СПОСОБ ДОВОДКИ КОНЦЕНТРАТОВ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2021 года по МПК B03B9/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению золотосодержащих руд, и может быть использовано при переработке других видов рудного и нерудного сырья [B03B 9/00].

Драгоценные металлы относятся к уникальным химическим элементам. Они сочетают в себе самые разные свойства: термостойкость и пластичность, коррозионную устойчивость и свариваемость, отражательную и эмиссионную способность, тепло- и электропроводность и высокие магнитные характеристики. Особенными физическими и химическими свойствами обладают не только сами металлы, но и их соединения и материалы: сплавы, катализаторы, порошки, покрытия, оксидные пленки и др. Они играют важную роль в химии, анализе, катализе, биологии, медицине; незаменимы в электронике, радио- и электротехнике, химической и нефтеперерабатывающей отраслях, приборостроении, атомной и ракетной технике. Драгоценные металлы обеспечивают надежную работу вычислительных, измерительных, контролирующих приборов и устройств. Эффект от использования этих металлов, которые окружают нас буквально повсюду, переоценить практически невозможно.

Содержание драгоценных металлов в земной коре (кларк) оценивается, по данным разных авторов, на уровне 10^-5 – 10^-11%, причем минералы драгоценных металлов не образуют месторождений, перспективных для промышленной переработки. Они преимущественно вкраплены в основные рудообразующие сульфидные и реже - окисленные минералы меди, никеля, железа. Поэтому драгоценные металлы являются редкими и рассеянными элементами.

При переработке полиметаллических руд драгоценные металлы следуют за цветными по всем технологическим переделам, концентрируясь в "черновом" металле, и на заключительном этапе концентрируются в шламах, из которых получают сначала богатые концентраты, а затем - в процессах аффинажа - и сами металлы.

Из уровня техники известен СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД [RU 2320421 C1, опубл.: 27.03.2008], включающий выемку руды при горнодобычных работах, стадиальное дробление руды в дробилках с контрольным грохочением, разделение дробленой руды на классы крупности, выделение из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы, отличающийся тем, что выделение некондиционной части руды и пустой породы осуществляют пофракционной обработкой руды каждого класса крупности с применением покусковой рентгеноспектральной сепарации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки с последующими, аналогичными основным процессам, очистными операциями хвостовых продуктов основных процессов каждой из фракций, при этом объединенные обогащенные продукты основной и контрольной операций каждой из фракций подвергают перечистным операциям с возвратом хвостов перечисток на основные процессы соответствующих фракций, хвостовые продукты очистных операций направляют в отвал, перед мелкопорционной рентгеноспектральной сортировкой материал предварительно подвергают виброконцентрации с выделением обогащенного промпродукта, направляемого на перечистную виброконцентрацию с получением концентрата и промпродукта, концентрат перечистной виброконцентрации направляют на доводку , а промпродукт перечистной виброконцентрации совместно с концентратами перечистных операций покусковой рентгеноспектральной сепарации и обогащенных промпродуктов мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки направляют на додрабливание в дробилках по замкнутому циклу с грохочением.

Недостатком аналога является высокая трудоемкость переработки руд и низкая применимость способа для обогащения песков, содержащих драгоценные металлы.

Также известен СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕЛКОГО ЗОЛОТА [RU 2179071 C2, опубл.: 10.02.2002] который включает подготовку песков к обогащению, гравитационное обогащение крупного и среднего золота , гидрометаллургическую переработку хвостов, хвосты гравитационного обогащения подают на наклонный желоб и воздействуют магнитным полем, извлеченный магнитный концентрат подвергают гравитационной доводке, концентрат которой направляют на сушку, удаляют из него последовательно сильномагнитные, слабомагнитные фракции и извлекают золото из немагнитной фракции феррогидростатической сепарацией, а хвосты гравитационной доводки объединяют с хвостами сильномагнитной, слабомагнитной, феррогидростатической сепараций и направляют на гидрометаллургическую переработку.

Недостатком аналога является высокая трудоемкость извлечения и большие потери драгоценного металла в отходах.

