Минералого-технологическое обоснование эффективных методов извлечения мелких частиц платиноидов из россыпей

© Т.Н. Александрова, С.А. Корчевенков, 2014

УДК 622.7

Т.Н. Александрова, С.А. Корчевенков

МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКИХ ЧАСТИЦ ПЛАТИНОИДОВ ИЗ РОССЫПЕЙ

Освещено современное состояние проблемы извлечения мелких части платиноидов из россыпей, на примере месторождения россыпной шлиховой платины «Кондёр». Представлены результаты большого спектра работ по изучению динамики изменчивости вещественного состава песков и техногенных отвалов в зависимости от удаления от коренного источника локализованного в кольцевом хребте «Кондёр». Проведен анализ динамики изменения вещественного состава техногенных отвалов в зависимости от применяемой технологии обогащения песков. Представленные показатели содержания шлиховой платины полученные на основании технологических опытов и экспериментов по извлечению мелких частиц платины. Установлено, что большая часть шлиховой платины представлена среднеириди-стой изоферроплатиной преимущественно комковатой и уплощенной формы, также установлено увеличение доли уплощенных зерен с удалением от коренного источника, что объясняется морфоструктурными условиями формирования россыпи. Анализ данных по вещественному составу полученных продуктов обогащения полученных по различным гравитационным процессам, свидетельствует о большей целесообразности применения процесса винтовой сепарации, в виду большой разделительной поверхности и отсутствием вертикальных колебаний потока, в отличии от процесса отсадки, ухудшающих извлечение уплощенных зерен тяжелых минералов. Магнитные свойства изоферроплатины предопределяют процессы доводки черновых гравиоконцентратов преимущественно гравитационными методами. Таким образом обоснована технология извлечения мелких частиц платиноидов из продуктивного класса песков и отвалов россыпи с помощью винтовых сепараторов и дальнейшей доводкой концентрата.

Ключевые слова: россыпи, эфельные отвалы, мелкая платина, металлы платиновой группы, винтовая сепарация, изоферроплатина, доводка, месторождение «Кондёр».

Проблема извлечения мелкой платины из песков возникла с началом промышленного освоения россыпей. Под мелкой понимают платину такой крупности, при которой она не улавливается на существующем уровне техники и технологии обогащения. Различные классификации россыпного золота и платины по крупности (Гинзолото, Гипрозоло-то, ВНИИ-1 и др.) относят к мелким частички разного размера в весьма широком диапазоне - от 1-2 до 0,10,25 мм [1].

Перспективы извлечения мелкой платины весьма внушительны. Прогнозные запасы «шлиховой платины» (класса +0,1 мм), включая техногенные россыпи, составляют 798-811 т. На долю Норильского (Таймыр) объекта приходится 600 т, Кондёрского (Алданский щит) - 70-75 т, Сейнав-Гальмоэнансого (Корякия) - 80 т. За 100 лет эксплуатации из уральских россыпей (рр. Ис, Тура, водотоки горы Соловьевой) добыто более 300 т платиновых металлов. От гигантских россыпей (рр. Ис, Тура) протяженно-

стью более 200 км остались техногенные россыпи, прежде всего, мелкой платины. Прогнозные запасы «шлиховой платины» составляют 40-45 т, из которых на долю техногенных приходится 70-80% [2].

Россыпное месторождение «шлиховой» платины р. Кондёр эксплуатируется с 1984 г. и за 30 лет отработки запасов, числящихся на Государственном балансе, накопился большой объем горной массы, считающийся как отходы горного производства. В генетическом отношении эти отходы классифицируются как техногенные россыпи, относящиеся в настоящее время к важнейшему геолого-промышленному типу месторождений полезных ископаемых [3, 4].

