Иванов П. О., ООО «АДК»
В 2020 году в рамках геолого-разведочных работ были обогащены две валовые технологические пробы аллювия (объем 3,66 тыс. м3 и 1,55 тыс. м3 соответственно) россыпного месторождения алмазов в Республике Саха (Якутия) с попутным мелким и тонким золотом (здесь и далее МТЗ: весьма мелкое золото –0,25+0,1 мм, тонкое –0,1+0,05 мм, согласно [1]).
Обогащение выполнялось в летнее время на модульной ГОУ (геологической обогатительной установке). Водоснабжение ГОУ осуществлялось по оборотной схеме насосной станцией ДНУ-200 из зумпфа илоотстойника. Пески, в зимнее время выложенные на обустроенном складе («рудном дворе»), подавались на промывку в бункер ГОУ фронтальным погрузчиком CAT-950G. После дезинтеграции в скруббер-бутаре СБ-16 материал –16 мм классифицировался по классу 1 мм на инерционном грохоте ГИС-31. Подрешетный класс –1 мм шламовым насосом KETO 3/2 (40 м3/час) перекачивался в узел подготовки питания винтовых сепараторов (ВС).
Узел подготовки питания ВС был реализован в виде цилиндрического (Ø1,5 м) бункера с переливом вверху и разгрузочным отверстием в нижней конусной части и обеспечивал сгущение и частичное обесшламливание пульпы (рис. 1). Подготовленная по плотности пульпа (разжижение 1:4–1:7) самотеком распределялась на два установленных параллельно разведочных винтовых аппарата производства ООО НПК «СПИРИТ» (г. Иркутск) — СВМ-500 и СВШ-500 (рис. 2).
Концентрат винтовой сепарации вручную (в ведрах) переносился в узел доводки и сокращался на концентрационном столе СКО-1,0 трехкратной перечисткой. Хвосты винтовой сепарации вместе с переливом бункера-питателя направлялись на контрольный шлюз мелкого наполнения (ШМН) шириной 0,5 м и длиной 3,0 м. Сполоск шлюза выполнялся один раз в смену с доводкой на СКО-1. Велся ежесменный учет выхода концентрата винтовой сепарации (в литрах) и концентратов СКО-1 (в сухом виде в граммах). Окончательная раздельная доводка концентратов ВС и контрольного шлюза выполнены в 2021 году в лабораторных условиях на СКО-1 после рассева на узкие классы крупности с последующей доводкой до мономинеральных навесок золота в бромоформе.
Характеристика исходного материала
Пески месторождения промывистые, глины мало, фракция –1 мм составляет в среднем 50 %. По данным минералогического анализа, пески характеризуются высоким выходом минералов тяжелой фракции класса –0,5 мм: от 1,0 до 12 кг/м3 (в среднем 3,45 кг/м3). При этом доминируют гранат (41,1 %), пироксен (36,7 %) и ильменит (10,5 %). В значимых количествах (до 1–5 %) в классе –0,25 мм присутствуют эпидот и циркон. В подчиненном количестве встречаются дистен, ставролит, рутил, апатит, шпинель. Пески месторождения содержат хорошо окатанные высокопробное (930 мг/г) золото, преимущественной крупностью –0,5 мм, и железистую платину (800 мг/г) крупностью –0,25 мм при уровне содержаний, свойственных региональному шлиховому ореолу в четвертичном аллювии Сибирской платформы: 5–30 мг/м3 и 0,5–10 мг/м3 соответственно.
Результаты работ
Благодаря высокому содержанию тяжелой фракции четкий веер минералов разной плотности хорошо визуализировался на желобах винтовых сепараторов при колебаниях нагрузки в широком диапазоне (рис. 3).
Фактическая производительность установки и средние выходы первичного концентрата ВС и продукта его перечистки за период обогащения двух валовых проб сведены в таблицу (табл. 1).
При содержании золота в исходных песках 33,1 мг/м3 и выходе концентрата ВС 0,9 % за три перечистки на СКО-1,0 получен концентрат с содержанием х. ч. золота 1,124 кг/т. Дальнейшая перечистка расситованного по классам крупности концентрата на столе и доводка в бромоформе позволили выделить монофракции шлихового золота и железистой платины в чистом виде (рис. 4).
Из пробы 2 с содержанием 3,6 мг/м3 при выходе концентрата ВС 0,32 % после перечистки на СКО-1,0 получен концентрат с содержанием золота 380 г/т. Содержания х. ч. платины (монофракции железистой платины выделены неодимовым магнитом) в исходных пробах 1 и 2 составили 3,45 мг/м3 и 0,39 мг/м3 соответственно.
Изучены гранулометрический состав (табл. 2) и морфологические особенности золота и платины.
