого, чем мельче материал, тем менее ворсистым должен быть покров, поэтому для чистых шламов часто применяли совершенно гладкие поверхности.

Преимущества ворсистых шлюзов

Основное преимущество ворсистых шлюзов в качестве метода извлечения свободного золота перед амальгамацией заключается в большем извлечении золота, чем на амальгамационных шлюзах. В большинстве случаев ворсистые шлюзы дают не меньшее извлечение золота, чем даже при внутренней амальгамации.

Причина этого в том, что ворсистые шлюзы улавливают все частицы золота, независимо от состояния их поверхности. При амальгамации улавливаются лишь те частицы, которые имеют совершенно чистую поверхность; частицы же золота, покрытые пленкой окислов, глины или жиров или подвергшиеся «наклепу» (уплотнение поверхности при холодной деформации, что особенно имеет место в шаровых мельницах), будут потеряны в хвостах.

Ворсистые шлюзы стали применяться особенно часто после устранения внутренней амальгамации, благодаря введению измельчающих аппаратов с сильным ударным действием (тяжелые толчеи, короткие шаровые мельницы с решеткой), дающим значительное пемзование ртути. Следует заметить, что за границей внутренняя амальгамация в мельницах почти не применяется. На некоторых наших фабриках (Минуса, Сарала) внутренняя амальгамация в мельницах дает хорошие результаты в отношении извлечения золота, хотя улавливание ртути также представляет известные трудности.

Особенно большие преимущества имеют ворсистые шлюзы при упорных для амальгамации рудах (содержащих соединения висмута, сурьмы, мышьяка; графитистые руды и т. д.).

Ворсистые шлюзы также значительно экономичнее амальгамации как по капитальным затратам (отсутствие дорогостоящей и дефицитной меди), так и по эксплуатационным расходам (сокращение расхода ртути, рабсилы по надзору за натиркой шлюзов и т. д.).

При извлечении свободного золота выход концентрата получается весьма небольшой (до 0,5 %), с высоким содержанием золота. Такой концентрат может быть без труда проамальгамирован в бочке, с почти полным извлечением золота.

При известных условиях ворсистые шлюзы могут служить довольно совершенным концентрационным аппаратом, являющимся наиболее простым и дешевым по сравнению со столами или флотомашинами, так как не требует ни расхода энергии, ни реагентов. Вследствие этого для руд с небольшим количеством сульфидов и при невысоком содержании золота ворсистые шлюзы являются наиболее рациональными аппаратами для концентрации. Во многих случаях плиссовые шлюзы применяются для извлечения золота из отвальных хвостов, где какие-либо другие методы были бы нерентабельны.

Режим работы ворсистых шлюзов

Основным препятствием для внедрения ворсистых шлюзов являются малое знакомство наших работников с работой шлюзов и неумение подобрать оптимальные условия процесса. Систематизированных данных в этом отношении нельзя почерпнуть и в заграничной литературе. В настоящей работе мы попытались сделать это, базируясь не только на данных заграничной практики, но также и на экспериментальных данных, полученных в лабораторных и промышленных условиях.

Нагрузка на шлюзы

Основным моментом в работе ворсистых шлюзов является установление соответствующей нагрузки, т. е. количества подаваемого на них материала. Нагрузка на шлюза (q) выражается обычно в т/м² в сутки (24 ч), т. е. является величиной обратной удельной площади шлюзов (q=1/f).

Нагрузка на ворсистые шлюзы колеблется в самых широких пределах в зависимости от функции, выполняемой шлюзами, характера руды и других факторов. Если ворсистые шлюзы служат лишь для извлечения крупного свободного золота, т.е. выполняют ту же функцию, что и амальгамация, то нагрузка на шлюзы может быть принята весьма высокая, в среднем порядка 20 т/м² , т.е. значительно выше, чем для амальгамационных шлюзов. В случае выполнения ворсистыми шлюзами функции концентрационных аппаратов для извлечения сульфидов или других тяжелых минералов, нагрузка на шлюзы берется тем меньше, чем большее количество этих минералов в руде. При этих условиях нагрузка на шлюзы должна быть не более 10 т/м², опускаясь до 2–3 т/м² (фабрики «Oure Preto», «Morro Velho») для руд с большим количеством сульфидов.