Наиболее близким по технической сущности является способ обогащения драгоценных металлов, реализованный в ПЕРЕДВИЖНОМ МОДУЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ [RU 2281809 C2, опубл.: 20.08.2006], состоящий из модуля рудоподготовки и сокращения, включающего в себя колосниковый грохот предварительного грохочения, двухроторную инерционную дробилку, работающую в режиме додрабливания класса - 350+100 мм, дробилку комбинированного ударного действия для мелкого дробления, центробежный измельчитель встречного удара для основной стадии измельчения, и модуля гравитационного обогащения, включающего центробежные сепараторы типа «Кнельсон», связанные друг с другом по технологической схеме с гидравлическим спиральным классификатором и измельчителем, отличающийся тем, что модуль гравитационного обогащения включает модуль основного обогащения, состоящий из гидравлического классификатора с возможностью получения трех продуктов разделения по границе 5 мм и 0,5 мм, центробежного сепаратора типа «Кнельсон» для обогащения мелких классов крупности, отсадочной машины для обогащения промежуточного класса крупности -5+0,5 мм и выделением классов крупности +5 мм, а также модуль контрольного обогащения, состоящий из центробежного сепаратора типа «Кнельсон», связанного по технологической схеме с гидравлическим классификатором и шаровой мельницей для образования цикла дополнительного обогащения после дораскрытия золота доизмельчением зернистых продуктов +5 мм и хвостов модуля основного обогащения, в котором вывод конечных хвостовых продуктов осуществляется со сливом классификатора.

Основной технической проблемой прототипа является высокая трудоемкость обогащения, обусловленная сложной конструкцией комплекса, а также низкая производительность, связанная с высокими потерями драгоценного металла в отходах, обусловленные тем, что для того чтобы получить на применяемых классификаторах товарную фракцию со стабильным зерновым составом, необходимо обеспечить постоянное питание как по зерновому составу, так и по консистенции поступающей пульпы, при этом вторая фракция, мелкая, выдаваемая классификатором, загрязнена шламами и требует дополнительного обогащения.

Задачей, на которую направлено данное изобретение является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении сноса драгоценных металлов при доводке концентрата.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ доводки концентратов драгоценных металлов, отличающийся тем, что шлих, содержащий драгоценные металлы, подвергают первичной дезинтеграции и последовательной классификации на фракции 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1 и 0,5 мм путем среднего, мелкого, тонкого и особо тонкого мокрого грохочения на сетках с соответствующим размером ячейки, при этом после среднего грохочения надрешетный шлих подвергают повторной дезинтеграции, промывке и доводке при которых шлих разделяют на эфеля и частицы драгоценного металла, а подрешетный шлих передают на следующий этап классификации, при мелком, тонком и особо тонком грохочении надрешетный шлих подвергают дроблению, при котором содержащие в шлихе частицы драгоценные металлы расплющивают и повторному грохочению на той же сетке, а подрешетный шлих и шлих, образованный после дробления, подвергают повторной дезинтеграции, промывке, доводке и передают на следующий этап классификации, при этом после дробления с сетки и после доводки извлекают увеличенные частицы драгоценного металла, после особо тонкого грохочения на последнем этапе классификации подрешетный шлих прошедший через сетку с предыдущего этапа классификации и надрешетный шлих после дробления и повторного грохочения подвергают окончательной дезинтеграции, промывке и доводке, после чего извлекают отделенные частицы драгоценного металла, а оставшийся шлих относят к шламу и удаляют в отходы.

В частности, первичную дезинтеграцию шлиха выполняют в вашгерде.

В частности, повторную пробуторку выполняют в лотке.

В частности, промывку и доводку шлиха выполняют в лотке.

В частности, эфеля, полученные после среднего грохочения удаляют в отвал.

В частности, дробление шлиха выполняют в валковых дробилках.

На фигуре схематично показан способ доводки концентратов драгоценных металлов, на которой обозначено: 1 – пробуторка, 2 – грохочение, 3 – промывка, 4 – доводка, 5 – дробление.

Осуществление изобретения.

Извлечение полезных минералов из россыпей (извлечение, степень извлечения) -технологический показатель процесса обогащения, характеризующий современные технические возможности перевода полезных металлов, содержащихся в исходных песках, в промышленный концентрат. Определяется как отношение массы полезных металлов в концентрате к таковой в исходных песках:

e = g_kb_k/a,

где e - извлечение, %; g_k - выход концентрата, %; b_k – содержание полезных металлов в концентрате, %; a – содержание полезных металлов в исходных песках, %.

Классификация - разделение песков на классы по крупности. Классификация на перфорированных поверхностях называется грохочением и производится на грохотах различных конструкций. Качество поверхности определяется отношением площади отверстий к общей площади сит (живое сечение). В результате грохочения получают надрешетный и подрешетный продукты. Наиболее широко при обогащении песков применяют гидравлическую классификацию, осуществляемую при помощи классификаторов гидравлических, механических и центробежных. Простейшим механическим классификатором является корытная мойка. Осевшие на дно наклонной емкости крупные частицы (эфеля) поднимаются спиралями, гребками и другими устройствами в верхнюю часть корыта, где разгружаются. Шламы во взвешенном состоянии переливаются через нижний сливной порог.