Основная часть золота (88,5 %) сосредоточена в классе –0,5+0,125 мм, практически вся платина (96,3 %) имеет крупность меньше 0,25 мм. При этом доминирующим и для золота, и для платины является класс –0,25+0,125 мм — 62 % и 74 % соответственно. В пробе № 2, представленной верхними горизонтами аллювия (торфа россыпи), закономерно отсутствует золото +1 мм и платина +0,5 мм.
Выделения платины во всех классах крупности представлены относительно толстыми пластинками и табличками с ровными плоскими поверхностями и округлыми очертаниями. Доля таблитчатых и объемных форм увеличивается в нижних классах, соответственно уменьшается средний коэффициент уплощенности от 5,2 в классе +0,5 мм до 1,8 в классе –0,25+0,125 мм (рис. 5).
Морфологический спектр золота более широкий. В крупных классах доминируют тонкие изогнутые, часто сложенные вдвое пластинки с неровной поверхностью и рваными краями. Средний коэффициент уплощенности достигает 9,2 в классе +1 мм. В классе +0,25 мм увеличивается доля объемных форм, в том числе за счет пластинок с более или менее выраженным валиком бокового наклепа, а в классе –0,125 мм классические тороиды («эритроциты») и полупустотелые сфероиды уже преобладают (рис. 5).
Уплощенность золотин также уменьшается к нижним классам — от 6,8 в классе –1+0,5 мм до 2,0 в классе –0,25+0,125 мм. При меньшей плотности шлиховой железистой платины (16,65 г/см3 против 18,24 г/см3 у золота месторождения) за счет более объемных форм средние веса знаков золота и платины по классам крупности сопоставимы (табл. 3, 4).
Раздельная доводка основного концентрата винтовой сепарации и концентрата контрольного ШМН позволили изучить распределение золота и платины в технологическом процессе по классам крупности для обеих проб (табл. 5).
Извлечение платины классов –0,5 мм статистически незначительно (на 1–5 %) выше извлечения золота той же крупности при близком среднем весе знаков, что, возможно, связано с более ровной, правильной и плоской формой знаков платины. Золото +1 мм плохо извлекается при ВС. Извлечение золота/платины в классе –1+0,5 мм зависит от уплощенности выделений и колеблется в широких пределах (37–80 %). Характерно, что абсолютно для всех навесок всех классов крупности металл, ушедший на шлюз, характеризуется большим средним весом знака и меньшим коэффициентом уплощенности, но особенно ярко это выражено в классе –1+0,5 мм (табл. 3, 4).
По пробе 1 извлечение основных классов ТМЗ и платины на уровне 90–93 %. По пробе 2 аналогичный параметр заметно ниже — 76–83 %. Объяснение простое — при промывке пробы 2 средняя производительность промывки была увеличена в 1,8 раза (до 7 м3/час), а выход концентрата с ВС, наоборот, уменьшен в три раза (до 0,32 %) (табл. 1).
Ранее при обогащении пробы эфелей на модуле винтовой сепарации ОМВ-45 производства ООО НПК «Спирит» было установлено извлечение золота классов –0,5+0,25 мм, –0,25+0,125 мм и –0,125 мм на уровне 96–98 % (https://zolotodb.ru/article/12693).
Высокое извлечение в данном случае закономерно, так как при промывке пробы эфелей при убогом содержании тяжелой фракции (0,5–1,0 кг/м3) отсечка концентрата ВС для текущей перечистки на СКО-7,5, входящем в комплекс ОМВ-45, была не менее 1,5–2,0 % от исходного.
Выводы
• Винтовая сепарация подготовленного по крупности материала обеспечивает высокие извлечение и степень концентрации в т. ч. пластинчатого золота крупностью –0,5+0,05 мм даже при повышенном содержании в исходном материале тяжелых минералов плотностью >4,0 г/см3 и может быть рекомендована для промышленного применения.
• Степень извлечения золота класса –1+0,5 мм в концентрат ВС зависит от уплощенности золотин. Объемные формы (таблитчатое, изогнутое и комковатое золото) этого класса не удерживаются в вязком подслое на желобе винтового сепаратора и закономерно выводятся в хвостовой продукт, из которого могут быть эффективно извлечены на контрольном шлюзе мелкого наполнения, в т. ч. и благодаря тому, что хвостовой продукт ВС освобожден от большей части минералов тяжелой фракции.
• Степень извлечения МТЗ в концентрат ВС существенно зависит от содержания минералов тяжелой фракции в исходном и от установленного уровня отсечки (выхода) концентрата ВС. Поэтому при проектировании промышленного применения технологии следует учитывать все характеристики обогащаемого материала, в т. ч. и для того, чтобы обеспечить достаточную производительность оборудования первой стадии перечистной операции.
ООО НПК «Спирит»: https://spirit-irk.ru
Список литературы
1. Методика разведки россыпей золота и платиноидов. М.: ЦНИГРИ. 1992.