(РУДН, г. Москва, Россия), (Газпромбанк, г. Москва, Россия), (ИПКОН РАН, г. Москва, Россия), (ИГД им. Кунаева, г. Алматы, Казахстан)
Практическая реструктуризация ЗИФ рудник» (Россия)
УДК 622.74
Аннотация: Рассматриваются основные вопросы совершенствования процессов обогащения. Представлены технологические схемы золотоизвлекательных фабрик России. Показаны пути автоматизации технологических процессов.
The summary: the basic questions of perfection of processes of enrichment are considered. Technological schemes factories of Russia are presented. Ways of automation of technological processes are shown.
Ключевые слова: золотосодержащие руды, золотоизвлекательная фабрика, технологические процессы, автоматизация, извлечение золота.
Keywords: ores, factory, technological processes, automation, gold extraction.
При рассмотрении вопросов обогащения и переработки добытых золотосодержащих руд мероприятия, направленные на повышение эффективности производства на данных переделах, были сгруппированы в три основных блока (табл. 1): управление качеством добываемых руд, модернизация фабричной технологии и внедрение кучного выщелачивания бедных руд [2-4].
Таблица 1. Мероприятия по повышению эффективности обогащения и переработки.
Большинство к настоящему времени разработанных и применяющихся на практике на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ) технологических схем переработки различных типов золотосодержащихся руд предполагают в итоге получение двух основных продуктов — гравитационных и флотационных концентратов, характеризующихся разным содержанием золота (от 40 г/т до нескольких килограммов) [7].
Между собой эти получаемые промпродукты также существенно отличаются как минеральным и гранулометрическим составами слагающих их зерен, так и присутствующих частиц золота. В частности, гравитационные продукты представлены в основном минеральными частицами крупностью 3 мм, а флотационные концентраты — менее 0,2 мм [7].
А их минералогия также отличается между собой большим разнообразием видов. Как правило, гравитационные промпродукты содержат свободное золото в виде довольно крупных частиц (до 0,3 мм), а также его ассоциации с кварцем. При этом в подобных материалах содержится как свободное золото, так и золото в сростках (тоже сравнительно крупных размеров).
Данные промпродукты в последующем подвергают «доводке» до существующих кондиций аффинажных заводов по содержанию золота (от единиц до десятков процентов) и сопутствующих примесей (особенно мышьяка, серы и др.).
При совершенствовании организации производства золота на ЗИФ рудник» целесообразно учитывать имеющийся положительный опыт реконструкции аналогичной ЗИФ компании «Соврудник».
Осуществляемая здесь модернизация коснулась трех основных стадий извлечения золота [8]:
- запущен более мощный двупоточный дробильный комплекс, с подачей золотосодержащей руды специальными транспортерами на 2 каскада мельниц; полностью заменен один мельничный каскад; для обеспечения отделения из золотосодержащего концентрата частиц золота существенно увеличен имеющийся фронт флотации — для этого добавили дополнительные камеры флотационных машин.
ЗИФ Компании рудник» была построена по технологической схеме, разработанной ИРГИРЕДМЕТом, с применением аппаратурного оформления (рис. 1) 70-80-х годов ХХ века.
Рис. 1. Схема цепи аппаратов отделения рудоподготовки [1]:
1, 2 – весы конвейерные; 3, 4 – конвейер подачи руды в ММС (70х23); 5, 6 – бункер + продукты бутары; 7, 8 – мельница ММС (70х23), 1,6 МВт; 9, 10 – бутара мельницы ММС (70х23); 11, 12 – зумпф; 13, 14 – насос подачи пульпы на гидроциклонирование Warman 10/8 F-AH (75 кВт, 380 В/3ф/50Гц); 15, 16 – гидроциклоны CAVEX 250; 17, 18 – резервные гидроциклоны CAVEX 250; 19, 20 – шаровая мельница 3,2х5,4 (800 кВт); 21 – барабанный грохот; 22 – насос перекачки слива сгустителя; 23, 24 – сгуститель радиальный Ц-50; 25, 26 – насосы перекачки сгущенного продукта (45 кВт, 380 В/3ф/50Гц)
Поэтому на этой фабрике в настоящее время практически полностью отсутствует система современной автоматизации основных производственных процессов, что резко увеличивает негативное влияние «человеческого фактора», снижая и без того невысокие (по отношению к современному оборудованию) показатели производительности и качества проводимых процессов обогащения.
Так, имеющийся уровень извлечения золота на перерабатываемых рудах на этой фабрике является крайне низким (30-35%) по сравнению с его извлечением на известных аналогичных золотоизвлекающих фабриках.
Поэтому весьма целесообразно учесть и использовать опыт автоматизированной системы аналитического контроля и управления производственными процессами других обогатительных (золотоизвлекательных) фабрик (как вариант – на базе внедрения специализированной программы «Баланс металлов»).
Целью создания подобной автоматизированной системы явилась необходимость существенного увеличения эффективности работы ЗИФ, на основе значительного снижения расхода применяемых реагентов и повышения степени извлечения золота [9].
Рассматриваемая система предназначена для обеспечения непрерывного круглосуточного ведения процесса обогащения (переработки) золотосодержащих руд на ЗИФ, с сохранением работоспособности основных своих функций даже при выходе из строя ее отдельных элементов, позволяя осуществлять оперативный ремонт или их замену без остановки работы технологической линии.
Кроме этого, эта система обеспечивает непрерывную диагностику каналов ввода/вывода, модулей ввода/вывода, управляющих модулей, а также каналов связи и операторских станций.
Используемое на такой линии специализированное оборудование включает в себя [9]:
• плотномеры;
• объемные расходомеры;
• отсекатели потока (первичные пробоотборники) и сократители первичной пробы (гидродинамические, с функцией накопления дисциплинарной пробы);
• дозаторы реагентов - от сверхмалых до значимых (от десятков мгр. до нескольких кубометров в час) объемов дозирования;
• аналоговые уровнемеры;
• расходомеры массовые (для воздуха и газов);
• клапаны;
• промышленные аналитические комплексы определения концентраций золота и неметаллов (включая кислотные и щелочные основания), от нескольких миллиграмм до десятков и сотен грамм на литр;
• аппаратные комплексы;
• SCADA.
Необходимо учитывать, что комплексное применение на ЗИФ рассматриваемой автоматизированной системы обычно обеспечивает [9]:
• повышение качества выпускаемой продукции (баланс металлов);
• оперативное управление материальными потоками в автоматизированном и дистанционном режимах (материальный баланс);
• внедрение «виртуальных кабинетов» для руководителей и ведущих специалистов;
• возможность развития дальнейшей интеграции производства и бизнес-систем [оперативное управление производственными процессами (MES) и управление основными фондами и активами ЗИФ (ЕАМ)].
Перечень функциональных подсистем, а также их назначение и основные характеристики рассматриваемой автоматизированной системы при переработке золотосодержащих руд состоят включает в себя [9]:
• учет на участке дробления и переданного на переработку в отделение рудоподготовки входного минерального сырья по массе;
• коммерческий учет в отделении рудоподготовки принятой и переработанной золотосодержащей руды на переделах измельчения и классификации по массе и содержанию золота в пульпе (наличие функции поддержания необходимого соотношения Т:Ж и тонины помола золотосодержащей руды);
• учет на гравитационном переделе принятой и переработанной пульпы по массе и содержанию в ней золота (наличие функций дозирования специальных реагентов, а также поддержания необходимого уровня промпродуктов);
• учет принятого и переработанного золотосодержащего концентрата по массе и содержанию золота в пульпе (наличие функций дозирования);
• учет принятой на регенерацию насыщенной смолы из отделения сорбции и коммерческого учета товарного регенерата и анодных растворов по массе и содержанию в них золота (наличие функций определения необходимой концентрации цианидов, поддержания должной щелочности и кислотности, регулирование необходимой величины рН и заложенного уровня в колоннах десорбции золота и регенерации смолы);
• учет принятых на обезвреживание, переработанных хвостов сорбции по массе и содержанию золота (наличие функций дозирования известкового молока и гипохлорита натрия с целью поддержания заданной величины рН и остаточной концентрации цианидов в сбрасываемых хвостах).
В соответствии со структурной схемой аппаратно-технического комплекса программы «Баланс металлов», золотосодержащая руда доставляется от разрабатываемого месторождения, взвешивается и подвергается дроблению в дробилках крупного дробления [9].
Информация о каждом таком взвешивании золотосодержащей руды поступает в общую базу данных автоматизированной системы аналитического контроля и количественного учета ЗИФ (рис. 2).
Рис. 2. Структурная схема аппаратно-технического комплекса АСАК программы «Баланс металлов»
После дробления золотосодержащих руд проводится их двухстадиальное измельчение [9]: причем первая стадия осуществляется в мельнице мокрого полусамоизмельчения в открытом цикле, а вторая - в шаровой мельнице (в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами – гидроциклонами).