Техногенные образования формируются и характеризуются в зависимости от способа переработки исходных песков, для техногенных образований месторождения «Кондёр» характерно присутствие 5 типов техногенных отвалов: галечные отвалы, эфельные отвалы шлюзов глубокого и мелкого наполнения, хвосты отсадочных ма-

шин, хвосты концентрационных столов, хвосты шлихообогатительных фабрик. Наибольший экономический интерес представляют эфельные отвалы [5].

Материал эфельных отвалов представляет собой песчано-галечный материал, основная масса которого представлена галей разной крупности - около 50% от общей массы песков. Песчаная часть эфельных отвалов - класс -2 мм представляет собой продуктивную ее часть. Извлечение платины из продуктивного класса эфельных отвалов производилось путем получения первичного гравио-концентрата на винтовом сепараторе и дальнейшей глубокой доводке гра-виоконцентрата комбинированными методами. После обработки 10 проб отвалов общей массой около 8 т получены значения содержания платины в 1 м3 (таблица) [6, 7].

Особенности морфоструктурного плана территории предопределили рисунок речной сети, строение долин и самым существенным образом сказались на распределении россыпной

Гранулометрическая характеристика материала эфельных отвалов и содержание в них шлиховой платины

Классы крупности, мм Выход,%

Проба б.л. № 216 Проба б.л. № 157 Проба б.л. № 128 Проба б.л. № 94 Проба б.л. № 70 Проба б.л. № 33 Проба б.л. № 10 Проба б.л. № 192

-100+50 4,37 1,02 1,97 2,73 5,34 3,19 4,12

-50+20 20,84 23,3 18 25,08 21,55 24,76 30,06 4,89

-20+10 5,24 10,38 10 14 11,98 10,94 6,96 10,58

-10+2 18,15 22,27 34 34,31 26,48 19,64 15,04 25,72

-2+1 8,22 7,74 6,41 3,91 5,34 4,37 5,74 8,45

-1+0,5 10,4 9,51 6,31 3,46 5,92 4,84 7,87 12,13

-0,5+0,25 14,47 12,01 7,24 4,53 6,84 7,54 9,94 16,15

-0,25+0,125 9,97 7,5 3,93 2,61 3,67 5,6 6,33 10,49

-0,125+0 мм 8,34 6,27 12,14 9,37 10,88 19,12 21,79 18,58

Сод-е Р:, г/м3 0,156 0,193 0,166 0,128 0,16 0,389 0,705 0,865

Рис. 1. а) - изменение средней крупности мм зерен платины в песках; б) - изменение содержания шлиховой платины г/м3 в исходных песках

платины, что наглядно демонстрирует рис. 1.

Таким образом, установлено, что по массовой доле платины в пробах, эфельные отвалы могут быть потенциальным источником для извлечения платины из отвалов основной технологии переработки песков месторождения «Кондёр», рис. 2 показывает изменение содержания платины в исследованных техногенных отвалах.

Изменение состава техногенных отвалов связано также с изменением технологии применяемой для обогащения песков. Переход от применения гидровашгердных промывочных приборов с обогащением только на шлюзах глубокого наполнения к промывочным приборам с землесосной подачей песков на двухстадиальное обогащение на шлюзах глубокого и мелкого наполнения, в настоящее

Рис. 2. Среднее содержание шлиховой платины в техногенных отвалах

время при переработке песков россыпи Уоргалан применяются высокопроизводительные бочечные промывочные приборы с обогащением на шлюзах мелкого наполнения.

Минералогический анализ выполнен оптическим (микроскоп Stemi 2000C) и электронно-микроскопическим методами с энергодисперсионным рентгеноспектральным микроанализом (микроскоп EVO 40HV фирмы Карл Цейсс, Германия, спектрометр INCA Energy 350 фирмы Оксфорд, Великобритания) на классифицированном материале путем гравитационно-магнитного фракционирования каждого класса крупности [6, 8].

Выявленные платина и золото подвергнуты электронно-микроскопическому анализу с целью изучения их элементного состава. Некоторые рудо-и породообразующие минералы исследованы на наличие в них включений благородных металлов.

