В россыпной золотодобыче вопрос качественной доводки шлихов приобретает всё большую остроту. Средние содержания золота в песках падают, цена металла остаётся высокой, поэтому предприятия активно переходят на извлечение мелкого и тонкого золота, которое ещё недавно уходило в хвосты. Однако вместе с ним резко растёт выход тяжёлой фракции — магнетита, ильменита, гематита, сульфидов, монацита, касситерита и других минералов. В результате после промприбора и первичной концентрации вместо простого «золотого шлиха» получается сложный поликомпонентный концентрат, требующий серьёзной доводки.
Одним из эффективных решений стала шлиходоводочная установка (ШДУ) с магнитно-жидкостным сепаратором (МЖС).
Почему проблема обострилась
Сегодня многие артели сталкиваются с парадоксальной ситуацией: промприбор работает стабильно, потери по шлюзу «в норме», а при доводке шлихов выясняется, что значительная часть мелкого золота остаётся в тяжёлой фракции. Особенно ярко это проявляется после внедрения центробежных концентраторов и винтовых сепараторов. Они отлично ловят мелкое золото, но одновременно многократно увеличивают количество тяжёлых минералов в концентрате. Золото буквально «тонет» среди магнетита, пирита, касситерита и т.п. Именно в таких условиях магнитно-жидкостная сепарация (МЖС) даёт заметный прирост извлечения.
Как работает МЖС: принцип «управляемой плотности»
Важно сразу развеять распространённое заблуждение: магнитно-жидкостный сепаратор — это не обычный магнитный аппарат. Золото немагнитно, и разделение происходит не по магнитным свойствам, а по плотности в специальной ферромагнитной жидкости (ФМЖ), помещённой в неоднородное магнитное поле.
В рабочей зоне сепаратора под действием магнитного поля ферромагнитная жидкость приобретает кажущуюся плотность, которую можно точно регулировать в широком диапазоне. В результате:
Золото (плотность ~19,3 г/см³) уверенно тонет и уходит в тяжёлый продукт («золотую головку»).
Минералы с плотностью 4–7 г/см³ (магнетит, ильменит, пирит, касситерит и др.) всплывают или уходят в промежуточный продукт.
Лёгкая фракция легко удаляется.
Метод сепарации в ферромагнитной жидкости известен давно и рекомендуется отечественными специалистами для доводки золотосодержащих концентратов россыпей.
Ферромагнитная жидкость: расход, стоимость и экономика применения
Ферромагнитная жидкость (ФМЖ) — это коллоидная суспензия наночастиц магнетита (5–15 нм), стабилизированных поверхностно активным веществом (ПАВ) в керосине, масле или воде. Благодаря наноразмеру частиц она сохраняет текучесть и одновременно обладает высокой магнитной восприимчивостью. В магнитном поле ФМЖ ведёт себя как жидкость с регулируемой плотностью — от 2–3 до 20+ г/см³.
Расход магнитной жидкости составляет примерно 40 л/т обрабатываемого концентрата. При стоимости порядка 2500 руб./л переработка одной тонны по жидкости обходится в 100 тыс. руб. Однако на практике объёмы доводки обычно небольшие. При обработке 5 кг шлюзового концентрата затраты на ФМЖ составляют всего около 500 руб. — вполне приемлемая сумма для получения десятков или сотен граммов золота.
Из-за высокой стоимости жидкости обрабатывать на СМЖ концентраты с содержанием золота менее 400 г/т чаще всего невыгодно. Такие продукты дешевле предварительно обогащать на концентрационных столах, отсадочных машинах или центробежных концентраторах. При больших объёмах переработки (десятки и сотни тонн в сезон) эффективна регенерация жидкости в специальных аппаратах, что значительно снижает ее удельный расход.
Сегодня магнитно-жидкостные сепараторы используются на многих золотодобывающих предприятиях России, в том числе на рудных для финальной доводки сложных концентратов.