Допускаемая нагрузка зависит также от частоты сполосков, характера ткани (степень ворсистости) и т.д. На основании практических данных можно принимать следующие величины (табл.1).

Таблица 1. Допустимые удельные нагрузки на ворсистые шлюза

Таблица 2. Результаты опытов по обогащению бурибаевской руды на шлюзе

По принятой нагрузке можно определить необходимую площадь шлюзов по формуле:

F=Q/q … (1),

где

F — площадь шлюзов в м²;

Q — суточная производительность т/сутки;

q — удельная нагрузка, т/м².

При слишком большой нагрузке на шлюз слой пульпы на шлюзе получается значительной глубины, скорость потока также большая, что ведет к ухудшению извлечения золота и особенно золотосодержащих сульфидов. При большой нагрузке сполоск шлюза приходится производить также значительно чаще. Следует заметить, что слишком малая нагрузка также нежелательна, так как это ведет к разубоживанию концентрата, увеличивает расход воды, ткани, рабсилы и т. д.

Допустимая нагрузка на шлюз может быть установлена экспериментально, путем пропускания пульпы по лабораторному шлюзу при различных количествах ее в единицу времени и опробования хвостов после каждого опыта.

Длина шлюзов

Длина шлюзов колеблется от 1,5 до 6 м, в среднем 3–4 м. При более мелком золоте или золотосодержащих минералах берут более длинные шлюзы, и наоборот.

Необходимая длина шлюза может быть установлена экспериментально путем опробования концентрата, снятого с отдельных участков шлюза и построения графика распределения золота по шлюзу. Другой метод — это непосредственное определение извлечения золота при различной длине шлюза, что может быть сделано или изменением длины покрова на шлюзе, или же путем многократного пропускания пульпы через один короткий шлюз и опробования хвостов после каждого пропуска. Так, например, при исследовании бурибаевской руды нами были получены следующие цифры (средние по ряду опытов) (табл. 2).

Таким образом, бурибаевская руда требует значительной длины шлюза — порядка 1,8 × 3 = 5,4 м вследствие весьма тонкого золота в руде. На других рудах, содержащих крупное золото (Кулунджун и др.), достаточно 1–2 пропусков пульпы через шлюз для извлечения всего свободного золота, т.е. длина шлюза должна быть равна 1,8–3,6 м. Она должна быть такой, чтобы в конце шлюза при данных условиях получился концентрат с содержанием золота немного больше, чем содержание его в хвостах.

Высокое содержание в хвостах указывает на ненормальный снос золота со шлюза, который может быть устранен увеличением его длины, уменьшением нагрузки и, в известной степени, учащением сполосков.

Разжижение пульпы

Разжижение пульпы на шлюзах должно, прежде всего, обеспечить достаточную скорость ее во избежание заиливания ворсистой поверхности.

Таким образом, необходимое разжижение пульпы будет определяться уклоном шлюзов и крупностью материала. С другой стороны, разжижение пульпы должно быть тем больше, чем больше содержится в руде глины и других коллоидных веществ, повышающих вязкость пульпы, а также чем тоньше золото. Обычно разложение пульпы колеблется от Ж : Т = 2,5 до 10,0, в среднем 5–7. Как правило, следует работать при минимальном разжижении (допустимом для данных условий), т.к. чрезмерное разжижение пульпы перегружает шлюзы, увеличивает скорость потока и снижает извлечение золота.

Уклон шлюзов

Уклон шлюза определяется, прежде всего, крупностью материала, разжижением пульпы и нагрузкой на шлюзы, а также ворсистостью покрова и удельным весом руды. Нормальные уклоны шлюзов для различных условий колеблются в следующих пределах (по практическим данным (табл. 3)).