Требуемое качество помола золотосодержащей руды (с массовой долей класса -0,074 мм не менее 85-88 %) обеспечивается за счет оптимизации гранулометрической характеристики исходной руды, путем предварительной ее шихтовки на рудном складе и на основе соблюдения оптимальных режимных параметров процессов дробления, измельчения и последующей классификации материала.
Расход энергии при тонком измельчении составляет 10-15 кВтч на 1 т измельчённой руды [6].
Основными режимными параметрами при этом являются [9]:
- нагрузка по питанию, плотность пульпы в измельчительных аппаратах; степень заполнения мельниц измельчающей средой; массовое соотношение в загрузке шаров разного диаметра; соотношение размеров питающей, сливной и песковой насадок гидроциклонов; массовая доля твердого в питании и сливе гидроциклонов.
Оперативное управление качеством помола золотосодержащей руды осуществляется путем изменения производительности по руде (на основе специальной регулировки вибропитателей), изменением количества воды (подаваемой на бутары мельниц и в зумпфы насосов), а также своевременной догрузкой шаров в мельницы и регулярной заменой изнашивающихся песковых насадок гидроциклонов.
Автоматизированный режим управления процессом дробления и измельчения золотосодержащей руды осуществляется на коммерческом узле учета передела измельчения, на базе установленного в зумпф безкорпусного пьезометрического плотномера, а также на сливах каждой группы гидроциклонов при помощи плотномеров кюветной (корпусной) модификации [9].
Слив гидроциклонов, с крупностью 85-88 % класса -0,074 мм с содержанием 25-27 % твердого, подвергается обязательному щепоотделению на барабанных грохотах [9].
Кроме этого такие сливы гидроциклонов необходимо контролировать на количественные показатели по тонине помола золотосодержащей руды (посредством автоматических гранулометров).
После барабанных грохотов на данной ЗИФ организован узел коммерческого учета золотосодержащей руды, поступившей с карьера и переработанной в отделении рудоподготовки.
Образуемая пульпа после прохождения через грохоты направляется в зумпф со сдвоенной насосной станцией, где в линиях нагнетания насосов установлены плотномеры, объемные расходомеры, отсекатели потока (пробоотборники), пробосократители, накопители проб для ОТК и аналитические промышленные комплексы (для определения концентрации золота в потоке).
Похожая ситуация с низкой общей эффективностью долгое время существовала на золотоизвлекательной фабрике рудника Сикстин Ту Ван Майн (США, штат Калифорния), которая характеризовалась повышенными потерями свободного золота (составляющими около 30% от исходного содержания в рудах) с хвостами гравитационного обогащения [5].
Поэтому в дальнейшем здесь было принято вполне обоснованное решение об дополнительной установке на этой ЗИФ на выходе мельницы измельчения центробежного концентратора Нельсон КС-СD-20 (с производительностью по золотосодержащей руде, равной 14 т/ч), технологически оснащенного сверху неподвижным грохотом со шпальтовым ситом (с размерами отверстий, равными 0,83 мм).
В соответствии с технологической схемой получаемый надрешетный золотосодержащий продукт грохота посредством насосов возвращали обратно в мельницу измельчения.
Золотосодержащий концентрат в последующем подвергали плавке, а хвосты центробежного концентратора — дополнительному обогащению на концентрационных столах «Дейстер» [9].
Проведенная подобная реконструкция этой ЗИФ позволила повысить извлечение свободного золота с 70 до 90%, при одновременном увеличении производительности по золотосодержащей руде почти в 3 раза [5].
Фото 1. Отделения золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ)
В этой связи на исследуемой ЗИФ рудник» также необходим широкий комплекс организационных мер, касающихся всех ее отделений (фото 1).
Литература
Технология извлечения золота на Кочкарской ЗИФ // http://www. vipstd. ru/journal/content/view/37/39. , Геохимия золота. Ресурсы и технологии России. – М.: Изд-во РУДН, 2000. – 431 с. , , Физико-химическая геотехнология золота. – Владикавказ: Ремарко, 2001. – 568 с. , , Алтыннын. yйiмдi сiлтiленуi. Караганда (Казахстан). КарМТУ баспасы. 2010. 300 б. Золотодобывающий сектор: начало роста. Тройка Диалог. 2010, 67 c. Проект отделения измельчения обогатительной фабрики // http://knowledge. allbest. ru/manufacture/2c0a65635b2bc68b4d53b88421206c37_0.html. , Переработка золотосодержащих рудных концентратов (обзор методов) // http://www. csc. ac. ru: 8001/ej/file/1688. http://expert. ru/siberia/2008/27/krasnoyarskiy_zalotodobytchik. http://www. promtex. ru/decision/ASAKKU.