Реальные результаты и где СМЖ работает лучше всего
Производственные испытания подтверждают высокую эффективность. По опубликованным данным, в артели «Золотинка» за сезон при переработке хвостов доводки получили дополнительно более 12 кг золота. В Амурской области из старых накопленных труднообогатимых концентратов быстро извлекали шлиховое золото, ранее считавшееся потерянным. На сложных пиритовых и касситеритовых продуктах извлечение достигало 95–98%.
Принципиальная схема МЖС /1/
Реальные результаты и где МЖС работает лучше всего
Производственные испытания показывают впечатляющие результаты. По опубликованным данным /1/ в артели «Золотинка» за сезон при переработке хвостов доводки получили дополнительно более 12 кг золота. В Амурской области из старых накопленных труднообогатимых концентратов быстро извлекали шлиховое золото, считавшееся ранее потерянным. На сложных пиритовых и касситеритовых продуктах извлечение достигало 95–98 %.
Ключевой момент: максимальный эффект МЖС даёт именно на финишной стадии доводки, после предварительной подготовки концентрата. Это не «волшебная коробка», заменяющая всю ШДУ, а высокоточный инструмент финальной очистки.
Лучшие результаты достигаются после:
- классификации по крупности;
- отсадки или работы на концентрационном столе;
- центробежной концентрации;
- предварительной магнитной сепарации (удаление сильномагнитной фракции).
На финальном этапе МЖС резко сокращает объём продукта и выдаёт очень чистую золотую головку для отправки на аффинаж или плавки в слиток.
Главный фактор успеха — минералогический состав шлиха
Эффективность технологии сильно зависит от конкретного состава концентрата. На россыпях с преобладанием магнетита и ильменита схема относительно простая. При высоком содержании галенита, пирита, арсенопирита, монацита или касситерита требуется тщательный подбор режима (напряжённости поля, концентрации и свойств ФМЖ).
Иногда мешают:
- высокая доля сростков золота с другими минералами;
- очень тонкое чешуйчатое («пластинчатое») золото, которое плохо преодолевает поверхностное натяжение жидкости;
- магнитные свойства, приобретённые золотинами за счёт прилипших микрочастиц.
Поэтому универсальной ШДУ не существует — «нет одинаковых россыпей и нет стандартных решений».
Типичная схема ШДУ с МЖС
Современная шлиходоводочная установка редко состоит из одного аппарата. Оптимальная схема обычно включает:
- классификацию по крупности;
- магнитный сепаратор (удаление ферромагнитной фракции);
- концентрационный стол и (или) отсадочную машину;
- магнитно-жидкостный сепаратор;
- узел контрольной перечистки хвостов.
Для подбора оптимального оборудования нужны данные о гранулометрии золота, форме золотин, минеральном составе тяжёлой фракции, содержании магнетита/сульфидов и планируемом объёме переработки.
Вывод: инструмент для профессионалов
Магнитно-жидкостная сепарация — одна из самых интересных и эффективных технологий финишной доводки золотосодержащих шлихов, особенно при работе с мелким золотом и сложными тяжёлыми концентратами. При правильном применении она позволяет вернуть в производство металл, который раньше считался практически неизвлекаемым.
Перед внедрением рекомендуется провести минералогическое исследование шлихов и, по возможности, полупромышленные испытания. Такой подход помогает либо получить существенный прирост извлечения, либо своевременно отказаться от дорогостоящего эксперимента.
Успех МЖС определяется не столько самим сепаратором, сколько качеством подготовки питания и глубоким знанием минералогии своей россыпи. При таком профессиональном подходе технология становится надёжным источником дополнительной прибыли в современной россыпной золотодобыче.
Литература
1. Критская М.Ж., Паньшин А.М., Евдокимов С.И. Промышленная практика извлечения свободного золота методом магнитожидкостной сепарации . Северо-Кавказский горно-металлургический институт, 2009.