Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Комплексная переработка золото-сурьмяных руд и концентратов на обогатительно-металлургическом комплексе Консолидейтед Мэрчисон (ЮАР)

20.12.2018

ЮАР занимает 3-е место в мире (после КНР и Боливии) по объемам добычи сурьмы. Основное количество сурьмы производится из комплексных золото-сурьмяных руд на предприятиях, принадлежащих компании "Консолидейтед Мэрчисон" и расположенных на территории Северо-Восточного Трансвааля. Компания владеет 7-ю рудниками, наиболее крупным из которых является "Грейвлотит", недалеко от которого (г. Летаба) с 1974 г. функционирует завод по выпуску товарного триоксида сурьмы - совместное предприятие "Консолидейтед Мэрчисон" и американской компании "Хеметрон Корпорейшен". Годовая производительность завода 7 тыс. т сурьмы (в виде Sb2O3). Практически вся производимая в ЮАР сурьма экспортируется, главным образом, в США.

Золото-сурьмяные руды месторождения данного региона (хребет Мэрчисон) характеризуются довольно сложным составом. Сурьма в них представлена в основном сульфидными минералами: стибнитом Sb2S3, бертьеритом FeSb2S4 (FeS*Sb2S3) и гудмундитом FeSbS, которые образуют вкрапления (до 0,3 мм) в кварц-карбонатных породах. Оксидные минералы сурьмы: валентинит, сервантит и др. присутствуют в незначительных количествах и не имеют практического значения. Золото в рудах находится как в свободном состоянии (видимые зерна), так и в форме субмикроскопических включений в сульфидах, в том числе в стибните. Значительная часть золота ассоциирована с арсенопиритом, образующим отдельные линзы вблизи сурьмяной минерализации. Породообразующие компоненты представлены, главным образом, кварцем, доломитом, хлоритом и тальксодержащими минералами,

В первый период (1936-1940 гг.) переработка руд месторождений "Мэрчисон" осуществлялась только с целью извлечения золота. Принятая в то время технология включала флотацию руды, окислительный обжиг концентрата в печи Эдвардса (10 т концентрата в сутки) и цианирование огарка. С 1944 по 1972 г. на фабриках организовано комплексное извлечение золота и сурьмы. Перерабатываемые в этот период руды содержали 6-12 % сурьмы, 3-6 г/т золота и (в качестве примеси) 0,1-0,3 % мышьяка. Схема переработки включала следующие операции: дробление (с промывкой руды), ручную сортировку, измельчение и двухстадиальную флотацию. Первая стадия флотации предназначена для выделения основной массы золотосодержащих сульфидов (главным образом арсенопирита), вторая стадия - для получения сурьмяных концентратов. С целью более полного извлечения золотосодержащего арсенопирита руду, как перед флотацией, так и после нее, подвергали гравитационному обогащению на ворсистых шлюзах, концентрационных столах и отсадочных машинах. Богатые шлюзовые гравиоконцентраты амальгамировали, бедные - объединяли с концентратом "золотой" флотации и перерабатывали по схеме окислительный обжиг -цианирование. Сурьмяный флотоконцентрат после гравитационно-флотационной перечистки и обезвоживания (сгущение, фильтрация), содержащий 60-62 % сурьмы и 17-20 г/т золота, реализовывался потребителям как товарный продукт. Общее извлечение золота из руды (Au 5,6 г/г, Sb 11,6 %) составляло 88 %, в том числе: в лигатурный металл 34 %, в сурьмяный концентрат 54 %. Извлечение сурьмы в концентрат - 91,4 %. Более подробная информация о технологии и показателях работы предприятия в тот период представлена в работе.

В конце 70-х годов произведена существенная реконструкция предприятия. Построена новая обогатительная фабрика производительностью 2000 т руды в сутки (работающая по гравитационно-флотационной технологии), созданы металлургические установки но производству золота и товарного триоксида сурьмы. В технологию переработки руды внесено много усовершенствований, присущих только этому предприятию и представляющих большой практический интерес с точки зрения общей оценки возможностей комплексного использования золото-сурьмяных руд.

Современная схема обогащения руды и металлургической переработки концентратов на Консолидейтед Мэрчисон приведена на рис.20.2.

Руда исходной крупности -400 мм с содержанием золота 2 г/т, сурьмы 1,8 % и мышьяка 0,2 % (данные 1989-1991 гг.) подвергается дроблению (щековая дробилка Телсмита, две короткоконусные дробилки Саймонса, вибрационные грохоты с полиуретановыми покрытиями) до конечной крупности минус 13 мм. Дробленая руда загружается в три 450-тонные силосные башни, питающие мельничные бункера первой стадии измельчения. Измельчение проводится в двух шаровых мельницах 2,44x3,05 м и одной мельнице 1,83x3,66 м. Крупность шаров 90 мм, расход 0,7 кг на 1 т руды. Разгрузка мельниц пропускается через полиуретановый грохот с размером отверстий 2x25 мм. Выделяемая на грохоте галька возвращается с помощью конвейера в загрузочную горловину мельницы, а минусовый продукт грохота (45 % класса минус 0,074 мм или минус 0,4 мм) подвергается гравитационному обогащению на двухсторонних ротационных столах (8 параллельных линий по 2 стола в линии), покрытых кордероем, с целью выделения первичного золотого концентрата. Хвосты гравитации классифицируются в гидроциклонах, пески доизмельчаются в двух шаровых мельницах (1,83x3,66 м и 1,08x3,66 м; шары диаметром 60 мм, расход шаров 0,6 кг на 1 т руды) до конечной крупности 65-75 % класса минус 0,074 мм. Между мельницами 2-й стадии и гидроциклонами установлены концентрационные столы с кордероевым покрытием (2-я стадия гравитации). Слив гидроциклонов пропускается еще через одну серию кордероевых столов (3-я стадия гравитации). Концентраты всех стадий объединяются и подвергаются перечистке на столах Джеймса. Богатый концентрат амальгамируется, амальгамированное золото плавится в слитки. Извлечение Au в гравитационном цикле составляет 27-37 %.

Последующее обогащение руды производится методом флотации, которая включает в себя основную (грубую), контрольную (очистную) и две перечистных операции. В цикле основной и контрольной флотации установлены машины "Денвер-24" и "Вемке-56", перечистка концентрата производится в машинах "Денвер-18". В качестве реагентов при флотации используются: нитрат свинца (активатор сурьмы), изобутило вый ксантогенат натрия (первичный коллектор сурьмы), аэропромотор-208 и дитиофосфат (вторичные коллекторы сурьмы), промотор (для флотации золота). Дитиофосфат одновременно действует как вспениватель. При наличии в рудах талька применяется депрессант -декстрин. Регулирование pH среды (6,8-7,0 - в основной; 6,5-6,8 - в контрольной и 6,0-6,5 - в перечистной флотации) производится серной кислотой.

Из присутствующих в руде минералов сурьмы наиболее трудно флотируют бертьерит и гудмундит, доля которых составляет от 10 до 35 % суммы сурьмяных минералов. Для улучшения флотации указанных сульфидов процесс осуществляют при минимально возможном значении pH=6,5-6,8. Однако при этом увеличивается переход мышьяка в концентрат, который приходится дополнительно измельчать с целью "дезактивации" (полировки) поверхности зерен арсенопипитa. Для подавления флотируемости мышьяксодержащих сульфидов в пульпу вводят цианид натрия в количестве 50-80 г на 1 т руды. Половина цианида подается в питание основной флотации, остальная часть - на 1-ю и 2-ю перечистные операции. В присутствии цианида несколько ухудшаются условия флотации стибнита и, кроме того, происходит растворение некоторой части золота (3-7 % от общего содержания Au в руде). Это вызывает необходимость введения в технологическую схему дополнительной операции - осаждения золота из жидкой фазы хвостов флотации в очистительных "угольных" колоннах.

Получаемый в цикле флотации золото-сурьмяный концентрат, в который переходит до 30-40 % золота от руды (содержание Au в концентрате 20-30 г/т), перечищается на концентрационных столах с целью извлечения крупного свободного золота, сгущается и подвергается низкощелочному цианированию под давлением кислорода в реакторах трубного типа. Детали процесса описаны в статье.

Процианированная пульпа обезвоживается в отстойнике и барабанном фильтре. Золото из растворов извлекается активированным углем в серии из 8 колонн (2,1x0,8 м). Обезвоженный сурьмяный концентрат (кек фильтра) сушится в термосушилке "Вентури" до конечной влажности около 1 %, после чего, в соответствии с условиями реализации, затаривается в бумажные мешки по 40 кг (при отправке на местный сурьмяный завод по производству триоксида), либо в емкости по 1,4 т - для транспортировки за границу.