Характерный знак платины извлечен из сростка оливина, хромита, магнетита и платины. Имеет сложную неправильную форму, представляет собой сросток из пластин иногда изогнутых и изометричных зерен. Эта «конструкция» выполняла интерсти-ции между рудообразующими минералами в хромит- и магнетитсодержа-щем дуните (рис. 3, спектры 1-5).

Исходя из данных рис. 1, проанализированный сросток включает платину

Элементы СпгЕТрЫ (Е5СОЕЫ5 %) |

1 2 3 4 5

С 10,52 7,61 - 17,7 16,21

2 ^Vk О 3,15 42,52 62,46 3,13 13,95

Спектр 2 . Мц - 4S7 Z12 - -

Спектр 3 AI - 2,67 3,91 0,59 1,29

^¿iirk Si - - 23.55 - 1,67

ЯСЕм * Л af V —• Ti - 032 - - -

"' Я» ь " Спектр 4 а 1,49 - 4.33 - -

а. ' ТЯР а к - - 1.67 - -

УГ \ |спектр 5 Cr - 26,35 - -

Fa 742 15,13 0,79 - -

' Спектр 1 Ш V _ , IL Zn - - 0.67 - -

Y - - - 2.9,44 37,5

Os - - - 39,64 24.3S

— Ь - - - -

Pt 77,32. - - - -

Итого.% 100 100 100 100 100

(MttvrTi -V*« —1

Рис. 3. Сросток платиноидов и породообразующих минералов

(основная масса), хромит, оливин (спектр 2, 3), а так же иридий, осмий и иттрий (спектр 4, 5) - металлический сплав зонально обтекающий зерно платины.

В платине аллювиального происхождения в качестве элементов-примесей в ней присутствуют железо и медь. С целью выявления включений благородных металлов, на электронном микроскопе проанализировано несколько кристаллов рудо- и породообразующих минералов. При этом платины и золота в их составе не установлено [6].

Полученные в результате исследования данные о вещественном составе эфельных отвалов и экспериментальных исследований по обогатимости продуктивного класса крупности, а также данные о минеральном составе гравио-концентрата позволяют сделать выводы о поведении платины, золота и шлихового комплекса в процессах их концентрации на винтовом сепараторе и указывают на целесообразность применения данного процесса для основной концентрации мелкой среднеиридистой изоферроплатины из отвалов и целиков. В виду повышенной магнитной восприимчивости частиц изоферроплати-ны, доводка концентратов должна осуществляться без магнитной сепарации.

1. Замятин О.В., Маньков В.М., Мелкое золото в россыпях: проблемы оценки и извлечения // Горный журнал. 2011. № 4.

2. Лунев Б.С., Наумов В.А., Проко-пьев С.А., Иванов В.Д. Мелкие ценные минералы: проблемы изучения и обогащения на винтовых аппаратах. V Конгресс обогатителей стран СНГ. М., 2005.

3. Куторгин В.И., Джобадзе В.А.., Тарасов А. С. и др. Система оценки и разведки россыпных месторождений золота и платиноидов на основе многофакторных моделей / Под ред. Куторгина В.И. М: ЦНИГРИ, 2002. С. 236.

4. Методические рекомендации по применению Классификации запасов место-

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

рождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Россыпные месторождения. М., ФГУ ГКЗ, 2007. С. 66.

5. Макаров В.А. Геолого-технологические основы ревизии техногенного минерального сырья на золото. Красноярск, 2001.

6. Корчевенков С.А., Александрова Т.Н. Исследование минералогических особенностей платины из эфельных отвалов месторождения платиноидов «Кондёр», Материалы Международного совещания «Плаксинские чтения-2012» (Петрозаводск, 10-14 сент., 2012). КНЦ РАН, С. 84-86.

7. Корчевенков С.А. К вопросу извлечения мелкой платины из песков россыпей с использованием гравитационных процес-

сов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 7. С. 380-382.

