УДК 622.73; 622.765.063
МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ОБОГАЩЕНИЯ СУЛЬФИДНОЙ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ
© Александрова Татьяна Николаевна, д-р техн. наук, проф., e-mail: ¡gd@rambler.ru;
Ромашев Артём Олегович, канд. техн. наук, e-mail: romashevao@yandex.ru; Семенихин Дмитрий Николаевич, e-mail: xblpa8@yandex.ru Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Россия, Санкт-Петербург
Статья поступила 28.07.2014 г.
Приведены результаты минералого-технологических исследований сульфидной золотосодержащей руды одного из месторождений Дальневосточного региона. Основной полезный компонент в рудах - самородное золото, более 60% которого связано с сульфидами, что предопределяет «упорность руды» и поиск методов дополнительного воздействия на золотосодержащие сульфиды.
Установлено, что воздействие на руду на стадии измельчения окислительным комплексом может в значительной мере увеличить извлечение полезных компонентов при дальнейшем обогащении. Показаны результаты экспериментального исследования флотации золотосодержащих сульфидных руд с применением химического окисления на основных стадиях трансформации золоторудного сырья. При расходе окислителя 100-110 г/т извлечение мышьяка в хвосты, а значит и селекция пирит-арсенопирита максимальна в исследованном диапазоне, а извлечение золота в концентрат - 72,2%. С использованием методов спектроскопии исследовали влияние окислителей на органические собиратели при флотации.
Применение реагентов-окислителей, в частности перманганата калия, способствует селекции сульфидов вследствие более интенсивного окисления арсенопирита и позволяет повысить эффективность извлечения золота в концентрат при одновременном снижении содержания в нем мышьяка.
Ключевые слова: флотация; рудоподготовка; золотосодержащие сульфидные руды; диксантогенид; депрессия арсенопирита; галогены; окислители.
Значение благородных металлов и, прежде всего, золота в условиях современного промышленного производства чрезвычайно велико. Об этом свидетельствует тот факт, что в общей стоимости товарной продукции, добываемой из минерального сырья, золото занимает пятое место, уступая по этому показателю лишь нефти, природному газу, углю и железным рудам и значительно опережая другие цветные металлы и алмазы.
Сульфидные золотосодержащие руды являются одним из главных источников производства золота. В связи с постоянным ухудшением качества минерального сырья на обогатительные фабрики поступают все более труднообогатимые руды с пониженным содержанием ценных компонентов, поэтому развитие научно-методологических основ этого направления актуально и для государственной экономической политики [1]. Решение этой задачи может быть достигнуто путем совершенствования процессов переработки руд
ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ
и, в первую очередь, флотации - основной операции обогащения сульфидных руд [2].
Объектом исследования были сульфидные золотосодержащие руды одного из месторождений Дальневосточного региона. Целевая задача исследований - установление положительного влияния окислителей на эффективность флотации сульфидов и селекцию пирита и арсенопирита в цикле флотации.
На основе минералого-тех-нологического исследования выявлено, что золото и серебро находятся в рудах в трех формах, а именно: самородные металлы и сульфиды, частично покрытые оксидными пленками и заключенные в минералах, растворимых в соляной кислоте; связанные с сульфидами и углистым веществом; связанные с силикатными минералами.
Результаты рационального анализа руды из песчаников и риодацитов приведены на рис. 1 и 2, минералогический состав исследованной руды - на рис. 3. В целом в рудах месторождения диагностировано 55 видов минералов, из которых преобладают кварц, серицит, карбонаты и альбит. Распространенные минералы - микроклин, кальцит, хлорит, группа глинистых минералов, оксиды железа, пирит и арсенопирит. Все остальные минералы - редкие и очень редкие. Кварц представлен халце-доновидными образованиями и зернистыми выделениями. Цвет жильного кварца изменяется от молочно-белого до темно-серого. Серицит, альбит, каолин и гидрослюды образуют шламообразующие минеральные агрегаты и находятся в тонких и тонкодисперсных
Серебро в сульфидах, в углистых веществах, в кварце и минералах, нерастворимых в кислотах
36,20%
Серебро самородное, из сростков, сульфаты и хлорид серебра
Серебро, покрытое оксидными пленками и заключенное в минералах, растворимых
Золото, покрытое оксидными пленками и заключенное в минералах, растворимых в соляной кислоте
9(ии% 1
в соляной кислоте
Золото в сульфидах и углистых веществах
Рис. 1. Результаты рационального анализа на золото и серебро
Рис. 2. Результаты рационального анализа на золото и серебро из риодацитов
Рис. 3. Минералогический состав исследованной руды
агрегатах. Карбонаты представлены твердыми растворами сидерита и доломита (анкеритом) и кальцитом, их содержание в руде составляет 23,3 мас. %, преобладает анкерит. Основной полезный компонент в рудах - самородное золото, которое (по результатам фазового анализа) более чем на 70% связано с сульфидами, и только около 10% составляет цианируемая часть. Суммарное содержание сульфидов в исходных рудах 0,2-1,2%. Максимальное количество сульфидов: 0,8% пирита и 0,4% арсенопирита. Минимальным содержа-
нием сульфидов отличаются руды окисленного типа: 0,2% пирита и 0,1% арсенопирита. В рудах всех типов пирита содержится больше, чем арсенопирита.