Грохочение - процесс разделения песков на классы крупности путем просеивания через одно или несколько сит или решет перед операцией обогащения. В результате получают верхний (надрешетный) и нижний (подрешетный) продукты. Грохочение подразделяется на крупное (отверстия сит 300-100 мм), среднее (60-25 мм), мелкое (25-6 мм), тонкое (5-0,5 мм) и особо тонкое (менее 0,5 мм); по условиям работы грохотов различают сухое и мокрое грохочение.

Коэффициент обогащения - отношение среднего содержания полезного компонента в россыпях к среднему содержания его в источниках питания. Для россыпей ближнего сноса значения коэффициент обогащения, как правило, меньше 1, что соответствует рассеянию полезного компонента, а для россыпей дальнего переноса и переотложения характерны значения коэффициента больше 1, например, для комплексных титано-циркониевых россыпей Ко = 3-60.

Степень обогащения, степень концентрации - отношение содержания полезного компонента в продукте обогащения (промпродукте, концентрате) к содержанию в исходных песках (горной массе), поступивших на переработку.

Лоток - простейшее приспособление для получения шлиха; представляет собой плоский сосуд, изготовленный из дерева, металла или пластмассы. Промывка проб на лотке включает следующие операции: пробуторку (отмыв глинистых частиц и удаление крупных камней); собственно промывку, во время которой смывается основная масса легких зерен; доводку - получение серого или черного шлиха. Промывка на лотке требует определенных навыков и эффективна для тяжелых металлов с размером зерен 1-0,2 мм.

Отмучивание (обесшламливание) проб - освобождение материала пробы от тонких (глинисто-шламовых) частиц путем неоднократного перемешивания, отстаивания для оседания тяжелых частиц и слива воды со взвешенными легкими фракциями.

Бутара - обогатительная установка, применяемая при поисках и разведке россыпей; представляет собой цилиндрический или конический барабан, вращающийся на горизонтальной или наклонной оси, служащий для дезинтеграции песков и отмывки зерен ценных м-лов от глинистых примазок.

Пробуторка проб – первая стадия промывки пробы для получения шлиха. Заключается в дезинтеграции и освобождении пробы от глинистого и крупнообломочного материала.

Вашгерд - простейший аппарат для обогащения песков, состоящий из приемного бункера с грохотом и шлюза со специальной подстилкой, перегороженного планками. В процессе движения породы тяжелый концентрат скапливается у планок на подстилке.
Шлих - остаток из тяжелых минералов, концентрирующихся при перемыве рыхлых или предварительно измельченных монолитных горных пород. Шлих получают при промывке шлиховых проб с помощью специальных приспособлений и устройств - лотка, ковша, винтового сепаратора, концентрационного стола и т.д. и используют для изучения минерального состава горных пород и определения содержания полезного компонента. В зависимости от целей и режима промывки получают либо серый шлих - в нем остаются легкие металлы (кварц, полевой шпат), либо черный шлих, содержащий лишь тяжелые металлы.

В зависимости от целей геологических работ и способов промывки рыхлую породу отмывают либо до так называемого серого шлиха, в котором остаются относительно лёгкие минералы, либо до чёрного (конечная стадия промывки), содержащего зерна минералов с большим удельным весом. Окончательная промывка (так называемая доводка) шлиха осуществляется в специальных шлиховых лотках различной конструкции.

Галя - крупнозернистая часть хвостов, отделяемая при промывке песков от эфелей и шламов. В зависимости от крупности частиц россыпеобразующих металлов и схемы обогащения песков к гале относят материал размером более 6-30 мм (обычно более 15-20 мм). В отдельных случаях галя частично содержит россыпеобразующий металл в виде самородков, сростков с другими металлами и глинистых стяжений.

Эфеля - мелкозернистая часть хвостов обогащения. Максимальная размерность эфелей для разных классов и типов россыпей изменяется от 6 до 30 мм.

Шламы - наиболее токозернистая часть хвостов обогащения, нередко содержит значительное количество полезного компонента, не улавливаемого на обогатительных установках.

Отходы — конечные продукты обогащения с малым содержанием ценных компонентов, дальнейшее извлечение которых невозможно технически и/или нецелесообразно экономически.

Классификация материала по крупности производится в водной или воздушной среде и базируется на использовании различий в скоростях оседания частичек разной крупности. Большие частички оседают быстрее и концентрируются в нижней части классификатора, мелкие частички оседают медленнее и выносятся из аппарата водным или воздушным потоком. Полученные при классификации крупные продукты называются песками, а мелкие — сливом (при гидравлической классификации) или тонким продуктом (при пневмоклассификации). Классификация используется для разделения мелких и тонких продуктов по зерну размером не более 1 мм.

Определяющей операцией для обогащения песков, содержащих драгоценные металлы, является операция дробления и измельчения от правильного применения которых зависит качество обогащения.

С другой стороны, операции дробления и измельчения трудоемки и их доля в общих затратах на переработку составляют от 40 до 60 %. Степень измельчения определяется размерами присутствующих в руде фракций драгоценных металлов. Иными словами, чем меньше фракции, тем глубже должно быть измельчение. Поскольку в большинстве песков наряду с крупными присутствует и мелкие частицы драгоценных металлов, то чаще всего пески измельчают до фракции 0,074 мм.

Несмотря на кажущуюся простоту технологических приемов для обогащения песков, содержащих драгоценные металлы, проблема потери свободного драгоценного металла в результате обогащения (доводки) концентратов остается актуальной.

Автором изобретения предложена схема доводки концентратов драгоценных металлов путем разделения концентратов на фракции и доводка их по отдельности. Схема обеспечивает уменьшение потерь драгоценных металлов в шлихе до 0,2% и увеличение минимум на 10% общего выхода драгоценного металла из обогащаемой руды.

Способ доводки концентратов драгоценных металлов реализуют следующим образом.

На первом этапе, концентрат, снятый с промывочного прибора, подвергают первичной пробуторке 1, или иными словами, дезинтеграции и освобождении проб от глинистого и крупнообломочного материала. Первичную пробуторку концентрата осуществляют в вашгерде.

На втором этапе осуществляют обесшламливание проб, т.е. освобождают материал пробы от тонких (глинисто-шламовых) частиц. Для этого шлих после первичной пробуторки 1 подают на первую сетку с ячейкой 10 мм и подвергают мокрому грохочению 2.

Далее надрешетный шлих, фракцией более 10 мм, с поверхности сетки помещают в лоток, где осуществляют вторичную пробуторку 1, промывку 3 и доводку 4, при которых получают эфеля и частицы драгоценного металла. Эфеля с лотка удаляют в отвал, а частицы складируют.

На первых этапах осуществляют отмагничивание концентрата (на фигуре на показано).

Подрешетный шлих с фракцией менее 10 мм подают на вторую сетку с ячейкой 8 мм и повторяют операции по его грохочению 2, вторичной пробуторке 1, промывке 3 и доводке 4. Эфеля фракцией +8 мм с лотка удаляют в отвал, а полученные частицы драгоценного металла складируют.

На третьем этапе подрешетный шлих фракцией менее 8 мм подают на сетку с ячейкой 6 мм, где подвергают его мокрому грохочению 2. Надрешетный шлих фракцией более 6 мм, оставшийся на поверхности сетки, перемещают в валковую дробилку, где его подвергают дроблению 5, а частицы драгоценного металла, содержащихся в шлихе, расплющиванию в чешуйки. После операции дробления 5 раздробленный шлих повторно перемещают на сетку с ячейкой 6 мм для повторного мокрого грохочения 2 (на фигуре показано пунктирной линией). Расплющенные чешуйки драгоценного металла, размером более 6 мм остаются на упомянутой сетке, откуда их перемещают на складирование, а весь шлих фракцией менее 6 мм, попадает на лоток, где его подвергают пробуторке 1, промывке 3 и доводке 4. После пробуторки 1, промывки 3 и доводки 4 на лотке отделенные частицы драгоценного металла перемещают на складирование, а шлих перемещают на следующую сетку.

Дальнейшие операции обогащения заключаются в последовательном мокром грохочении 2 шлиха на сетках с ячейками 5, 4, 3, 2, 1 и 0,5 мм, дроблении 5, повторном мокром грохочении 2, пробуторке 1, промывке 3 и доводке 4. Как описано ранее, надрешетный шлих подвергают дроблению 5, при котором частицы драгоценного металла расплющивают в чешуйки, шлих повторно подают на ту же сетку, с которой подавали в дробилку, оставшиеся на сетке чешуйки драгоценного металла перемещают на складирование, а подрешетный шлих подвергают пробуторке 1, промывке 3 и доводке 4 на лотке. После пробуторки 1, промывки 3 и доводки 4 отделенные частицы драгоценного металла перемещают на складирование, а шлих перемещают на следующую сетку.

