Применение центробежной отсадочной машины для обогащения золотосодержащего сырья на ЗИФ

Лучко М.С., главный инженер проекта, Инженерно-коммерческий центр АО "Иргиредмет"

Извлечение ценного компонента гравитационными способами применяется на трети всех золотоизвлекательных фабрик в России. Наиболее распространенными типами оборудования гравитационного обогащения являются концентрационные столы, отсадочные машины и центробежные концентраторы. В последние годы известность также приобрели центробежно-отсадочные машины.

Известно, что извлечение ценного компонента, в частности золота, гравитационными способами используется на трети всех золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ) в России, однако гравитация без сочетания с другими процессами (флотация и/или цианирование) практически не применяется.

Наибольшую популярность в гравитационном обогащении получили концентрационные столы, отсадочные машины и центробежные концентраторы. В последние десятилетия приобрело известность центробежно-отсадочное обогащение, реализуемое в центробежно-отсадочных машинах (ЦОМ), которые работают по принципу воздействия на обогащаемую смесь восходящих и нисходящих пульсаций с одновременным наложением центробежной силы [1,2].

Одно из отличий ЦОМ от центробежного концентратора заключается в способе вывода концентрата из процесса обогащения. В большинстве аппаратов обогащенный продукт накапливается в пространстве между рифлями обогатительной чаши и выводится во время ее остановки. При этом в пространство между рифлями с наружной стороны чаши подается флюидизированная вода, которая необходима для поддержания слоя обогащенного материала в разрыхленном состоянии, что в свою очередь требуется для накопления этим слоем ценных компонентов. В центробежной отсадочной машине концентрат постоянно выводится из процесса через слой отсадочной постели и сетчатый корпус обогатительной чаши (рис. 1).

Рисунок 1. Принцип разгрузки (вывода) концентрата: а) центробежный концентратор; б) диафрагмовая отсадочная машина

Перспективный метод центробежно-отсадочного обогащения получил развитие в Иргиредмете. Институтом была создана ЦОМ производительностью по твердому до 15 т/ч (рис. 2, табл. 1), прошедшая заводские и опытно-промышленные испытания на ЗИФ, получен патент на изобретение [3,4].

Рисунок 2. Общий вид центробежной отсадочной машины "ЦОМ-5"

Таблица 1. Технические характеристики центробежной отсадочной машины "ЦОМ-5"

Принцип работы ЦОМ заключается в следующем: продукт поступает в пустотелый вал отсадочной чаши и распределяется сначала по дну, а затем по стенкам чаши под действием вращения отсадочной чаши и возникающей центробежной силы. Подвижное днище машины, совершая возвратно-поступательные движения, передает пульсационный импульс пульпе и образующейся постели на внутренней поверхности чаши. Под воздействием пульсации постель постоянно находится в разрыхленном состоянии, эффективно пропуская через себя зерна минералов с высоким удельным весом и задерживая легкие частицы. Концентрат разгружается через отверстие в подвижном днище, а хвосты – переливом через отсадочную камеру (рис. 3).

Рисунок 3. Схематичное изображение основных элементов ЦОМ-5

Для определения возможности применения ЦОМ в обогащении золотосодержащих руд опытно-промышленный образец машины был установлен на действующей ЗИФ. Исходным питанием ЦОМ являлся весьма труднообогатимый материал с крайне неблагоприятным вещественным составом: отвальные хвосты гидроциклонирования фабрики. Преобладающим размером минеральных зерен был класс крупности минус 74 мкм. Содержание золота за время проведения исследований изменялось от 0,3 до 0,6 г/т (среднее – 0,38 г/т).

Опытно-промышленные исследования на двух действующих ЗИФ показали возможность применения ЦОМ, в том числе при доизвлечении золота из отвальных хвостов.

Во время проведения исследований по возможности применения отсадочного метода обогащения золотосодержащего сырья в центробежном поле и испытаний опытно-промышленного образца были получены данные, позволяющие предположить наиболее рациональные технологические переделы для применения ЦОМ:

1. На ЗИФ: контрольное обогащение сливов гидроциклонов; перечистка песков гидроциклонов, сливов спиральных сепараторов; предварительное обогащение исходного питания флотации, концентрационных столов; предварительное обогащение относительно крупного материала разгрузки мельниц (до 10 мм).
2. На береговых обогатительных фабриках и драгах (обогащение россыпного золота и платины): доводка золотосодержащих концентратов; перечистка концентратов отсадочных машин.
3. При обогащении угля крупностью 150–300 мкм.
4. При переработке титаносодержащих песков (ильменит, цирконий) в качестве основного, контрольного и перечистного обогатительного аппарата.

На основе полученных результатов исследований построены две математические модели, позволившие ранжировать регулируемые технологические параметры ЦОМ по степени влияния на процесс обогащения и определить их оптимальные значения [5].

Моделированием процесса обогащения в ЦОМ прогнозируются следующие оптимальные регулируемые параметры ЦОМ:

• Частота вращения отсадочной камеры: 240 мин^–1.
• Частота колебаний подвижного днища: 300 мин^–1.
• Амплитуда колебаний подвижного днища: 7,2 мм.
• Извлечение золота в концентрат из отвальных хвостов: 35,2 %.

Используя прогнозируемые технологические показатели, произведены расчеты балансов выходов продуктов обогащения и извлечения золота из отвальных хвостовых продуктов ЗИФ по двум аппаратурным схемам применения ЦОМ (рис. 4):

1. ЦОМ – основное обогатительное оборудование; перечистка концентратов ЦОМ осуществляется на концентрационных столах в две стадии.
2. ЦОМ – основной, контрольный и перечистной обогатительный аппарат; доводка концентратов ЦОМ осуществляется на концентрационных столах; вариант позволяет значительно сократить площадь строительства нового цеха гравитационного обогащения.