 Таблица 3. Уклон ворсистых шлюзов при различных условиях (%)

Большие уклоны берут при тяжелой руде, сильно ворсистой ткани (сукно, войлок) и в случае получения минимального выхода концентрата (извлечение лишь свободного золота). Таким образом, в среднем уклон шлюзов равен 12,5–16,7 % (1/8–1/6). Следует заметить, что избыточный уклон вызывает те же явления, что и избыточное разжижение пульпы, т.е. увеличивает скорость потока и повышает снос золота. Слишком малый уклон ведет к заиливанию шлюза и, таким образом, также к ухудшению улавливания золота и особенно других тяжелых минералов.

Род ткани

Ткань является также важным фактором в работе ворсистых шлюзов. Ткань, покрывающая шлюз, должна обладать не слишком длинным ворсом, с упругими волокнами, не размельчающимися в воде. Степень ворсистости зависит от режима работы шлюза, крупности материала и крупности золота. Как правило, при крупном золоте применяют более ворсистую ткань, чем при мелком, где глубина потока должна быть наименьшей. При работе шлюзов в качестве концентрационных аппаратов применяют вообще более гладкие ткани, так как грубые ткани при малых нагрузках, применяемых в этих случаях, сильно заиливаются.

Сильно ворсистые ткани, вообще говоря, дают большое извлечение золота, но концентрат на них получается невысокого содержания, т.к. он сильно разубожен крупными частицами пустой породы. Чем глаже ткань, тем богаче получается концентрат, но тем меньше извлечение золота. Другим недостатком более гладких тканей является необходимость более часто производить сполоски.

Степень ворсистости ткани может характеризоваться съемом концентрата с 1 м² за один сполоск: q = кг/м².

Различные ткани дают следующие величины съема концентрата по исследовательским практическим данным (табл. 4).

Таблица 4. Съем концентрата за сполоск с 1м² различных тканей

Большое значение имеет также прочность ткани, особенно при крупнозернистом материале. Срок службы покровов колеблется от 16,5 дней (для плисса на крупнозернистом материале и частым сполоском вручную) до 270 дней (для кордероя при мелком материале и редких сполосках). Срок износа ткани в сильной степени зависит от метода сполоска (вручную или автоматически) и от его частоты.

В среднем для кордероя при нормальных условиях (крупность материала минус 0,5 мм, сполоски не чаще, чем через 8 часов) срок износа можно принять порядка 100–150 дней.

Наиболее распространенной тканью для покрова шлюзов является специальный кордерой. Кроме кордероя, применяют также плис, сукно, грубые ковры, шерстяные одеяла, войлок и другие ткани. Грубый холст и парусина применяются преимущественно при концентрации тонко измельченных сульфидов.

По данным наших исследований весьма хорошие результаты как в лаборатории, так и в промышленных условиях показала рифленая резина, дающая высокое извлечение при небольшом выходе концентратов. Нарифления треугольные глубиной 2,2 мм, расстояние между рифлями — 5,4 мм (вероятно, специальная форма нарифлений с более закрытыми канавками дала бы еще лучшие результаты). Большим преимуществом рифленой резины является легкость смывания с нее концентрата и совершенно незначительное поглощение в ней золота. Следует заметить, что в первое время все покровы, особенно ткани, поглощают значительную часть золота, благодаря чему извлечение золота по хвостам и концентратам в первое время совершенно не сходится (извлечение по концентратам в несколько раз меньше, чем по хвостам), зато впоследствии оно часто получается значительно больше, чем по хвостам (из-за вымывания из ткани ранее засевшего золота). Вследствие этого при опытах, особенно в лабораторных условиях, где продолжительность каждого опыта и количество пропущенного материала весьма незначительно, надо руководствоваться лишь извлечением по хвостам.

Рифленая резина будет, вероятно, наиболее прочной в отношении износа. Губчатая резина также испытывалась нами как в лабораторных, так и в промышленных условиях, но не дала хороших результатов в отношении извлечения золота, причем давала убогие концентраты.