Арсенопирит наблюдается в виде рассеянных вкраплений, неравномерно-зернистых агрегатов, прожилок и просечек, струйчатых выделений, сгустков различной конфигурации. Сравнительно крупные выделения арсенопири-та тяготеют к кварц-карбонатным прожилкам, тонкие рассеянные вкрапления встречаются во вмещающих песчаниках и алевролитах. Размер скоплений арсенопири-та не превышает 2 см, размер зерен от 1 мкм до 0,3 мм. Арсенопирит окаймляет пирит в виде щеток. В руде окисленного типа на арсенопирите развиваются вторичные минералы - яро-зит КБез+3(804)2(0Н)6 и арсениосидерит
Са2Бе3 + 3(Л804)303х х3(Н20). Именно с ар-сенопиритом связана основная масса золота, содержащегося в руде. В арсенопирите отмечается постоянная примесь сурьмы (до 3%) и реже -следы никеля и кобальта.
Пирит встречается в виде разнозернистых агрегатов, рассеянной вкрапленности, тонких прожилок и нитевидных просечек, перистых и кру-жевоподобных образований. Форма выделений пирита - метакристаллы с большим количеством включений кварца, слюд, апатита, арсенопирита, сфалерита, пирротина, халькопирита, галенита (рис. 4). Другой формой выделений пирита являются мономинеральные и полиминеральные прожилки в ассоциации с теми же минералами.
"3555*
Эпектронма лзображеннв 1
5 ч. «..
|| 1 г з * ь « 7 в 1 | Г'-1*-.1< и**Ч Д4< ММ Кудое 0 016 (1129 мЫП 1
0 Сч . 5 Й СморЗ \ Я * »
1 2 3 4 Ь $ } »1 | шкм 1К4 «ЫЯ Курсор 0 0« 11125 «МП I
Г| .. ... -..--...
1 —"--Т--.-Т- 1 П№»*УЯМ ии Курив 0РН те!
Спектр 1
Спектр 2
Спектр 3
Элемент С О Б Бе Итого
Мас. % Элемент 67,34 Л8 4,77 С 14,19 О 1,92 8,72 Б 3,06 Бе Си Ag 100.0 Итого
Мас. % Элемент 1,56 Бе 7,93 С 7,73 Б 0,83 16,13 5,44 2,14 58,24 100.0 Итого
Мас. % 41,07 7,17 51,76 100.0
Рис. 4. Электронное изображение сростков пирита, арсенопирита и халькопирита и
графические спектры
Элемент C O S Fe Au
Мас. % 11,00 5,29 11,27 7,14 65,29
Рис. 5. Электронное изображение вкрапления золота в пирит и графический
спектр
В окисленном типе руды по пириту развиты оксиды и гидрооксиды железа. Видимого золота в ассоциации с пиритом не обнаружено. Размер выделений пирита не превышает 1,0-1,5 см, размер зерен от 1 мкм до 0,8 мм (рис. 5).
Слюдистые минералы представлены мусковитом, серицитом и иллитом, глинистые минералы - каолинитом и монтмориллонитом, карбо-
наты - кальцитом, доломитом, анкеритом и сидеритом. В незначительном количестве отмечаются хлорит, измененный микроклин. Среди оксидов и гидроксидов встречаются ге-тит, магнетит, хромшпинели-ды, рутил, лейкоксен, лимонит, титанит, ильменит, гидрокси-ды марганца, монацит и тори-анид. В единичных зернах отмечены апатит, циркон, барит, шеелит. Кроме основных сульфидных минералов (пирита и арсенопирита) присутствуют халькопирит, сфалерит, галенит, кобальтин, герсдорфит, тетраэдрит, фрейбергит.
Суммарное содержание сульфидов в исходных рудах составляет 0,2-1,2%. Максимальное количество сульфидов в руде первого типа (алевролиты и песчаники): 0,8% пирита и 0,4% арсенопирита. Минимальным содержанием сульфидов отличается руда окисленного типа: 0,2% в пирите и 0,1% в арсенопи-рите. В рудах всех типов пирита больше, чем арсенопирита.
Все зерна самородного золота весьма мелкие, в свободном состоянии они наблюдались на границе срастания арсенопирита и кварца или в трещинах, приуроченных к крупным кристаллам арсенопирита. Здесь встречались наиболее крупные выделения минерала (до 220 мкм). Вторая форма нахождения - мелкие включения в арсенопири-те, третья форма, выявленная при настоящих исследованиях - аналогичные мельчайшие включения в арсениосидерите, характерные для руд окисленного типа.
Для эффективной переработки руды такого типа требуются новые подходы к обогащению и новые процессы, позволяющие экономно и без значительного экологического ущерба добывать ценные компоненты. В этих условиях повышение полноты и комплексности обогащения полезных
Рис. 6. Схема проведения экспериментов: при интенсификации измельчения (—); при исследовании флотации (---)
Матрица планирования эксперимента
Матрица планирования Выходные параметры оптимизации Значение функции отклика
Х, Х1 Х2 У У У 1 2 3 УСР
1 1 1 20,11 19,34 19,95 19,8 19,64
1 -1 1 20,31 19,55 20,14 20 19,91
1 1 -1 19,70 20,68 20,51 20,3 20,31
1 -1 -1 19,62 18,73 18,96 19,1 19,17
1 1 0 20,77 21,42 21,12 21,1 21,26
1 -1 0 20,37 21,14 20,89 20,8 20,82
1 0 1 21,37 20,65 20,98 21 21,26
1 0 -1 20,70 21,81 21,40 21,3 21,22
1 0 0 23,08 22,25 22,77 22,7 22,52
ископаемых, создание высокоэффективных, экологически безопасных технологий приобретает первостепенное
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.