КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Волобаєв Ігор Валентинович

УДК 622.068

ЗБАГАЧУВАНІСТЬ ТА ТЕХНОЛОГІЧНА ТИПІЗАЦІЯ

ЗОЛОТОВМІСНИХ РУД УКРАЇНИ

Спеціальність 05.15.08 – Збагачення корисних копалин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Кривий Ріг – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі збагачення корисних копалин Криворізького технічного університету Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор

Губін Георгій Вікторович,

Криворізький технічний університету,

завідувач кафедри металургії чорних і кольорових металів та ливарного виробництва

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор

Бережний Микола Миколайович,

Криворізький технічний університет

завідувач кафедри обробки металів тиском

та металургійного обладнання;

- кандидат технічних наук,

Гаєвий Владислав Валерійович,

Національний гірничий університет

доцент кафедри збагачення корисних копалин.

Провідна установа - ВАТ “Інститут гірничо-хімічної промисловості”, Міністерства промислової політики України, м. Львів.

Захист відбудеться ”29” січня 2003 р. о 10 годині. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д09.052.03 у Криворізькому технічному університеті (50000, м Кривий Ріг Дніпропетровської обл., вул. Пушкіна, 37, ауд.300.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Криворізького технічного університету за адресою: 50000, м Кривий Ріг Дніпропетровської обл., вул. Пушкіна, 37.

Автореферат розісланий “23” грудня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д09.052.03, к.т.н. М.П.Тиханський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Незаперечним є твердження про те, що наявність золотого запасу в державі, особливо із власних родовищ, є надійним гарантом її економічної незалежності. Слід відзначити, що Україна на сьогоднішній день не входить до складу золотовидобувних країн.

Відкриття в Україні родовищ, створення на їхньому ґрунті золотовидобувної промисловості потребує детального вивчення речовинного складу і збагачуваності руд, установлення закономірного зв’язку між ними, виділення технологічних типів, різновидів і сортів. Вирішення завдань, пов’язаних із перспективою розвитку вітчизняної золоторудної бази і раціональним використанням надр, вимагає глибоких геолого-технологічних досліджень родовищ золота і впровадження екологічно чистих технологій переробки цих руд.

Унікальність більшості вітчизняних золоторудних родовищ не дозволяє дібрати повні аналоги за мінерально-петрографічними властивостями та збагачуваністю. Тому технологічна типізація родовищ золота в Україні необхідна для промислового проектування, стабільної й ефективної роботи майбутніх підприємств.

Зв'язок роботи з державними і науковими програмами, планами, темами. Дослідження в рамках дисертаційної роботи здійснювалися автором при виконанні Державної програми “Золото України” на 1996-2005 р., затвердженої Постановою КМУ № 532 від 16.05.1996 р.; Концепції розвитку мінерально-сировинної бази Україні, затвердженої Постановою КМУ №338 від 09.03.1999 р.; науково-дослідної програми “Дослідження проблем мінеральних ресурсів України на 1993-1999 роки”, затвердженої постановою НАНУ № 159 від 17.08.93 р.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка технологічної типізації золотовмісних руд України за рахунок визначення основних закономірностей впливу на технологію збагачення речовинного складу золотовмісних руд України. Для її досягнення поставлені на вирішенні наступні задачі:

- визначення загально-геологічної позиції родовищ та основних особливостей речовинного складу золотовмісних руд України, що впливають на їх збагачуваність;

- визначення технологічних властивостей золотовмісних руд;

- розробка основних елементів теорії технологічної типізації золотовмісних руд України;

- розробка принципових схем збагачення для виділених технологічних типів і різновидів руд.

Основна ідея роботи полягає у використанні параметрів розкриття і відкриття золота, як домінуючого впливу на розробку технології збагачення руд, характер і величину вкраплення золота, а також наявність його мінералів-носіїв.

Об'єктом досліджень є золотовмісні руди України.

Предмет досліджень – особливості речовинного складу й збагачуваності золотовмісних руд, параметри розкриття і викриття золота, що визначають класифікаційні одиниці технологічної класифікації золотовмісних руд України.

Методи дослідження. При виконанні дисертаційної роботи використовувалиcя аналітичний і експериментальний методи - для дослідження й обґрунтування особливостей речовинного складу золотовмісних руд; метод планування експерименту за випадковим-збалансованим планом, регресійний аналіз і лабораторне моделювання - для дослідження й обґрунтування раціональних технологічних параметрів процесу збагачення золотовмісних руд; дослідно-промислову апробацію - для перевірки розроблених технологічних рішень.

Наукова новизна отриманих результатів.