Внедрение ворсистых шлюзов в золотопромышленность Союза

Внедрение ворсистых шлюзов имеет для нашей промышленности громадное значение. Основной участок, где ворсистые шлюзы должны быть внедрены в первую очередь, это наши бегунные фабрики с незаконченным циклом, обрабатывающие пока основное количество руд. Установка ворсистых шлюзов для обработки хвостов после амальгамации, для извлечения неамальгамируемого золота, а также золотоносных сульфидов может значительно повысить общее извлечение золота.

Среднее извлечение золота на наших бегунных фабриках составляет 55—60%, в некоторых случаях понижаясь до 30–40% и ниже. По данным заграничной практики, общее извлечение золота при амальгамации с последующими ворсистыми шлюзами обычно составляет 70–80 %, то есть на 15–20 % более чем у нас. Установка ворсистых шлюзов должна дать дополнительно порядка 1,5–2 г золота на 1 т руды, что в масштабе Союза даст несколько сотен килограмм металла в год. В отдельных случаях, на трудно амальгамируемых рудах (руды Забайкалья, Башкирии и т.д.), эффект введения ворсистых шлюзов будет еще больше.

Другим положительным моментом введения ворсистых шлюзов будет значительная экономия ртути, так как ворсистые шлюзы являются наиболее эффективным аппаратом для улавливания сносимой амальгамы и обычно сокращают расход ртути примерно в 2–3 раза. Для примера можно привести фабрику «Кило-Мото» (Африка), где расход ртути после установки ворсистых шлюзов сократился с 3 до 0,8 г/т.

Если даже хвосты после фабрики обрабатываются на цианистых заводах, то тем не менее установка ворсистых шлюзов все же даст известный эффект, ибо удалит из пульпы упорные золотосодержащие сульфиды и тем самым снизит содержание золота в хвостах после цианирования.

На больших фабриках с законченным циклом (американские фабрики) установка ворсистых шлюзов совершенно необходима, ибо амальгамационные шлюзы при измельчении руды в шаровых мельницах в присутствии цианистого раствора работают очень плохо. В случае применения внутренней амальгамации в мельнице ворсистые шлюзы будут наиболее простым и надежным аппаратом для улавливания выносимой из мельницы амальгамы.

Установка ворсистых шлюзов потребует самых минимальных затрат. На бегунных фабриках ворсистые шлюзы могут быть устроены за счет сокращения площади амальгамационных шлюзов путем оставления лишь первых одного-двух медных листов. Получаемая при этом медь и поглощенное в ней золото с избытком покроют все расходы по реконструкции. В части применения отечественных тканей наши исследования показали полную возможность применения грубых сукон, половиков, ковров и рифленой резины для улавливания золота.

Наиболее целесообразный вид покрова можно установить лишь после длительной промышленной эксплуатации этих тканей. Необходимо также срочно импортировать образчики английского специального золотоулавливающего кордероя (фирма «James Johnson», 18 London Road, Manchester); испытать его и наладить производство аналогичной ткани внутри Союза. Необходимо сдвинуть это дело с мертвой точки. В текущем же году нужно внедрить ворсистые шлюзы на ряде более или менее крупных бегунных фабрик, особенно на тех, где извлечение металла низкое (менее 50 %), а содержание высокое.

С этой точки зрения наибольший интерес представляют фабрики Башзолото (Турбинская, Ильинская, Байкаринская), Каззолото (Сталинская, Бес-Тюбе), Алтайзолото, Забайкалзолото и некоторые фабрики Уралзолото. Необходимо выделить для этой цели нужные средства, ибо они окупятся в первые же месяцы работы.

Во многих случаях ворсистые шлюзы могут рентабельно извлекать золото из конечных хвостов, если содержание золота в них будет более 1–1,5 г/т, из старых эфельных и иловых отвалов и т. д.

Получаемые с ворсистых шлюзов концентраты могут обрабатываться на месте или же отправляться на экспорт.  

-0+0

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница