Введение к работе
Актуальность работы. Рациональное освоение и охрана недр является основным положением Закона Российской Федерации «О недрах».
Простые по строению и наиболее доступные месторождения россыпного золота в основном отработаны. В эксплуатацию вовлекают трудно разрабатываемые и труднообогатимые россыпи, характеризуемые высоким содержанием глины в песках, мелкими частицами золота, конгломерацией и пластичностью продуктивной толщи. Такие месторождения составляют не менее 45 % от общего объема разведанных запасов Центральной Сибири, и их осваиваемое количество с течением времени будет возрастать. В то же время разрушение глинистых агрегатов в виде окатышей единичным объемом до 70 см3 при освоении высокоглинистых россыпных месторождений золота является серьезной технологической проблемой, решение которой позволит существенно расширить минерально-сырьевую базу.
Применяемые на практике технологии промывки являются высокозатратными, не всегда и недостаточно полно обеспечивают разрушение глинистых окатышей, в результате чего потери металла при разработке высокоглинистых песков нередко достигают 30 % и более.
Повышение извлечения возможно с применением комбинированной технологии подготовки песков к транспортированию на стадии промывки, включающих, наряду с традиционным применением высоконапорных водных струй, использование физических и химических эффектов с целью увеличения результативности разрушения глинистых окатышей. Такая технология должна быть эффективной и экономически выгодной в условиях, когда отдельное месторождение представлено сравнительно небольшими запасами металла.
Таким образом, проведенные исследования, направленные на обоснование новой технологии отработки высокоглинистых золотоносных месторождений Сибири, являются весьма актуальными и имеют важное научное и практическое значение.
Работа является составной частью Научно-технической целевой программы «Интеграция» (раздел 2.3 - «Исследование и разработка принципов и технологий территориально-экологической оптимизации освоения природно-ресурсного потенциала Сибири», выполненный на кафедре охраны труда и промышленной экологии ГУЦМиЗ в 2001-2006 гг.).
Основная идея работы заключается в повышении полноты извлечения полезного компонента технологическими способами, основанными на комбинированной технологии разрушения глин, использующей специфические эффекты разрядноимпульсного воздействия на пульпу в бункере гидровашгерда.
Целью работы является расширение минерально-сырьевой ба
зы золотодобычи за счет пптнмтппмн ичпитікн-ии рятрущгнчч ЗОЛОТО-
РОС НАЦИОНАЛЬНА V:
3 БИБЛИОТЕКА і
ЛИВ/ '
носных кор выветривания и глинистых россыпей в процессах гидротранспорта.
Основные задачи исследований. Для достижения поставленной в работе цели поставлены следующие задачи:
разработать и обосновать критерии и технологические требования для создания нового оборудования с учетом влияния энергетических параметров разрядноимпульсного разрушения глины с различным содержанием, размерами глинистых окатышей и их физическими свойствами на эффективность процесса разрядноимпульсного разупрочнения глины в условиях промышленного освоения россыпных высокоглинистых месторождений и золотосодержащих кор выветривания;
определить оптимальные технологические показатели разрядноимпульсного разрушения глины при подготовке песков к транспортированию;
оценить энергетические затраты и обосновать комбинированную технологию разрушения глинистых песков при бульдозерной разработке россыпных месторождений;
выявить экономическую эффективность применения предложенных технологических решений, включающих электрофизическую обработку глины на стадии подготовки песков к транспортированию.
Методы исследований включали: анализ и обобщение литературных источников; проведение патентного поиска; лабораторные эксперименты; аналитические, графические методы, натурные наблюдения и исследования в промышленных условиях; методы математической статистики и расчеты на ЭВМ.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
- Снижение затрат на подготовительные работы, повышение эф
фективности добычных работ и сокращение сроков освоения месторож
дений, приуроченных к золотоносным корам выветривания, достигаются
применением электрофизических воздействий на стадии подготовки вы
сокоглинистых песков к транспортированию.
- Наряду с влагосодержанием, отношением Т:Ж в пульпе, содер
жанием глины в окатыше, доминирующим фактором разупрочнения по
следнего является пластичность материала, учет которой позволяет оце
нить взаимосвязь энергии разупрочнения с механическими характери
стиками окатыша.