1.Вибір схеми збагачення та технологічні показники вилучення золота залежать від характеру та ступеню технологічної упорності золотовмісних руд, які визначаються параметрами розкриття та відкриття золота.

2. Величини розкриття і відкриття золота визначають золотовмісних руд, критерії ознаки для визначення технологічного типу руди є значення суми ступеня розкриття та відкриття золоту – 90% та кількість золота, що вилучається комбінацією гравітаційного, флотаційно та гідрометалургійного методів збагачення – 90%; технологічний різновид руд визначається на підставі визначення характеру форм упорності для упорних руд і технологією вилучення золота для легкозбагачуваних руд.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень і рекомендацій підтверджується достатньою збіжністю теоретичних і експериментальних досліджень, з коефіцієнтом множинної кореляції не менш 0,9, що оцінювалася з залученням методів математичної статистики; позитивними результатами дослідно-промислових іспитів запропонованих схем збагачення.

Наукове значення роботи: полягає у теоретичному обґрунтуванні визначених класифікаційних одиниць технологічної класифікації золотовмісних руд України, що дозволяє встановити принципові схеми збагачення виділених різновидів руд.

Практичне значення отриманих результатів: полягає у визначенні особливості речовинного складу золотовмісних руд України, що впливають на їх збагачуваність; розробці методики визначення технологічних показників вилучення золота за параметрами розкриття і відкриття золота; створені системи технологічної типізації золотовмісних руд та розробки принципових схем збагачення виділених типів і різновидів золотовмісних руд родовищ України. Отримані технологічні показники вилучення золота з досліджених родовищ використані інститутом “Кривбаспроект” Міністерства промисловості політики України, при складанні ТЕО – "Прогнозна техніко-економічна оцінка можливих промислових значень золотовмісних руд родовищ України". Результати досліджень по удосконаленню технологічної схеми Мужиївської збагачувальної фабрики ТОВ “Закарпатполіметали” використані при розробці “Технологічного регламенту удосконалення збагачувальної фабрики для переробці власне золотовмісних руди Мужиївського родовища”. Розроблена технологічна схема збагачення золотовмісних руд Клинцівського родовища використана в КП “Центрукргеологія” при проектуванні, будівництві і наступній експлуатації укрупненої технологічної установки по збагаченню валових проб.

Особистий внесок здобувача полягає у: 1) визначенні особливостей речовинного складу та збагачуваності золотовмісних руд України; 2) оцінці впливу параметрів розкриття і відкриття золота на показники збагачення; 3) розробці теоретичних основ технологічної класифікації золотовмісних руд України.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційного дослідження і практичних результатів доповідалися на семінарі "Сучасні технології переробки золотих руд і їх принципові можливості на родовищах України" (м. Київ, 1996 р.); на міжнародній науковій конференції "Наукові основи прогнозування, пошуків і оцінки родовищ золота" (м. Львів, 1999 р.); на науково-технічному семінарі "Золотоносність Криворізького басейну і докембрійських формацій Придніпров’я" (м. Кривий Ріг, 1999 р.); на ІІІ конгресі збагачувальників СНД (м. Москва, 2001 р.); на першій міжнародній науково практичній конференції "Техногенні родовища. Проблеми і рішення" (м. Судак, 2001 р.)

Публікації. Основні положення виконаних досліджень опубліковані в 8 наукових працях, у тому числі 5 у фахових виданнях; 2 тезах доповідей на конференціях та 1 патент на винахід.

Структура й дисертації. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів і висновку та 7 додатків. Вона містить 120 сторінок основного тексту, 5 таблиць, 67 рисунків, список використаних джерел з 101 найменувань і в цілому займає обсяг 167 сторінок.

Автор висловлює подяку і глибоку вдячність науковому керівникові – докторові технічних наук, професорові, Г.В. Губіну, а також Ю.О. Авєріну, А.К.Бабиніну, Ю.М. Брагіну, А.І. Гамалінському, Н.Ф. Гожику, М.А.Козарь, Ю.О.Полканову, Р.М. Попової, І.Е. Палкіну, Ю.Ф. Марченко, Г.О.Любарській, Т.А.Олійник.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульовані мета і задачі дослідження, визначені об'єкт і предмет дослідження та ідея роботи, відображена наукова новизна, наукове та практичне значення отриманих результатів, наведені положення, що виносяться на захист, а також дані щодо апробації й публікації досліджень.

У першому розділі доведено, що питання класифікації золотовмісних руд і золоторудних родовищ давно привертає увагу дослідників. Ознаки, за якими відбувається поділ родовищ (руд), можна виокремити такі: масштаби, глибина і температура утворення родовищ, вік зрудніння, розташування в геологічних структурах, мінералогічні асоціації, текстурно-структурні особливості руд та ін.