С последней сетки с ячейкой 0,5 мм подрешетный шлих, попавший напрямую с предыдущей сетки с ячейкой 1 мм и надрешетный шлих, подвергнутый дроблению 5 и повторно поданный на сетку подвергают окончательной пробуторке 1, промывке 3 и доводке 4 на лотке после чего отделенные частицы драгоценного металла перемещают на складирование, а остальной шлих относят к шламу и удаляют в отходы.

Основным преимуществом данного способа доводки концентратов драгоценных металлов является последовательное разделение концентрата на фракции 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5 мм путем последовательного мокрого грохочения 2 на сетках, позволяющее сократить время доводки концентрата, поступившего с промприбора и значительно минимизировать потери шлихового концентрата. При обычных способах трудность заключается в промывке и доводке мелких частиц драгоценного металла, теряющиеся вместе со шлихом. За счет пластичности драгоценных металлов после многократного дробления 5 шлиха размер частиц драгоценных металлов увеличивается, они легко обнаруживаются визуально и легко отделяются от остального шлиха каждый раз оставаясь на сетках или лотках.

Кроме того, дополнительным техническим результатом описанного способа доводки концентратов драгоценных металлов методика является низкие трудозатраты для его реализации, обусловленные простотой конструкции применяемых для доводки узлов и агрегатов.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению золотосодержащих руд, и может быть использовано при переработке других видов рудного и нерудного сырья. Способ доводки концентратов драгоценных металлов заключается в том, что шлих, содержащий драгоценные металлы, подвергают первичной дезинтеграции и последовательной классификации на фракции 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1 и 0,5 мм путем среднего, мелкого, тонкого и особо тонкого мокрого грохочения на сетках с соответствующим размером ячейки. После среднего грохочения надрешетный шлих подвергают повторной дезинтеграции, промывке и доводке, при которых шлих разделяют на эфеля и частицы драгоценного металла, а подрешетный шлих передают на следующий этап классификации. При мелком, тонком и особо тонком грохочении надрешетный шлих подвергают дроблению, при котором содержащиеся в шлихе частицы драгоценные металлы расплющиваются и подвергаются повторному грохочению на той же сетке, а подрешетный шлих и шлих, образованный после дробления, подвергают повторной дезинтеграции, промывке, доводке и передают на следующий этап классификации. После дробления с сетки и после доводки извлекают увеличенные частицы драгоценного металла. После особо тонкого грохочения на последнем этапе классификации подрешетный шлих, прошедший через сетку с предыдущего этапа классификации, и надрешетный шлих после дробления и повторного грохочения подвергают окончательной дезинтеграции, промывке и доводке, после чего извлекают отделенные частицы драгоценного металла, а оставшийся шлих относят к шламу и удаляют в отходы. Технический результат - уменьшение потерь драгоценных металлов в шлихе до 0,2% и увеличение минимум на 10% общего выхода драгоценного металла из обогащаемой руды. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ доводки концентратов драгоценных металлов, отличающийся тем, что шлих, содержащий драгоценные металлы, подвергают первичной дезинтеграции и последовательной классификации на фракции 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1 и 0,5 мм путем среднего, мелкого, тонкого и особо тонкого мокрого грохочения на сетках с соответствующим размером ячейки, при этом после среднего грохочения надрешетный шлих подвергают повторной дезинтеграции, промывке и доводке при которых шлих разделяют на эфеля и частицы драгоценного металла, а подрешетный шлих передают на следующий этап классификации, при мелком, тонком и особо тонком грохочении надрешетный шлих подвергают дроблению, при котором содержащиеся в шлихе частицы драгоценных металлов расплющиваются и подвергаются повторному грохочению на той же сетке, а подрешетный шлих и шлих, образованный после дробления, подвергают повторной дезинтеграции, промывке, доводке и передают на следующий этап классификации, при этом после дробления с сетки и после доводки извлекают увеличенные частицы драгоценного металла, после особо тонкого грохочения на последнем этапе классификации подрешетный шлих, прошедший через сетку с предыдущего этапа классификации, и надрешетный шлих после дробления и повторного грохочения подвергают окончательной дезинтеграции, промывке и доводке, после чего извлекают отделенные частицы драгоценного металла, а оставшийся шлих относят к шламу и удаляют в отходы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первичную дезинтеграцию шлиха выполняют в вашгерде.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что повторную пробуторку выполняют в лотке.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку и доводку шлиха выполняют в лотке.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что эфеля, полученные на этапе среднего грохочения, удаляют в отвал.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дробление шлиха выполняют в валковых дробилках.