Рациональные технологии и оборудование для эффективного извлечения мелкого свободного золота из минерального сырья на всех стадиях его переработки, включая геологоразведочные работы и доводку гравиоконцентратов

Маньков В.М., заведующий лабораторией обогащения россыпей АО "Иргиредмет"

Казанков А.А., инженер лаборатории обогащения россыпей АО "Иргиредмет"

Россыпи остаются наиболее выгодными объектами для промышленного освоения, однако применяемое на многих предприятиях россыпной золотодобычи оборудование является физически и морально устаревшим и часто не соответствуют вещественному составу песков и крупности содержащегося в них золота. Институтом "Иргиредмет" созданы технологии и средства для эффективного обогащения минерального сырья на всех стадиях его переработки – от геологоразведочных работ до доводки гравиоконцентратов.

Несмотря на снижение объема добычи золота из россыпей, они остаются наиболее выгодными объектами для промышленного освоения как в современных условиях, так и в среднесрочной перспективе, поскольку их минерально-сырьевая база все еще остается достаточно большой, а ресурсы, требуемые для освоения россыпей, относительно невелики.

В промышленную эксплуатацию вовлекаются труднообогатимые погребенные глинистые россыпи, элювиальные россыпи месторождений коры выветривания, золотосодержащие конгломераты с преобладанием мелкого золота (мельче 0,25 мм). Высоко оценивается потенциал нетрадиционных россыпных образований: техногенных песков и песчано-гравийных материалов, содержащих мелкое (минус 0,25+0,1 мм) и особо мелкое (мельче 0,1 мм) золото (МЗ), плохо извлекающееся традиционным методом – при обогащении на шлюзах с улавливающим покрытием.

Вместе с тем применяемое на многих предприятиях россыпной золотодобычи технологическое оборудование – как на стадии геологоразведочных работ, так и в основных процессах обогащения, включая доводочные операции – является физически и морально устаревшим и очень часто не соответствуют вещественному составу песков и крупности содержащегося в них золота.

Институтом "Иргиредмет" созданы технологии и оборудование для эффективного обогащения минерального сырья со свободным золотом любой крупности, в том числе мельче 0,1–0,05 мм, на всех стадиях его переработки, включая геологоразведочные работы, основные процессы обогащения и доводку гравиоконцентратов.

Для основных процессов обогащения песков с учетом разнообразного вещественного состава обогащаемого материала и различной массовой доли в нем мелкого золота институт «Иргиредмет» разработал базовые варианты технологий обогащения песков россыпных месторождений:

• двухстадиальную усовершенствованную шлюзовую технологию;
• отсадочную технологию;
• развитую технологию;
• комбинированные технологии.

По данным технологиям возможно извлекать из песков любое по крупности золото, в том числе мельче 0,1 мм.

Кроме базовых, институт "Иргиредмет" разрабатывает и другие рациональные технологии обогащения минерального сырья, обеспечивающие оптимальные соотношения технологических и технико-экономических показателей переработки и позволяющие извлекать любое по крупности свободное золото, в том числе самородки и мелкое золото.

Новые технологии позволяют повысить извлечение золота крупностью минус 0,25+0,10 мм в 2–2,5 раза, а крупностью мельче 0,1 мм – в 10,0–30,0 раз по сравнению с обычными шлюзовыми процессами обогащения. 

Выбор рациональной технологии обуславливается ее технико-экономической целесообразностью для конкретного сырья и объекта с учетом особенностей вещественного состава обогащаемого материала, в том числе количества мелкого золота в песках. На основе указанных технологий в институте разрабатываются и изготавливаются обогатительные комплексы и установки «под ключ» производительностью от 1–2 до 100–200 м³/ч, оказываются инжиниринговые услуги по их вводу в промышленную эксплуатацию.

В частности, для обогащения золотосодержащего сырья, имеющего относительно небольшое количество мелкого золота (не более 15–20 % крупностью мельче 0,25 мм), эффективна и получила широкое распространение усовершенствованная шлюзовая технология с использованием гидравлического грохота специальной конструкции, который позволяет уменьшить максимальную крупность обогащаемого материала до 2,0–10,0 мм. При этом за счет резкого уменьшения скорости потока пульпы на шлюзах потери золота, особенно мелкого, снижаются в 1,5–2,0 раза. Указанная технология реализована в промприборах типа ПГШИ-50, ПГШИ-100, которые применяются не только в России, но и поставляются в страны ближнего и дальнего зарубежья (рис. 1). Двухстадиальная технология обогащения песков с ограничением их максимальной крупности и использованием шлиходоводочных установок для переработки шлюзовых концентратов применяется и в скрубберных промывочных приборах.

 

Рисунок 1. Промприборы с двухстадиальной усовершенствованной шлюзовой технологией обогащения

Для обогащения золотосодержащего сырья с большой массовой долей МЗ институтом разработана отсадочная технология обогащения (прямая отсадка материала крупностью мельче 15(20) мм) с предварительной дезинтеграцией и грохочением материала в скруббер-бутарах, дражных бочках, виброгрохотах.

Такие технологии на базе отсадочных машин "Труд-12" производительностью до 100 м³/ч с подвижным решетом и диафрагмовых отсадочных машин типа МОД производительностью от 5,0 до 15,0 м³/ч реализованы в промприборах производительностью от 10,0–20,0 до 200 м³/ч и других, эксплуатирующихся на предприятиях Якутии, Забайкалья, Урала и других регионов (рис. 2). В частности, в конце 1980-х годов все 10 драг комбината "Алданзолото" были переоборудованы на безшлюзовую технологию обогащения, включая отсадочную.

Рисунок 2. Промприборы с отсадочной технологией обогащения

При обогащении песков отсадочной технологией повышается извлечение золота крупностью 500–50 мкм, но не обеспечивается эффективное улавливание драгоценного металла крупностью мельче 100–50 мкм. С целью более полного извлечения золота указанной крупности разработана развитая технология переработки золотосодержащего сырья, которая предусматривает получение и раздельное обогащение песковой и илисто-глинистой фракций материала.

Данная технология была разработана для обогащения песков погребенной россыпи р. Б. Куранах на Алдане, впервые реализована на крупнолитражной драге с вместимостью черпаков 250 л и береговой фабрике (БОФ) производительностью 200 м³/ч при опытно-промышленной отработке данной россыпи в конце 1980-х годов. По настоящее время технология продолжает эксплуатироваться на данном месторождении при его отработке двумя драгами глубокого черпания с вместимостью черпаков 380–400 л. Также она была реализована в промприборах типа ПБСР (рис. 3).

 

Рисунок 3. Промприборы с развитой технологией обогащения

При этом для обогащения илисто-глинистой фракции, а при большой массовой доли золота крупностью мельче 100 мкм в месторождении (более 60–70 %) и для обогащения песковой фракции используются центробежные аппараты, в том числе разработанные в институте (центробежно-барботажный концентратор и центробежная отсадочная машина) и обеспечивающие непрерывный вывод концентратов.

С целью эффективной дезинтеграции глинистой породы и максимального извлечения мелкого золота при гидравлической подаче песков на обогащение разработаны и изготавливаются обогатительные комплексы с комбинированными технологиями производительностью от 10,0–20,0 до 100 м³/ч, предусматривающие использование для извлечения усовершенствованной шлюзовой, отсадочной или развитой технологий обогащения в едином технологическом процессе при оптимальных условиях работы всех применяемых обогатительных аппаратов (рис. 4).

 

Рисунок 4. Промприборы с комбинированными технологиями обогащения

За счет более полного извлечения золота крупностью до 50–20 мкм общий уровень извлечения драгоценного металла на драгах и обогатительных комплексах с новыми технологиями на 20–100 % выше, чем при использовании шлюзовых технологий.

Для каждого из базовых вариантов технологии обогащения песков определено извлечение золота различной крупности (рис. 5), что позволяет рассчитать уровни извлечения при обогащении минерального сырья конкретного месторождения различными технологиями и провести их сравнительный технико-экономический анал

Рисунок 5. Зависимость извлечения золота от его крупности при обогащении песков по технологическим вариантам (без учета возможных потерь золота с отвальными крупнозернистыми фракциями)

Для доводки гравиоконцентратов крупностью до 100,0 мм институтом разработаны и поставляются на предприятия шлиходоводочные установки (ШДУ) производительностью от 1,0 до 5,0 т/ч с различной комплектацией технологическим оборудованием в зависимости от крупности шлихов, их минерального состава и ситовой характеристики золота в шлиховом продукте.

Отдельные образцы указанных ШДУ при использовании в стационарном помещении или непосредственно около промприборов показаны на рис. 6.

 

Рисунок 6. Шлиходоводочные установки ШДУ-2 (1) и ШДУ-5 (2) в стационарных и полевых условиях

С целью эффективной дезинтеграции и классификации песков и более полного извлечения мелкого золота при обработке геологоразведочных проб, а также повышения уровня механизации ручного труда и снижения влияния субъективных (человеческих) факторов на результаты обработки проб (определение содержания золота в песках) в институте разработаны и изготавливаются установки для механизированной обработки геологоразведочных и технологических проб (УОМП). Они позволяют в полевых условиях производить качественную обработку проб ударно-канатного, колонкового и других видов бурения, а также большеобъемных валовых проб песков, отобранных из борозд, траншей, шурфов и других горных выработок.

