Агломерация руды и материалов
Дробление
Рудоподготовка
Значимость рудоподготовки в настоящее время определяется двумя факторами.
Если раньше KB использовали при переработке крупнодробленых руд, исключая тонкое дробление и измельчение, то в настоящее время отмечается тенденция направлять на KB золота более тонкий материал. Примером является полигон KB в Мурунтау, где забалансовые руды измельчаются до 3,35 мм. Очевидно, что затраты на рудоподготовку прямо связаны с экономикой извлечения металла. Если затраты на дробление крупных кусков дают дополнительную прибыль, получаемую от увеличения извлечения, то тонкое измельчение оправдано. Рудоподготовка сопряжена с крупными капитальными вложениями на сооружение зданий, приобретение и монтаж оборудования, а также с повышенными эксплуатационными расходами по ремонту и содержанию основных средств, расходу электроэнергии.
В настоящее время на практике наиболее широко используемая крупность материала, поступающего на KB, составляет от 10—12 до 50—70 мм. Схема дробления золотосодержащих руд (принципы и оборудование) мало чем отличается от используемой в практике обогащения руд (Рисунок 35, Рисунок 36). Для первичного дробления крупнокусковых золотосодержащих руд наиболее распространенными дробильными машинами являются щековые и конусные дробилки, для среднего дробления - конусные дробилки специальной конфигурации, для мелкого дробления - короткоконусные, реже молотковые или валковые дробилки. Все они работают в цикле с грохотами.
Рисунок 35 - Схема дробления руды до класса крупности — 15 мм в открытом цикле:
bo — ширина выходной щели; dH — номинальная крупность дробленого материала; Qм — максимальная производительность оборудования при принятой выходной щели; в скобках приведены марки используемых дробильных аппаратов и грохотов
Рисунок 36 - Схема с трехстадийным дроблением руды с грохочением замкнутом в цикле на третьей стадии с получением продукта -10 мм.
В процессе кучного выщелачивания на многих объектах по истечении определенного времени практически прекращалась фильтрация растворов через штабель. Скопление глин и тонких частиц в пределах отдельных участков горной массы штабеля закупоривало фильтрационные каналы, вызывая образование на поверхности штабеля искусственных прудков, которые, в свою очередь, способствовали возникновению каналов с высокой проницаемостью.
Глины обычно присутствуют в исходных золотосодержащих рудах или же образуются при дроблении и измельчении. Проницаемость штабеля начинает ухудшаться с момента отсыпки за счет сегрегации крупных и мелких частиц руды. Обычно это приводит к концентрированию тонких частиц в центре штабеля и внизу, а больших кусков - на наклонных поверхностях (Рисунок 37). Укладка наверх новых порций руды также сопровождается миграцией сухих тонких частиц вниз штабеля; механизмы, разравнивающие штабель и отсыпающие наверх руду, за счет вибрации усиливают этот процесс. Таким образом, по горизонтали и вертикали штабеля формируются зоны с различной проницаемостью: от участков практически непроницаемых до энергично фильтрующих, т.е. в обоих случаях неблагоприятных для КВ.
Рисунок 37 - Сегрегация частиц при формировании штабеля
Особенно нежелательно присутствие в отсыпанных рудах шламов размером 270 меш.
Основной целью агломерации является получение пористого материала, достаточно прочного при перегрузках, укладке штабеля и в то же время проницаемого при выщелачивании.
Исследования показали, что для получения требуемых агломератов важными являются три параметра:
1) количество вяжущего (портланд-цемента), добавляемого к сухому исходному материалу. Рекомендуется добавлять и известь;
2) количество воды, вводимой к смеси вяжущее + руда; вместо воды возможно использование цианидного раствора;
3) время выдержки, необходимое для образования перемычки из силиката кальция.
Рисунок 38 - Типовая схема агломерации
Типовая схема агломерации с использованием в качестве связующих цемента и извести приведена на Рисунок 38.
В процессе агломерации наблюдаются два очень важных физико-химических эффекта:
• обмен катионов натрия в глинистой составляющей руды на катион кальция вяжущего материала, что улучшает проницаемость руды;
• цементирующее действие вяжущего.
Для успешного окомкования есть два основных способа: окомкование мелочи с крупными кусками (окускование) и окомкование мелочи в прочные окатыши. На Рисунок 39 показано, как происходит окомкование. Мелочь может быть связана с крупными частицами (Рисунок 39, а) или содержать большое количество глины (Рисунок 39, б, в).
Рисунок 39 - Эффекты агломерации
Для окомкования мелочи и хвостов нужно небольшое или умеренное количество вяжущего. Портланд-цемент в качестве вяжущего применяется для окомкования тонкого материала (хвосты без глины или с малым ее содержанием). Глинистые руды неэффективно выщелачиваются из-за плохой проницаемости. Особенно сложную проблему представляют бентонитовые глины. Глинистые руды можно окомковывать с помощью извести и портландцемента.
Факторы, влияющие на агломерацию:
1) По характеру кривой зависимости скорости перколяции раствора выщелачивания от количества введенного портланд-цемента рис. 8.9 видно, что увеличение содержания цемента до 4,5 кг/т значительно улучшает скорость просачивания, которая затем стабилизируется.
Рисунок 40 - Влияние количества портланд-цемента, применяемого для окомкования материала, на скорость перколяции раствора выщелачивания vпep> через колонку.
2) Эффект влияния увлажнения агломерируемой руды на скорость перколяции раствора выщелачивания при оптимальном количестве связующего (рис. 8.10) показывает, что фильтруемость через колонку увеличивается с повышением содержания влаги, достигая максимального значения при 12 % влажности, а затем быстро уменьшается до исходного значения при 25 % влаги. Когда вводится слишком много влаги, смесь руда + цемент теряет способность формировать агломераты. Оптимальное содержание влаги при агломерации руды 12 %, однако возможно проводить окомкование и в более широких пределах влажности: 8—16 %.
Рисунок 41 - Влияние содержания влаги в агломерируемой руде w на скорость перколяции раствора выщелачивания vпер через колонку.
3) С увеличением времени выдерживания увлажненной смеси руда + портланд-цемент до 8 часов скорость перколяции раствора выщелачивания растет (рис. 8.11), наблюдается улучшение фильтрации, в последующем скорость фильтрации стабилизируется и остается постоянной. В случае, когда увлажнение производится раствором цианида вместо воды, период выщелачивания золота и серебра сокращается, и при последующей перколяции воды извлекается растворенное золото.
Рисунок 42 - Влияние времени выдерживания t увлажненной смеси руда + портланд-цемент на скорость перколяции раствора выщелачивания vперк через колонку.