Рудоподготовка при кв
Агломерация руды и материалов
жүктеу/скачать 2.06 Mb.
|
| Агломерация руды и материалов
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 (рис. 9.7). 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. Рис. 9.7. Сегрегация частиц при формировании штабеля Особенно нежелательно присутствие в отсыпанных рудах шламов размером 270 меш. Введение в отработку методом КВ низкосортных запасов золотосодержащих руд потребовало разработки таких приемов, которые бы позволили исключить указанные выше процессы. В настоящее время таким способом является агломерация (окомкование) дробленой руды с получением хорошо проницаемого штабеля. В связи с началом промышленного применения КВ золота из руд и необходимостью переработки отвалов, глинистых забалансовых руд и хвостов флотации, для которых агломерация являлась единственным способом их утилизации, в 70-х годах Горное бюро США приступило к исследованиям этого процесса. Положительные результаты разработок послужили базой для проведения в 1978 г. первых укрупненных опытов, а в 1979 г. в Неваде был осуществлен полевой эксперимент КВ агломерированной руды; первая промышленная реализация этого процесса относится к 1980 г. Основной целью агломерации является получение пористого материала, достаточно прочного при перегрузках, укладке штабеля и в то же время проницаемого при выщелачивании. Необходимость процесса агломерации определяется на стадии исследовательских работ при изучении водопроницаемости дробленого до заданной крупности материала. Агломерации подвергается или весь дробленый материал, или предварительно отсортированная на стадии дробления его часть – наиболее зашламованная рудная мелочь. Агломерация, как и дробление, является дорогостоящей операцией и должна использоваться при промышленной отработке в случае острой необходимости. В настоящее время эта технология широко применяется для отработки золотосодержащих забалансовых руд, содержащих глинистые компоненты, хвостов обогатительных процессов и т.д. Исследования показали, что для получения требуемых агломератов важными являются три параметра: количество вяжущего (портланд-цемента), добавляемого к сухому исходному материалу. Рекомендуется добавлять и известь; количество воды, вводимой к смеси вяжущее + руда; вместо воды возможно использование цианидного раствора; время выдержки, необходимое для образования перемычки из силиката кальция. Типовая схема агломерации с использованием в качестве связующих цемента и извести приведена на рис. 9.8. Рис. 9.8. Типовая схема агломерации 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. Эффективность различных вяжущих материалов может меняться в зависимости от типа и специфических особенностей исследуемой руды. Например, с известью реакция обмена ионов натрия на ионы кальция идет очень эффективно, однако скорость упрочнения и прочность окатышей ниже, чем для цемента. В зависимости от типа руды эта реакция обмена катионов может быть более значимой, чем скорость упрочнения и прочность окатышей. Поэтому очень важно тщательно исследовать особенности руды при различных вяжущих. Для успешного окомкования есть два основных способа: окомкование мелочи с крупными кусками (окускование) и окомкование мелочи в прочные окатыши. На рис. 9.9 показано, как происходит окомкование. Мелочь может быть связана с крупными частицами (см. рис. 9.9, а) или содержать большое количество глины (см. рис. 9.9, б, в). Рис. 9.9. Эффекти агломерации Для окомкования мелочи и хвостов нужно небольшое или умеренное количество вяжущего. Портландцемент в качестве вяжущего применяется для окомкования такого тонкого материала, как 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. Ниже приведены результаты опытов по изучению влияния различных параметров на агломерацию. По характеру кривой зависимости скорости перколяции раствора выщелачивания от количества введенного портландцемента (рис. 9.10) видно, что увеличение содержания цемента до 4,5 кг/т значительно улучшает скорость просачивания, которая затем стабилизируется. Этот опыт проводили без предварительного увлажнения и перемешивания. Эффект влияния увлажнения агломерируемой руды на скорость перколяции раствора выщелачивания при оптимальном количестве связующего (рис. 9.11) 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 %. С увеличением времени выдерживания увлажненной смеси руда + портландцемент до 8 часов скорость перколяции раствора выщелачивания растет (рис. 9.12), 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. В табл. 9.15 обобщены результаты, полученные при агломерации глинистых золотосодержащих