УОМП представляет собой комплект технологически связанного дезинтегрирующего, классифицирующего и обогатительного оборудования с элементами "ноу-хау", установленного на платформе саней или в закрытом теплом помещении, способных передвигаться по полигону с помощью механической тяги.

Отдельные виды УОМП различной комплектации показаны на рис. 7.

 

Рисунок 7. Установка для механизированной обработки геологоразведочных и технологических проб (УОМП)

Кроме этого, в институте разработано и изготавливается нестандартное технологическое оборудование для процессов дезинтеграции, классификации, обезвоживания, обогащения песков и доводки гравиоконцентратов: центробежные дезинтеграторы, гидравлические грохота, проточные обезвоживатели, шлюзы с непрерывным или регулируемым выводом концентрата, центробежно-барботажные концентраторы, центробежные отсадочные машины, диафрагмовые отсадочные машины МОД-0,3; МОД-0,5; МОД-1, концентрационные столы СКО-1, СКО-2, и др. (рис. 8).

Рисунок 8. Нестандартное оборудование для дезинтеграции, классификации, обезвоживания, обогащения песков и доводки гравиоконцентратов

Таким образом, в настоящее время имеются технологически рациональные и экономически целесообразные технологии обогащения песков и оборудование, позволяющие извлекать самородное шлиховое золото практически любой крупности на всех стадиях обогащения песков, включая основные процессы, доводочные операции и геологоразведочные работы с учетом вещественного состава песков. 

В качестве примера многолетнего сотрудничества АО "Иргиредмет" с золотодобывающими предприятиями, отрабатывающими россыпные месторождения, можно отметить комплекс работ, выполненных на предприятиях россыпной золотодобычи в Якутии с 1970-х годов и по настоящее время:

1. В 1971–1990 годах был проведен большой комплекс научно-исследовательских, конструкторских и опытно-промышленных работ на погребенной россыпи р. Б. Куранах, являющейся одной из крупнейших в мире россыпей по запасам золота. В результате проведенных исследований были разработаны и успешно внедрены эффективные технологии дезинтеграции глинистых песков и извлечения мелкого золота, реализованные в развитой технологии обогащения песков в конце 1980-х годов на крупнолитражной драге и БОФ производительностью до 200 м³/ч на комбинате "Алданзолото". Данная технология успешно эксплуатируется по сей день на двух крупнолитражных драгах глубокого черпания с вместимостью черпаков 380 и 400 л в АО "Саха Голд Майнинг".
2. Были разработаны и внедрены на комбинате "Алданзолото" новые технологии обогащения песков с использованием отсадочных машин и шлюзов с непрерывной разгрузкой концентрата, что позволило заменить обогатительные узлы всех десяти драг на безшлюзовые технологии обогащения.
3. Для замены ртути в доводочных операциях в начале 1990-х годов была разработана и испытана на комбинате "Алданзолото" безамальгамационная технология доводки гравиоконцентратов, которая успешно эксплуатируется по настоящее время в АО "Саха Голд Майнинг", а также на других предприятиях.
4. В 1989–1990 годах на комбинате "Алданзолото" были проведены приемочные испытания новых отсадочных машин производительностью до 100 м³/ч (МО-416 и "Труд-12"), начата их опытно-промышленная эксплуатация в составе БОФ. В настоящее время отсадочные машины "Труд-12" эксплуатируются в составе обогатительных узлов трех крупнолитражных драг в АО "Саха Голд Майнинг" при отработке россыпи р. Б. Куранах, а также на драгах и промприборах других предприятий. В 1998–2015 годах на отсадочные технологии обогащения с использованием отсадочных машин МОД-3М и "Труд-12" был переведен ряд крупнолитражных драг в ООО а/с "Дражник" (Якутия).
5. В конце 1980-х годов в комбинате "Индигирзолото" были успешно проведены приемочные испытания транспортно-обогатительного комплекса ТОК-200 производительностью 200 м³/ч, обогатительный узел которого был разработан специалистами лаборатории обогащения россыпей.
6. В 2010–2018 годах в АО "Саха Голд Майнинг" и ООО "Арктик-капитал" было поставлено несколько комплектов установок (оборудования) для механизированной обработки геологоразведочных и технологических проб, которые эксплуатируются по настоящее время.
7. В 2020–2021 годах в АО "Саха Голд Майнинг" выполнена работа по определению извлечения свободного, цианируемого, «связанного» и общего золота, содержащегося в песках россыпи на двух крупнолитражных драгах глубокого черпания, разработаны рекомендации по повышению эффективности обогащения песков россыпи.

В настоящее время работа института на предприятиях россыпной золотодобычи в России продолжается.

© АО «Иргиредмет», 2023