- Повышение извлечения золота из технологической пульпы обеспе
чивается за счет комбинации «размыв - разрядноимпульсное воздейст
вие», интенсифицирующей управляемое механическое разрушение окаты
шей с переходом последних в состояние водно-глинистой суспензии.
Новизна результатов исследования:
- разработан технологический способ обработки пульпы при под
готовке к транспортированию при бульдозерной разработке высокогли
нистых месторождений;
обоснованы технологические параметры нового горного оборудования, обеспечивающего рациональное применение разрядноимпульс-ного разрушения глин, снижающие потери металла при подготовке золотоносных песков к транспортированию на обогатительные установки;
установлена и количественно определена энергия разрядного импульса при разрушении ассоциаций глинистых минералов от их физико-химических свойств и определены оптимальные условия разрядно-импульсного воздействия, обеспечивающего эффективное разрушение пластичных горных пород при размыве;
установлено что при разрядноимпульсной обработке происходит изменение адсорбционных, осмотических и капиллярных сил связи и возрастает деформация структуры материала в элементарном слое окатыша, что способствуюет удалению из окатыша прочно связанной воды и разрушению его на мельчайшие составляющие;
Практическая ценность работы:
обоснована и реализована на практике новая комбинированная технология подготовки глинистых песков россыпных месторождений к транспортированию на основе разрядноимпульсного разрушения глинистых окатышей;
подтверждена экологически меньшая опасность новой технологии вследствие интенсификации седиментации трудноосаждаемых глинистых взвесей в системе водооборота;
определен оптимальный для полного разупрочнения глинистых окатышей расход энергии разрядного импульса, пределы которого (по мощности) составляют 6-9 кДж/дм3 при содержании глины в окатыше до 96 %;
- изучены особенности разрушения глинистых окатышей при
комбинированной технологии в производственных условиях, позволяю
щие сократить цикл и интенсифицировать отработку месторождений.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена: достаточным объемом проведенных экспериментов; соответствием результатов статистической обработки полученных данных критериям доверительной вероятности Фишера и Стьюдента; проверкой полученных результатов в промышленных условиях и их внедрением.
Личный вклад автора состоит:
в теоретическом обосновании технологических рабочих параметров разрядноимпульсного разрушения глин (РИРГ) при подготовке добываемого сырья к гидротранспортированию на ЗИФ;
в проведении экспериментальных исследований разрядноимпульсного разрушения глинистых окатышей, их анализе и практической реализации;
в разработке и внедрении нового оборудования с защитой отечественного приоритета.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований процессов разработки глинистых россыпных месторождений золота на основе разрядноимпульсного разрушения глинистых окатышей использованы в рабочем проекте «Отбор крупнообъемной пробы с попутной добычей золота на 15-м и 20-м участках Ольховского месторождения» ОАО «Енисейзолото».
Материалы диссертационной работы используются также в учебном процессе Государственного университета цветных металлов и золота при подготовке горных инженеров специальности «Геотехнология открытая» и экономистов-менеджеров специальности «Экономика и управление на предприятии природопользования».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на 2-й Международной конференции и выставке «Драгоценные металлы и камни - проблемы добычи и извлечения из руд, песков и вторичного сырья», г. Иркутск, 25-30 июня 2001 г.; на Всероссийской научно-технической конференции (23-25 мая 2002 г.) «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика», г. Красноярск; на Всероссийской научно-технической конференции (июнь 2004 г.) «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика», г. Красноярск.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе получено 6 патентов на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 160 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 149 наименования, содержит 53 таблицы и 64 рисунка.
Автор выражает глубокую признательность и искреннюю благодарность научному руководителю диссертационной работы докт. техн. наук, профессору В.В. Коростовенко, сотрудникам кафедр охраны труда и промышленной экологии, открытых горных работ (персонально профессору В.Е. Кислякову), экономики природопользования ГУЦМиЗ за советы и помощь при выполнении работы. Автор признателен за содействие в модернизации экспериментального стенда доценту кафедры физики ГУЦМиЗ Ф.К. Сидорову.