Перша науково обґрунтована класифікація золотовмісних руд за технологічними властивостями була розроблена групою канадських дослідників. Відповідно до неї всі золотовмісні руди поділені на 5 типів: 1 – легкозбагачувані руди (вміщують золото переважно у вільному металевому стані); 2 – руди, що містять золото як у вільному вигляді, так і в стані асоціації із сульфідами заліза; 3, 4, 5 – руди, що характеризуються наявністю мідних, арсенових і вуглистих мінералів.

Пізніше ця класифікація була розширена Б.В. Невським і С.В. Корольовим за рахунок залучення до неї додаткових вохристих і стибієвих руд.

У подальшому І.Н.Плаксіним усі руди було поділено на 6 основних груп. В.Я. Мостович та І.К. Скобелєв, як особливий різновид рудної сировини, що містить золото, виділили золотоносні піротини, які вимагають застосування спеціальних методів металургійної переробки.

Розроблена групою російських фахівців геолого-технологічна класифікація золотовмісних руд враховує комплексність руд і фактори речовинного складу, що впливають на технологію. Дана класифікація може бути прийнята, як основа технологічної класифікації золотовмісних руд України, але в ній не взяті до уваги специфічні мінералогічні особливості вітчизняних руд, а також технології вилучення з них золота.

Всього в Україні встановлено 16 золоторудних родовищ: 6 – у Закарпатті – Мужиївське, Берегівське, Сауляк, Беганське, Квасівське, Кукляндське; 8 – на Українському щиті – Майське, Клинцівське, Юр’ївське, Сергіївське, Балка Золота, Балка Широка, Капітанівське, Южне; 2 – на Донбасі – Бобриківське й Гострий Бугор. Крім того виявлено 239 рудопроявів та 690 пунктів мінералізації золота. Ці об'єкти складають основу сировинної золоторудної бази України.

За результатами виконаного аналізу сформульовані задачі дослідження, вирішення яких дозволяє досягти мети дисертації.

У другому розділі з’ясовується ряд необхідних для дослідження термінів. Розкриття золота – це звільнення золота з руди, у чистому вигляді, в процесі подрібнювання й утворення механічної суміші золота й мінералів. Відкриття золота – це утворення в процесі подрібнювання зростків золота з мінералами, причому золото повинне мати вільну поверхню. Такий підхід обумовлений тим, що розкрите золото може вилучатися механічними методами, а відкрите - гідрометалургійними методами збагачення. Утворення зростків золота з мінералами рудної і нерудної фази, коли золото не має вільної поверхні, в кінцевому результаті визначає упорність золота, а мінеральний склад зростків - характер упорності.

Знаючи ступінь розкриття золота Fau, рудної Fр і нерудної фази Fн, що у цілому представляють параметри розкриття, можна вирішувати наступні задачі:

- на визначення можливих показників збагачення з різними ступенями подрібнювання;

- на підрахунок і аналіз втрат золота, а також з’ясовувати інші технологічні питання, пов’язані з мінеральним складом і текстурно-структурними особливостями руди.

Ступінь розкриття золота (Fau) визначається, відношенням кількості вільного золота (б au) до загального (ввіл) за формулою:

; (1)

Ступінь відкриття (Yau) золота визначається відношенням золота в зростках з вільною поверхнею (взр.) до загального (б au) за формулою:

; (2)

Збагачуваність золотовмісних руд може бути визначена за закономірностями, що пов’язують параметри розкриття і відкриття з параметрами збагачення. Золоту руду до подрібнювання можна розглядати як складову з трьох фаз: золота – Аau, рудної – Ар і нерудної – Ан. Під час подрібнювання руди відбувається утворення: вільного золота (Tau), зростків (N), відкритих рудних (Ср) і нерудних (Сн) частинок, що можна виразити таким рівнянням:

Аau + Ар + Ан = Tau + N + Ср +Сн. (3)

Зростки в золотовмісних рудах представлені видами:

· Золото у зростках з відкритою поверхнею: (N1)

- з рудними (N1R) мінералами;

- нерудними мінералами(N1N).

· Золото в зростках без контакту з поверхнею: (N2)

- з рудними (N2R) мінералами;

- з нерудними мінералами(N2N).

· Зростки рудної і нерудної фази без золота N3.

Тоді рівняння набуде такого вигляду:

Аau + Ар + Ан = Tau + (N1+ N2+ N3) + Ср +Сн; (4)

Для власне золотовмісних руд, у силу особливостей мінерального складу і фазового складу золота, а саме:

- відсутність рудних мінералів;

- наявність золота, при крупності подрібнювання – 0,074 мм, зв'язаного з породою, хоча й у малій кількості, тобто відсутність частинок породи, що не містять золота, рівняння (4) набуває вигляду:

Аau + Ан = Tau + N1+ N 2; (5)

чи

Аau + Ан = Tau + NAu (6)

NAu – зростки золота.

