О необходимости комплексного подхода к решению вопроса дезинтеграции труднопромывистых песков россыпей

УДК 622.271.1

Р. С. Серый, В.В. Нечаев

О НЕОБХОДИМОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К РЕШЕНИЮ ВОПРОСА ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ТРУДНОПРОМЫВИСТЫХ ПЕСКОВ РОССЫПЕЙ

Яекоторая часть россыпных месторождений золота в Хабаровском крае, отрабатываемых в настоящее время, представлена глубокозалегающими и древними погребенными россыпями. Одной из особенностей данного вида месторождений является высокое содержание глины в добываемых песках, что относит их к категории труднопромывистых. Однако вовлечение в эксплуатацию месторождений с высоким содержанием глины является перспективным направлением пополнения сырьевой базы россыпной золотодобычи.

Но при этом необходимо решать проблему повышения качества дезинтеграции продуктивной горной массы. Решение проблемы требует не только создания более эффективных аппаратов для дезинтеграции глинистых песков, но и объективного учета гранулометрии песков, оценки их физико-механических свойств, вещественного состава минеральной горной массы.

Анализ вещественного состава труднопромывистых песков Дальнего Востока показывает, что содержание глины в них изменяется в широких пределах и может колебаться от 10 до 60%. Важной характеристикой для выбора способа и технологии дезинтеграции песков является их влажность, существенно влияющая на энергоемкость процесса. Выполненные исследования показывают, что изменение влажности с 17% до 19% при содержании глины в образцах 60% повышает уровень дезинтеграции глинистых пород с 30 до 60 %. Вопрос комплексной технологической оценки высокоглинистых песков и выбор эффективной поточной технологии их переработки является актуальной научной задачей.

К месторождениям с высоким содержанием глины в Хабаровском крае относятся такие россыпи как Нижний Соболиный,

Таблица 1

Содержание глинистой (-0,005 мм) и пылеватой фракции (-0,05+0,005 мм) в пескахроссытны/х месторождений

Месторождение Содержание фракций, %

-0,005 мм -0,05+0,005 мм

Ниж. Соболинный 12,3 20,1

Майский 20,0 15,0

Сунгочан 4,0 23,0

Колчан 50,0 10,0

Г алининская 12,7 23,3

Галининский, р. Колчан, р. Майский и др. В табл. 1 представлены количественные характеристики высокоглинистых россыпных месторождений Хабаровского края.

Данные табл. 1 показывают, что содержание пылевидных и глинистых фракций в россыпях колеблется в пределах от 27 до 60%, что предопределяет высокий уровень потерь металла при плохом качестве дезинтеграции песков.

Например, при дражном способе разработки общие потери полезного ископаемого, обусловленные оставлением межшаговых и межходовых целиков, недозачисткой плотика россыпи и недостаточно высокой степенью дезинтеграции песков в дражной бочке достигают 40 % [1].

Наряду с подводным (дражным) способом на Дальнем Востоке широко применяется открытый раздельный способ разработки россыпных месторождений золота, при котором добываемые пески подаются бульдозером на гидровашгерд, где подвергаются размыву, затем гидроэлеватором или землесосом направляются в виде пульпы на промприборы типа III Ш со шлюзами глубокого и мелкого наполнения. Данный тип промывочных приборов зарекомендовал себя простым в эксплуатации, надежным и производительным, но он имеет ряд существенных недостатков:

1. Низкая эффективность дезинтеграции высокоглинистых песков.

2. Увеличение потерь золота в процессе эксплуатации между съемками концентрата вследствие снижения улавливающей способности шлюзов с течением времени из-за накопления в них концентрата и вмещающих пород.

3. Конструкция плоских грохотов, не обеспечивает эффективное грохочение и поступление всего подрешетного материала на шлюзы мелкого наполнения.

В результате, потери золота при обогащении высокоглинистых россыпей промприборами типа ПГШ могут достигать 50% [2].

Анализ существующих способов дезинтеграции песков данных месторождений показывает, что использование традиционных способов подготовки породы к обогащению не позволяет в полном объеме решить проблему переработки высокоглинистых россыпей.

При использовании дезинтеграторов центробежного типа, в которых происходит закручивание твердых частиц породы за счет тангенциального подвода пульпы, разрушение породы возникает из-за разности давления и скорости потока. [3].

Данный вид аппаратов используется совместно с гидровашгердом и землесосом, создающим необходимый напор для транспортировки гидросмеси. Конструкция центробежного дезинтегратора представлена на рисунке 1

Использование центробежных дезинтеграторов позволяет уменьшить размер глинистых окатышей примерно вдвое, эффективность дезинтеграции составляет в среднем около 60 - 70 %, снижается содержание золота в эфельных хвостах, но необходимость повторной промывки остается, и для достижения полной дезинтеграции необходимо включать в технологическую цепь последовательно несколько центробежных дезинтеграторов, совместно с энергоемкими землесосами. Основным недостатком центробежных дезинтеграторов является износ корпуса при высокой энергоемкости процесса.

Рис. 1. Конструкция центробежного дезинтегратора: 1 - цилиндрическая камера; 2 - питающий патрубок; 3 - разгрузочные патрубки

Испытания на горнодобывающем предприятии показали, что, несмотря на высокие технологические показатели работы центробежного дезинтегратора ДЦ-100, его эксплуатация выявила практическую непригодность установленной футеровки из полиуретана для длительного применения в полевых условиях, что явилось причиной преждевременного износа дезинтегратора ДЦ-100 и выхода его из строя. Также необходимо применения износостойких отводов и транспортной магистрали, подающей пески после дезинтегратора на промприбор.

