Лекція No 18

Адґезійне збагачення корисних копалин

Адґезійне збагачення корисних копалин - сукупність фізико-хімічних способів збагачення корисних копалин. Полягає у вибірковому прилипанні частинок збагачуваного мінералу до жирової поверхні. Прикладом може бути адґезійне збагачення золота, алмазів шляхом використання ефекту налипання гідрофобних (або гідрофобізованих) часточок корисної копалини на маслянисті поверхні (приміром, вуглемасляні ґранули).

Приклади сучасних процесів адґезійного збагачення:

1. Аґломерація "вугілля-золото" (процес CGA компанії "British oil and minerals" та "Davy McKee").

2. Карбед (Carbad Gold Recovery).

3. Coal-Gold Agglomeration Process.

4. Процес адґезійної концентрації. Донецького національного технічного університету.

Аґломерація "вугілля-золото"
(процес CGA компанії "British oil and minerals" та
"Davy McKee")

Руду спочатку піддають грохоченню (рис. 1), а потім подрібнюють. Рудну пульпу кондиціонують ПАР, після чого перемішують з вугільно-нафтовими ґранулами в послідовно встановлених чанах. Золото видаляється в гранули. Останні відокремлюють від пустої породи, наприклад флотацією, і направляють в оборот для контакту зі свіжою пульпою. Таким чином досягають необхідного ступеня насичення гранул золотом. Вилучення золота з "навантажених" гранул здійснюють спалюванням з наступною плавкою золи.

Процес досліджено в лабораторних умовах на установці продуктивністю 20 кг/год (по руді) та випробувано на напівпромисловій установці продуктивністю 1 т/год.

Сировина для одержання ґранул-носіїв - вугілля крупністю 0,1(0,05) мм. Зв'язуюче – нафтопродукти (газойль). Витрати реаґенту-зв'язуючого 15-25 мас.%. Для кондиціонування руди перед адгезійним збагаченням використовують флотаційні колектори-збирачі, які підвищують олеофільність частинок золота. Як колектор використовують амілксантат калію при його витратах 200-500 г/т вихідної руди. Тривалість кондиціонування – до 5 хв. при інтенсивній (турбулентній) агітації пульпи.

Операція приготування ґранул-носіїв виконується окремо, за технологією масляної ґрануляції (аґломерації) – див.: Лекція 16.

Власне адгезійне збагачення (адгезійна концентрація) здійснюється в агітаторах при інтенсивному перемішуванні водно-рудної пульпи з вуглемасляними ґранулами в турбулентному режимі (застосовують імпелерну мішалку).

Руда
Грохотіння
Подрібнення (дезінтеґрація)
колектор

Кондиціонування
Приготування гранул
Адгезійне збагачення

Флотація
Хвости Навантажені гранули

На вилучення золота
Рис. 1. Технологічна схема адгезійного процесу

Результати адгезійного збагачення залежать від ряду факторів:

кондиціонування рудної пульпи,

рН середовища,

речовинного складу руди,

вмісту золота в руді,

співвідношення "руда-ґранули".

Рис. 2. Адгезійне збагачення золота: а - вихідна вуглемасляна ґранула; б - золотонаповнена ґранула.

Крупність частинок золота, що вилучаються в ґранульований концентрат, - 500-5 мкм, але ефективність процесу зменшується в області тонких фракцій та коли золото перебуває у твердому розчині. За 30 хв. агітації рудної пульпи з адгезійно активними ґранулами-носіями досягається вилучення 80-99%. Максимальний ступінь навантаженості ґранул золотом у процесі CGA - 80%. Вміст золота в гранулах - від 1000 г/т до 2000-5000 г/т. Після згоряння гранул зола має 2-5% і більше Au.

Найкращою сировиною для адгезійного вилучення золота є:

• розсипний матеріал, який містить золото, що не видаляється (погано видаляється) гравітаційними методами;

• гравітаційні концентрати з низьким вмістом золота;

• легкозбагачувані руди з переважною крупністю зерен золота понад 50 мкм;

• "свіжі" та лежалі хвости гравітаційного збагачення.

Вилучення на рівні понад 85% досягається при крупності подрібнення вихідної руди від -200 (-90) мкм.

Процес "Карбед" компанії Сarbed Pty Ltd

Цей варіант адґезійного збагачення золота винайдено в Австралії. Руда і вуглемасляні ґранули, виконані на основі зв'язуючих-нафтопродуктів, рухаються в режимі протитечії (рис. 3). На грохотах виділяють крупні ґранули, а потік пульпи пропускають у наступний аґреґат (контактний аппарат). Ґранули залишаються у пульпі до заданого (кондиційного) насичення зернами золота. Для підтримки високих адгезійних властивостей носіїв-ґранул в кожний з контактних чанів безперервно подається невелика частина зв'язуючого аґента, який "підновлює" поверхню ґранул. Ретур і масляні фракції вилучають флотацією і направляються в голову процесу. Золото з ґранул вилучають за допомогою органічного розчинника, яким обробляють ґранулят. Це приводить до дезінтеграції ґранул, після чого ґрануляційна речовина центрифугується. Одержаний золотоносний концентрат направляють на плавку. Розчинник дистилюють і використовують повторно. Вугілля та нафтозв'язуюче рециркулюють для приготування нових ґранул.

Процес концентрації золота на ґранулах-носіях завершується протягом 20-30 хв. На перших хвилинах досягається вилучення близько 78-89 %, а за 10 хв. воно вже складає 94-97%. З економічних міркувань дослідники процесу "Карбед" рекомендують витримувати ступінь насичення ґранул золотом на рівні від 1-5 до 10-20 кг/т.

Руда

Оновлення гранул
1-а стадія адґезії
2-а стадія адґезії Грохотіння
3-я стадія адґезії Пульпа Навантажені гранули
Перечисна флотація Агітація гранул з розчинником
Пінний продукт Хвости Центрифугування
Згущення Концентрат Розчин
Злив Згущені хвости Плавка Дистиляція
До відвалу Золото Розчинник
Вугілля, Нафтопродукт
Рис. 3. Технологічна схема процесу "Карбед"

Особливо сильно на результати збагачення впливає крупність помелу (розкриття золота, особливо з руд корінних родовищ). Середня крупність гранул-носіїв складає 3 мм. Для збагачення руд, які мають гідрофобні сульфіди, доцільно застосовувати депресори та регулювання рН.

Проведені напівпромислові випробовування на установці продуктивністю 5 т/год.

Прогнозна область застосування процесу "Карбед" – збагачення руд Au та металів платинової групи. Особливо – руд, які важко ціануються внаслідок високого вмісту міді та (або) арсену.

Процес фірми Precious Mineral Technologies Pty Ltd

Адгезійний спосіб вилучення благородних металів та алмазів. Є аналогом процесу "Карбед". Відмінність від останнього полягає в більш удосконаленому підборі реаґентів-зв'язуючих. Використовують комплексне зв'язуюче, яке складається з бітуму та масла (вуглеводневої рідини) у пропорції від 1:15 до 1:5. Це дає змогу зменшити дезинтеграцію ґранул при їх інтенсивному перемішуванні у водно-рудній пульпі. Крупність ґранул-носіїв складає 0,75-5 мм, вміст у них зв'язуючого: 1-5% бітуму та 15-25% масла. Тривалість контакту пульпи з гранулами – 1-10 хв. Розвантаження ґранул здійснюється періодично.

Результати збагачення руд різних класів за процесом "Карбед" наведені в табл. 1.

Табл.1.– Вилучення золота з руд різних типів методом "Карбед"

Процес адґезійної концентрації Донецького національного технічного університету

Адгезійний спосіб вилучення золота є аналогом процесу "Карбед". Відмінність – у модифікації поверхні вуглемасляних ґранул-носіїв спеціальними реаґентами (наприклад, ефірами) для вловлювання надтонких частинок золота. Дозволяє збагачувати матеріал крупністю – 0-500 мкм.

вгору