руд, проведенной для выявления влияния переменных на основной показатель – скорость фильтрации. Положительные показатели процесса агломерации очевидны и не нуждаются в сопоставлении. Характерно лишь, что увлажнение цианистым раствором увеличило извлечение золота и серебра в раствор, одновременно сократив время выщелачивания почти в два раза по сравнению с опытом, где увлажнение проводили водой. После определения оптимальных параметров выщелачивания глинистых золотосодержащих руд была изучена применимость агломерации к другим рудам. Постоянными в экспериментах являлись: расход портландцемента – 4,5 кг/т; время выдерживания – 24 ч; степень увлажнения – от 8 до 12 % (табл. 9.16). Согласно результатам процесс агломерации оказывает различное влияние на скорость перколяции и время выщелачивания. Для отдельных проб агломерация является единственным процессом, позволяющим извлечь благородные металлы. Последующая серия опытов была проведена на пробе хвостов крупностью 200 меш (65 %) и содержащей 1,26 г/т Au и 62,2 r/т Ag. Как и в предыдущем случае, изучалась возможность формирования пористой и прочной структуры кусков для последующего КВ. В ходе этих исследований установлено влияние на агломерацию помимо вышеперечисленных параметров двух механических факторов: способа введения воды (раствора цианида) и метода окомкования. Оказалось, что тонкое распыление воды не способствует агломерации, происходит увлажнение, но не образуются ядра, вокруг которых начался бы процесс укрупнения частиц. Только грубое орошение водой способствует образованию ядер для роста окатышей. Для агломерации тонкого материала были испытаны три типа оборудования: дисковые агломерационные машины, вращающиеся барабанные агломераторы и агломераторы с реверсной лентой и отсекающим действием в виде порогов. На агломерирование поступала предварительно перемешанная загрузка смеси хвостов с добавкой воды. После выдерживания агломераты помещались в колонки для выщелачивания. Наименее прочными оказались частицы, укрупненные в агломераторах с реверсной лентой. В двух других случаях частицы не изменили своих механических свойств при выщелачивании. Исследования показали необходимость, помимо применения в виде связующего портландцемента, добавления извести примерно в той же пропорции. Такая комбинация обеспечивает достаточную прочность и проницаемость агломератов, при этом количество вводимой связки может быть снижено. На рис. 9.13, 9.14 и 9.15 видно, что в случае агломерирования тонких частиц оптимальные параметры процесса существенно меняются: максимальные скорости орошения устанавливаются при применении агломератов, получаемых в следующих условиях: введение качестве связующего извести и цемента, по 6,8 кг/т каждого; добавка воды (или раствора цианида) до 20÷22 % влажности и время выдерживания - 24÷48 ч. Полученные результаты были применены для агломерации нескольких проб золотосодержащих хвостов, которые в последующем подвергались КВ. Так как ряд исходных проб оказались непроницаемыми для цианистых растворов, они выщелачивались в условиях агитации (табл. 9.17). Необходимость агломерирования тонких по крупности материалов для КВ бесспорна: скорости перколяции от нуля возросли до двузначных чисел, а там, где отмечалась слабая фильтрация исходного материала, она возросла в десятки раз. Интересно, что извлечение золота из агломерированных руд по сравнению с извлечением, полученным при агитационном выщелачивании, было выше на 5 %, а использование цианидного раствора на стадии увлажнения, как и в предыдущем случае, существенно сократило время выщелачивания. В ряде работ указывается, что если руду необходимо дробить до 19 мм и мельче, агломерация необходима, даже если в рудах отсутствуют глинистые частицы. Агломерация руд, поступающих на КВ, используется на рудниках “Голд Страйк”, компании “Ньюмонт” (США), “Марвел Лоу Гоулд” (Австралия) и др. Процесс агломерации совершенствуют. В одном из последних обзоров сообщается об использовании на руднике “Бревер Гоулд” (Нижняя Каролина) полимерной агломерирующей добавки с расходом 90 г/т руды. Это позволило существенно сократить расход цемента и улучшить извлечение металла. Добавка помогает также снизить количество удерживаемой горной массой влаги, что важно на стадиях отмывки и обезвреживания отработанного штабеля. Кроме этого, добавка упрочняет получаемые окатыши, что дает возможность сооружать дополнительное количество этажей на эксплуатируемых штабелях КВ. При выборе конструкции агломератора руководствуются гранулометрическим составом исходного материала, объемом поступающей в процесс рудной массы совместно с вводимой связкой, их влажностью и условиями поддержания оптимального их соотношения. Агломератор должен обеспечивать перекатывание и перемещение материалов, необходимых для образования гранул. Для золотосеребряных руд и материалов разработаны три основных типа агломераторов: ленточный, барабанный и чашевый. Ленточный агломератор, наименее используемый для хвостов флотации, пригоден для материалов с небольшим количеством мелочи и хорошей извлекаемостью из крупных кусков руды. Для перекатывания и гранулирования частиц применяется конвейер с уклоном или же имеющий пороги, число которых зависит от количества мелочи: для твердых кремниевых руд с содержанием 5 % мелочи (-0,15 мм) – 2÷3 порога, 10÷15 % (-0,15 мм) – 4÷5 порогов. Окомкование происходит при скатывании руды на стадии разгрузки по наклонному желобу (ленте). В барабанном агломераторе образуется широкий диапазон гранул по крупности. Степень прочности гранул зависит от размера и производительности оборудования. Время пребывания гранул в аппарате определяют по эмпирической формуле где Т – время пребывания частиц в барабане, мин; А – угол естественного откоса материала, градус; В – угол наклона барабана, градус; N – частота вращения барабана, об/мин; L – длина барабана, м; D – диаметр барабана, м. Крупность гранул и их прочность растет с увеличением времени Т; скорость роста достигает максимума при оптимальном содержании влаги. Отношение L:D сохраняется постоянным (от 2 до 4), угол наклона обычно 70, время пребывания зависит от нагрузки и поддерживается постоянным. Производительность аппарата линейно зависит от диаметра барабана. В качестве футеровки в аппаратах используют гибкую резиновую прокладку для исключения образования в барабане бесформенных гранул и чересчур крупных кусков. Барабанный окомкователь получил наибольшее распространение при агломерации весьма тонкого материала (хвостов флотации). В чашевом окомкователе используют плоскую наклонную тарель. Окатыши получаются однородными и очень прочными. Этот тип агломераторов используется редко. Важным параметром окомкования является увлажнение. Оптимальное содержание влаги определяют с учетом крупности частиц, содержания глины, смачиваемости и желаемой степени прочности окатышей. Масса не должна быть слишком насыщена водой, этот ухудшает прочность окатышей. Простой способ определения оптимальной влажности – приготовить пульпу и отфильтровать на вакуум-фильтре. Влаги в кеке будет чуть больше, чем нужно для агломерации. Второй метод – проведение стандартного контрольного опыта на сжатие, при этом содержание влаги устанавливается точнее. Таким образом, в настоящее время агломерацию осуществляют в зависимости от гранулометрического состава исходного материала по двум схемам: гранулирование горной массы или отвалов, дробленных до 10÷25 мм, и весьма тонких рудных частиц (хвостов флотации). Они отличаются по параметрам проведения процесса и используемого оборудования. При окусковании руд и отвалов руду агломерируют с добавкой 2,5÷5 кг/т портландцемента, смачивают водой или крепким цианистым раствором до 8÷16 % влажности, руда механически перекатывается и выдерживается определенное время перед формированием штабеля. Добавляемый цемент обычно обеспечивает щелочную среду, необходимую для цианирования. После окускования и формирования штабеля осуществляется стандартная технология КВ. Полагают, что эффективность гранулирования выше, если смачиваемый материал состоит из смеси тонких и крупных частиц; в этом случае тонкие частицы прилипают к крупным, образуя достаточно прочные и не деградирующие при укладке штабеля и орошении окатыши. Окускование позволяет успешно решить трудности, связанные с сегрегацией частиц при формировании штабеля, миграцией мелочи, канальным эффектом во время орошения и создает пористую среду с хорошей фильтрацией. В результате резко сокращается время выщелачивания и повышается извлечение. При окусковании тонкоизмельченного материала режим и параметры гранулирования иные. Вяжущее – обычно смесь извести и цемента по 4÷6 кг каждого на 1 т исходного продукта, влажность – 16÷22 %, время выдержки - 72 ч и более; влагу (или цианидный раствор) подают в тонкодисперсном виде или в форме капель. Аппарат для окомкования должен обеспечивать скорее вращательное движение, а не перекатывание или перемещение. В этом случае в качестве аппаратов предпочтительнее барабаны, чем ленточные агломераторы. Ниже приведены примеры агломерации дробленой руды и хвостов обогащения из практики работы полигонов КВ в США. жүктеу/скачать 2.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|