Для дезинтеграции глинистых песков в нескольких институтах изучалось разрушающее воздействие ультразвука на породу. Полученные результаты данных исследований показывают, что при частоте 20 кГц и интенсивности ультразвуковых колебаний 2 Вт/см2 для эффективного разрушения глинизированной породы с содержанием глины до 86% воздействия одного ультразвука недостаточно. После 3 минутного воздействия содержание глины составило 30% от первоначальной массы. Экспериментально установлено, что снизить время полного разрушения можно при комплексном воздействии ультразвука и умеренного механического перемешивания при повышенном статическом давлении 200 кПа. Считается, что недостатком ультразвукового способа воздействия является высокая степень поглощения и рассеивания ультразвуковых волн, не позволяющих воздействовать на большие объемы жидкофазных сред. Этот недостаток может быть устранен путем использования более низких частот ультразвука [4].

Теоретические и экспериментальные исследования процесса вибропромывки глинистых песков [5] показывают, что оптимальным видом колебаний, обеспечивающим максимальную циркуляцию материала, является поперечный круговой. Эффективность вибрационной промывки зависит в основном от амплитуды и частоты колебаний. С увлечением ускорения колебаний установки эффективность процесса повышается, но по прочностным характеристикам оборудования оно не должно превышать 70 м/с2.

Специальным конструкторским бюро горно - обогатительных машин (СКБГОМ) по заданию Иргиредмеда была создана опытная модель вибрационного дезинтегратора ДВ-1, представленная на рисунке 2, испытаная в полупромышленных условиях. Результаты испытаний показали, что вибродезинтегратор

Исходные Ю пески

9 'е , 5

Вид Я з

Рис. 2. Схема вибродезинтегратора ДВ-1: 1- промывочная камера; 2- промежуточный вал; 3- дебаланс; 4- электродвигатель; 5- разгрузочные решетки; 6- внутренняя перегородка; 7- загрузочная воронка; 8- разгрузочный лоток; 9- опорная рама; 10- оросительная труба

ДВ-1 обеспечивает высокую степень дезинтеграции (до 90%), но при ограниченной производительности, не более 10 м3/ч.

Создан вибродезинтегратор ДВ-2 (с максимальной производительностью до 80 м3/ч.) на основе ДВ-1. В период механических испытаний были выявлены серьезные недостатки в работе аппарата на высокоглинистой россыпи Приморья. Вибродезинтеграторы не получили распространения из-за сложной конструкции, хотя они (при содержании глины в песках до 50 %) показывают довольно высокую степень дезинтеграции (до 90%). Обязательным условием эффективной работы данного вида приборов, является наличие истирающих элементов (гали).

Традиционные способы и оборудование для переработки песков не способны обеспечить достаточно эффективную степень извлечения золота из высокоглинистых россыпей.

Необходимо создание современных гидромеханизированных технологий для эффективного освоения россыпных месторождений, представленных труднопромывистыми породами.

Исследование вещественного состава хвостов переработки высокоглинистых песков россыпных месторождений показывает, что теряется золото не только в не размытых песках. При движении по шлюзам глубокого наполнения глинистых окатышей происходит механический захват (налипание) частиц метала на их поверхность. На рис. 3 видно, что на поверхности глиняного окатыша имеются включения кварца и песка.

Установлено, что при прохождении неразмытой глины по шлюзам глубокого наполнения содержание песчаной фракции на ее поверхности увеличивается в среднем на 15 %. По данным опробования эфельных хвостов содержание золота в глинистых окатышах изменялось от 0,4 до 10 г/м3. Это приводит к увеличению общих потерь золота, и отработка таких месторождений становится не рентабельной, поэтому большинство артелей производят повторную промывку эфелей для доизвлечения золота, что существенно повышает себестоимость добычи драгметалла.

Анализ различных способов дезинтеграции глинистых песков показывает, что существующие аппараты дезинтеграции песков недостаточно эффективны

Решение проблемы должно быть направленно не только на разработку поточной и комплексной технологии дезинтеграции

высокоглинистых песков, но и на создание технологического оборудования, позволяющего одновременно более эффективно улавливать мелкое золото.

В ИГД ДВО РАН создан лабораторный образец спирального дезинтегратора-концентратора, предварительные результаты испытания которого показали, что принятый комплексный подход к решению проблемы дезинтеграции глинистых песков перспективный.

------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хныкай В.Ф. Перспективы разработки труднопромывистых высокоглинистых россыпных месторождений золота // Горный журнал. 1995. № 11. С. 42-43.

2. Белобородов В.И., Федотов К.В., Романенко А.А. Обогащение золотосодержащих песков с высоким содержанием глинистых // Горный журнал. 1995. № 5. С. 30-33.

3. Дезинтеграция глинистых золотосодержащих песков. Москва: ЦНИИ-цветмет экономики и информации, 1983. (Серия: Обогащение руд цветных металлов).

4. Семенова Н. Г. Некоторые особенности ультразвуковой интенсификации технологических процессов, протекающих в акустической слое. М.: МИСИС, 1979. С. 8-9.

5. Троцкий В.В. Промывка полезных ископаемых. М., 1978. 255 с. И5И=1

— Коротко об авторах -------------------------------------------

Серый Р. С. - научный сотрудник,

Нечаев В.В. - кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск.

E-mail: Ruslan_ssr@mail.ru