8. Корчевенков С.А., Александрова Т.Н. Мелкая платина в россыпных объектах и

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_

перспективы ее извлечения, Материалы Международного совещания «Плаксинские чтения-2013» (Томск, 16-19 сент., 2013). ТПУ. С. 61-63. ЕИЗ

Александрова Татьяна Николаевна - доктор технических наук, профессор, e-mail: igd@rambler.ru,

Корчевенков Степан Алексеевич - аспирант, stepan_korcheven@mail.ru, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург.

UDC 622.7

MINERALOGICAL AND TECHNOLOGICAL JUSTIFICATION EFFECTIVE OF EXTRACTION METHODS OF FINE PARTICLES PGE FROM PLACERS

Alexandrova T.N. - Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: igd@rambler.ru, Korchevenkov S.A. - Graduate Student, e-mail: stepan_korcheven@mail.ru, National Mineral Resource University «University of Mines».

Lit state of the art of the extraction of fine platinum placers on the example of alluvial platinum schlich «Conder». The results of a large range of studies on the dynamics of the variability of the material composition and man-made sand piles depending on the distance from the primary source localized in the annular ridge «Conder». The analysis of the dynamics of change of the material composition of man-made piles depending on the technology used enrichment sands. Analysis of data on material composition of the products obtained by different enrichment processes gravitational indicates more feasibility of spiral separation process, since large surface separation and lack of vertical oscillations of the flow, unlike the process of deposition, which could affect the extraction of flattened grains of heavy minerals. Thus justified extraction technology of fine particles of platinum from the productive class and dumps sand placer using spiral separators and further fine-tuning of the concentrate.

Key words: placers, technogenic dumps, fine platinum, platinum group metals, spiral separation, isofer-roplatinum, finishing, deposit «Conder».

REFERENCES

1. Zamjatin O.V., Man'kov V.M. Gornyj zhurnal, 2011, no 4.

2. Lunev B.S., Naumov V.A., Prokop'ev S.A., Ivanov V.D. Melkie cennye mineraly: problemy izuchenija i obogashhenija na vintovyh apparatah. V Kongress obogatitelej stran SNG (Fine commercial-value minerals: Problems of studying and processing in helical machines, The 5th Congress of Beneficiation Engineers of CIS Countries), Moscow, 2005.

3. Kutorgin V.I., Dzhobadze V.A.., Tarasov A.S. Sistema ocenki i razvedki rossypnyh mestorozhdenij zolota i platinoidov na osnove mnogofaktornyh modelej (Gold and platinoid placer evaluation and exploration based on multi-factor models), Moscow, CNIGRI, 2002. p. 236.

4. Metodicheskie rekomendacii po primeneniju Klassifikacii zapasov mestorozhdenij i prognoznyh resur-sov tverdyh poleznyh iskopaemyh. Rossypnye mestorozhdenija (Recommended practice for application of the Classification of Mineral Reserves and Undiscovered Potential Hard Mineral Resources. Placers), Moscow, FGU GKZ, 2007, p. 66.

5. Makarov V.A. Geologo-tehnologicheskie osnovy revizii tehnogennogo mineral'nogo syr'ja na zoloto (Geological and technological basis for accumulated mining waste material auditing with a view to its gold content evaluation), Krasnoyarsk, 2001.

6. Korchevenkov S.A., Aleksandrova T.N. Materialy Mezhdunarodnogo soveshhanija «Plaksinskie chtenija-2012», 10-14 sent., (Proceedings of Plaksin's Lectures-2012, 10-14 sept.), Petrozavodsk, KNC RAN, 2012, pp. 84-86.

7. Korchevenkov S.A. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', 2013, no 7, pp. 380-382.

8. Korchevenkov S.A., Aleksandrova T.N. Materialy Mezhdunarodnogo soveshhanija «Plaksinskie chtenija-2013», 16-19 sent. ( Proceedings of Plaksin's Lectures-2013, 16-19 sept.), Tomsk, TPU, 2013, pp. 61-63.