Переработка сурьмяного концентрата на Sb2О3 включает в себя следующие металлургические операции:

- окислительный (возгоночный) обжиг при температуре 1100-1200 °C;

- охлаждение обжиговых газов до температуры 100 °С;

- улавливание сурьмяных возгонов (Sb2O3);

- рафинирование чернового триоксида сурьмы с получением конечного товарного продукта;

- доизвлечение сурьмы и золота из огарка.

Обжиг концентрата производится в 6 параллельно установленных вращающихся барабанных печах (1,8x7,6 м) производительностью по 450 кг концентрата в час, футерованных огнеупорным кирпичом и работающих под разряжением, которое создается вентилятором-центрифугой. Разогрев печей производится генераторным газом до температуры воспламенения сульфида сурьмы, после чего процесс обжига протекает в автогенном режиме.

Для охлаждения газов используется система из двух серий трубчатых холодильников из нержавеющей стали, снабженных вибраторами для стряхивания огарковой пыли, состоящей в основном из нелетучего оксида Sb2O4, часть которого (выход 1-го холодильника с конечной температурой газа 300 °С) возвращается на обжиг, а остальное количество - шнеком подается в "продуктовый" бункер. В этот же бункер поступает триоксид сурьмы, улавливаемый из охлаждённых газов (около 100 °С) рукавными фильтрами "Номекс". Очищенный от механических взвесей газ выбрасывается в атмосферу через трубу высотой 61 м.

Черновой оксид сурьмы, состоящий в основном из Sb2О3 и содержащий 81 % сурьмы, 0,3 % мышьяка, 0,22 % серы, 0,15 % свинца и 1,2 % "нерастворимого" остатка, подвергается рафинированию. Данный процесс заключается в повторной термической возгонке триоксида сурьмы в строго контролируемых условиях, которые являются предметом "Ноу-Хау" предприятия. Продукт рафинирования содержит 99,5 % Sb2О3 и экспортируется в Европу и США.

Доля окисленной сурьмы, подвергаемой рафинированию, так же, как и общее количество концентрата, поступающего на обжиг, не являются постоянными и определяются потребностями рынка.

Остаток окислительного обжига концентрата (огарок) состоит, в основном, из талька, доломита и хлорита. Он представляет из себя пастообразную массу (шлак), количество которой через 5-6 суток работы печи составляет около 8-9 т. С целью выведения шлака из печи, а также доизвлечения из него сурьмы и золота, производятся следующие операции: подача концентрата прекращается, в печь вводится некоторое количество кокса для восстановления высших оксидов сурьмы, температура повышается до 1300 °C. В этих условиях огарок разжижается, сурьма возгоняется из шлакового расплава до контрольного содержания ее в остатке 12 %, что составляет около 3 % от содержания сурьмы в исходном концентрате (технологические потерн в металлургическом цикле). После охлаждения до температуры 550 °C остаток шлака вычерпывается из печи металлическими "ложками". По мере накопления данный, продукт подвергается измельчению и флотации с целью до извлечения присутствующего в шлаке золота. Получаемый флотоконцентрат реализуется на экспорт как побочный товарный продукт.

По другим сведениям, на предприятии организована металлургическая переработка золотосодержащего "шлакового" концентрата на металлическое золото методом хлорного выщелачивания.

В последние годы фирма "Консолидейтед Мэрчисон" ведет упорную борьбу против депрессии рынка, вызванной демпинговыми поставками сурьмы из КНР. Производство сурьмы в концентратах в 1993 г. возросло до 7,1 тыс. т против 6,5 тыс. т в 1992 г., a нереализованные запасы увеличились с 2,9 до 3,4 тыс. т.

Во втором полугодии 1995 г. поступления от продажи продукции комбината составили 49,3 млн. рандов (на 6 % меньше, чем за соответствующий период 1994 г.), чистая прибыль - 7,7 млн. рандов (на 40 % ниже). Снижение финансово-экономических показателей работы предприятия обусловлено некоторым сокращением производства и уменьшением цены на сурьму. Доля золота, производство которого во 2-м полугодии 1995 г. составило 453 кг, в обороте компании возросла до 43 %. Капиталовложения компании за этот же период составили 3,3 млн. рандов, преимущественно - в реконструкцию горнообогатительного предприятия "Бета", достоверно подсчитанные запасы руды в горном отводе которого оцениваются в 625 тыс. т со средним содержанием сурьмы 3,26 % и золота 2,85 г/т. Прогнозные запасы определены величиной в 1,5 млн. т руды. В связи с этим планируется увеличение мощности предприятия по добыче и переработке руды с 37 до 45 тыс. т в месяц.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: