Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
Анализ и классификация месторождений техногенного
золотосодержащего сырья рудных месторождений 10
Технологические схемы обогащения золотоносных хвостов 22
Существующие схемы переработки хвостов Джидинского
комбината с целью извлечения благородных металлов 37
Изучение минерального состава хвостов Джидинского
вольфрамо-молибденового комбината 51
Вещественный состав минерального сырья 51
Изучение закономерностей распределения золота и
золотосодержащих сростков в техногенном минеральном сырье
Джидинского вольфрамо-молибденового комбината 54
Исследование морфологии тонкозернистых частиц золота и его
сростков 63
Оценка физико-химических процессов протекающих в объеме
хвостохранилища 79
Технологические исследования пробы хвостов Джидинского
вольфрамо-молибденового комбината 96
Обогащение на винтовом сепараторе 96
Гравитационное обогащение в центробежных сепараторах 106
Разработка технологии переработки лежалых хвостов
Джидинского вольфрамо-молибденового комбината 116
Рекомендуемая технологическая схема переработки лежалых
хвостов 116
4.2. Рекомендуемые параметры и режимы технологических операций
обогащения 119
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 122
ЛИТЕРАТУРА 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 133
Введение к работе
Развитие добычи полезных ископаемых привело к образованию больших объемов отходов горно-обогатительного производства: пустых пород, убогих руд, хвостов обогащения и т.д. В то же время перед предприятиями встает вопрос платы за хранение и складирование отходов своего производства, с каждым годом количество их возрастает, занимая огромные территории, что ведет не только к исчезновению ландшафтов, но и влечет за собой загрязнение окружающей среды.
Отходы горных производств могут быть источниками полезных ископаемых. В них содержится достаточно большое количество свинца, цинка, серебра, золота, меди, вольфрама и многих других элементов. Чаще всего накопление недоизвлеченных полезных ископаемых происходило из-за несовершенства техники и технологии, на тот период, когда перерабатывались исходные руды, либо уровень их содержания в исходной руде на момент отработки не представлял интереса.
Разработка техногенных месторождений, по сравнению с природными источниками минерального сырья, отличается лучшими технико-экономическими показателями, за счет которых можно восполнить минеральные ресурсы, сохранив при этом важнейшие характеристики ранее отработанных месторождений: относительно невысокую капиталоемкость, оперативность при освоении, близкое расположение к поверхности и минимальную степень ущерба окружающей среде в период эксплуатации.
Большинство техногенных месторождений полезных ископаемых со временем не утрачивают своей потенциальной ценности. Часть техногенных запасов отдельных видов минерального сырья, не утилизированных после их накопления, как правило, со временем теряют свою промышленную ценность в результате рассеивания, окисления, выветривания, перемешивания, слеживания и т.д. Таким образом, по условиям хранения техногенные запасы можно условно разделить на две основные группы: запасы, содержащие в
качестве ценных компонентов устойчивые минералы, и запасы, содержащие виды минерального сырья, склонные к окислению, слеживанию, и рассеиванию, т.е. неустойчивые.
В золотодобывающей отрасли одной из первых в горном комплексе стали рассматривать отходы горно-металлургического производства, как источник сырья. Причиной тому послужило резкое сокращение легкодоступных запасов золота в коренных рудах и россыпях и, как следствие, снижение промышленных кондиций. Рост интереса промышленности к техногенному золотосодержащему минеральному сырью в последние два десятилетия во многом предопределился появлением новых технологий извлечения благородных металлов.
Ресурсный потенциал техногенных золотосодержащих объектов, расположенных на территории России, оценивается неоднозначно. Анализируя общую структуру запасов и ресурсов золота, Б.И. Беневольский (1995) утверждает что, на долю техногенных объектов отводится 7-12 %. Из других техногенных образований, кроме отвального комплекса собственно золоторудных месторождений, высоко оцениваются перспективы извлечения золота из отходов переработки руд черных и цветных металлов, отходов сернокислотного производства, некоторых видов нерудного сырья и др. Многочисленные исследования показывают, что объекты вторичного золотосодержащего сырья разнообразны по своей природе, содержанию металла, масштабом накопления и экономической значимости. Одной из актуальных проблем всестороннего изучения такого сырья и, в первую очередь, приоритетных направлений исследований в области обогащения, из работ академика РАН В.А. Чантурия, можно выделить следующее:
- разработка теории и технологии формирования техногенных
месторождений;
- выяснение условий формирования техногенных золотосодержащих
объектов;
- разработку их классификации;
- выработку методических основ для геолого-технологического изучения и оценки [82].
Техногенные месторождения, представленные хвостами обогащения, являются достаточно специфическими образованиями, отличающимися от других техногенных объектов вещественным составом, условиями накопления и хранения, набором остаточных реагентов и влиянием развития микроорганизмов различных видов.
Запасы горной массы в хвостохранилищах обогатительных фабрик измеряются миллионами тонн, мощность отложений нередко превышает 50 м. Хвостохранилища представляют интерес в качестве объектов повторной переработки с целью извлечения золота в случае, если при первичном обогащении не применялось цианирование. Претенденты успешного извлечения золота из хвостов цианирования, хотя бы в укрупненном лабораторном масштабе, не известны.
Проблема комплексного освоения недр в общепринятом понимании заключается в максимальном извлечении учтенных запасов из недр, максимальном извлечении полезных компонентов из добытой руды и максимально возможном использовании отходов (вскрышных пород, хвостов обогащения) в строительной индустрии. Все это относится к учтенным запасам. Проблема неучтенного металла при отработке любого месторождения полезных ископаемых во вмещающих породах практически не рассматривается. Более того, не извлеченные ценные компоненты, перешедшие в хвостохранилище, часто не стоят на балансе в ГКЗ и являются не учтенными в минерально-сырьевой базе России.
Значительный вклад в решение данной проблемы, и прежде всего в фундаментальных исследованиях сделан в работах Плаксина И.Н., Чантурия В.А., Леонова СБ., Тихонова О.Н., Козина В.З., Авдохина В.М., Соложенкина П.М., Бочарова В.А., Мязина В.П., Кармазина В.В.
Актуальность работы. Техногенные месторождения переработки руд цветных и редких металлов обогатительных фабрик содержат значительные
количества полезных компонентов: меди - 0,15-0,35%, цинка - 5-20 %, золота - 0,2-1,0 г/т, серебра - 5-20 г/т.
Одним из таких месторождений является Джидинский вольфрамо-молибденовый комбинат. Основным и главным компонентом извлечения при его отработке был вольфрам. Технология обогащения руды не предусматривала извлечение попутных компонентов, таких как, золото, серебро и др. металлы. В процессе обогащения руды часть золота вскрывалась и попадала в вольфрамовые концентраты, а большая часть в продукты, поступающие в хвостохранилище. Учета содержания благородных металлов в вольфрамовых концентратах не велось, т. к. их количество в товарном продукте было не значительно.
Цель работы. Изучение процесса формирования техногенного вольфрамсодержащего месторождения позволяющее разрабатывать технологию извлечения золота из данного вида минерального сырья.
Идея работы. Выявление условий протекания процесса окислительного разрушения минеральных комплексов в техногенных месторождениях с целью разработки рациональной технологии извлечения ценных компонентов.
Научная новизна. Установлена закономерность локального распределения золота по объему хвостохранилища.
На основании изучения морфологии золота установлен механизм его вскрытия в объеме техногенного вольфрамсодержащего месторождения в результате селективного разрушения сульфидных минералов, под воздействием микроорганизмов и окислительно-восстановительных процессов в контактных зонах.
Разработана технология извлечения золота из лежалых хвостов Джидинского вольфрамо-молибденового комбината.
Методика исследования. В работе были использованы следующие методы исследования:
Оптический и оптико-геометрический метод на базе комплекса электронного анализа изображений "Видеомастер", для количественного и минералогического анализа исследуемых компонентов минерального сырья.
Рентгенофлюорисцентный, нейтронно-активационный методы, химический и пробирный анализы.
Гравитационные методы на обогатимость золотосодержащего минерального сырья.
Извлеченные частицы золота изучались на сканирующем электронном микроскопе JSM 5300 фирмы Jeol (Япония), для изучения поверхности и форм, а также их размера.
Задачи исследования. Изучение вещественного состава хвостов Джидинского вольфрамо-молибденового комбината.
Исследование хвостохранилища, по всему объему, на выявление локального распределения золота.
Изучение морфологии, структуры, размеров и содержания золота в хвостах Джидинского вольфрамо-молибденового комбината, причин и условий процесса окислительного разрушения золотосодержащих минеральных комплексов.
Разработка технологии извлечения золота из хвостов Джининского ВМК.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
Установление областей повышенного содержания тонкозернистого золота по объему техногенного месторождения Джидинского ВМК, позволившее обосновать возможность его селективной рентабельной отработки.
Механизм вскрытия свободных частиц золота под воздействием окислительно-восстановительной среды в объеме техногенной залежи.
Промышленно опробированая гравитационно-центробежная
технология извлечения свободного золота из техногенного месторождения Джидинского вольфрамо-молибденового комбината.
Научное значение работы. Выявленный механизм вскрытия частиц золота в техногенном вольфрамовом сырье позволит обосновывать целесообразность технологии их извлечения в подобных месторождениях.
Практическая значимость. Разработана и промышленно опробирована гравитационно-центробежная технология, позволяющая рентабельно извлекать из техногенного вольфрамсодержащего месторождения золото в пределах 65 -72%.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: Научном симпозиуме «Неделя горняка -2001» (г. Москва); Международном совещании «Экологически проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» «Плаксинские чтения - 2002» г. Чита; Всероссийской школе-семинаре молодых ученых «Современные методы переработки минерального сырья» «Леоновские чтения - 2004» г. Иркутск; Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в металлургии, химии, обогащении и экологии» г. Санкт-Петербург, 2004 г.
В полном объеме диссертационная работа представлялась на кафедре Обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии в Иркутском государственном техническом университете и кафедре Обогащения полезных ископаемых Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).
Публикации. По результатам выполненных исследований автор имеет 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и 21 таблицу.