Розглянемо зростки як сукупність, у якій є частини з будь-яким вмістом золота:

шNAu = шb NAu b + шr NAu r ; (7)

ш – ?агальний вміст золота в зростках;

шb. – ?міст золота в багатих зростках;

шr – ?міст золота в бідних зростках;

NAu, NAu b, NAur – кількість зростків: усього, бідних і багатих.

Теоретичний, "ідеальний" золотий концентрат, отримуваний із власне золотовмісних руд, можна розглядати, як суміш розкритого золота (Рau) і багатих зростків (NAub) з масовою часткою золота в них (?b) вище якісної границі поділу (?0). У цьому випадку теоретичні показники збагачення за поданою крупністю подрібнювання і масової частки золота у вихідній руді (?) можуть бути виражені в такий спосіб:

; (8)

; (9)

; (10)

На випадок застосування комбінації механічних методів збагачення і гідрометалургійного збагачення (ціанування) теоретичне вилучення золота можна описати формулою:

(11)

Запропонований метод дозволяє визначати теоретичні, розрахункові показники збагачення за будь-якої прийнятої схеми збагачування і крупності подрібнювання та рівня збагачення ?0, який визначає якісну границю поділу між багатими зростками, що йдуть у концентрат, і бідними, що потрапляють у хвости.

Використовуючи параметри розкриття і відкриття золота та розраховані на їхній основі теоретичні показники збагачення, визначається ефективність розробленої схеми збагачення даних руд.

; (12)

У випадку, коли в руді присутня рудна фаза у кількостях, що впливають на технологічні параметри збагачення

; (13)

; (14)

; (15)

Ґрунтуючись на власних роботах автора, поданих у розділах з дослідження речовинного складу й збагачуваності золотовмісних руд України, на розроблених теоретичних основах системи їхньої типізації, спираючись на показники роботи вітчизняної золотовидобувної фабрики, а також світовий досвід, запропоновані наступні принципи і визначення технологічної типізації золотовмісних руди України.

Технологічний клас - встановлюється залежно від відносної цінності золота в руді, у зіставленні з відносною цінністю інших, супровідних золоту, корисних компонентів. Залежно від величини відносної цінності золота у вихідній сировині (СAu) усі золотовмісні руди України розділені на три технологічні класи:

І-й – власне золотовмісні руди (Pau); золото в них виступає головним цінним компонентом (СAu > Cn), , де n – кожний, крім золота, цінним компонент руди, при цьому відносна цінність золота перевищує величину 75%;

ІІ-й клас – комплексні золотовмісні руди (Pau(n)), у яких золото залишається головним цінним компонентом (СAu > Cn), однак відносна цінність його складає більше 50 %, але менше 75%;

ІІІ-й клас – золотоносні руди (Pn(au)), у яких золото є коштовним побіжним компонентом (СAu < Cn), відносна цінність його складає менше 50%.

Цінні компоненти і золото беруть участь у визначенні сукупної цінності золотовмісної руди (?Q):

УQ=Qau + Q1+ Q2+...+Qn,

де: Qau, Q1, Q2,...Q – абсолютна цінність золота, що вилучається з руди й інших корисних компонентів, виражена в грошових одиницях

Відношення характеризує собою відносну цінність золота в руді СAu і визначається за формулою: ; (16)

бAu – масова частка золота в руді (г/т);

Pau – ціна 1 г золота в грошових одиницях;

Pn – ціна 1 т вилучених побіжних цінних компонентів у грошових одиницях;

бn – масова частка інших цінних компонентів що є побіжними до золота %;

еAu, е n – наскрізне вилучення золота й інших коштовних компонентів з руди в частках одиниці.

Аналогічно встановлюється і величина відносної цінності інших компонентів, що добуваються:

Cn= (17)

Відповідно до отриманого значення CAu і Cn відбувається віднесення золотовмісної руди до визначеного технологічного класу.

Віднесення руди до того, чи іншого технологічного класу не тільки дає досить об'єктивне уявлення про комплексний характер досліджуваної сировини, але одночасно з ним дозволяє правильно визначити принципову схему її переробки.

Золотовмісні руди першого технологічного класу повинні перероблятися за технологією, що забезпечує максимальне вилучення золота. Добування інших цінних компонентів у цьому випадку відбувається з хвостів, чи з проміжних продуктів збагачення, по можливості без істотного порушення режимів циклу вилучення золота.

Для золотовмісних руд другого технологічного класу найбільш ефективними є комбіновані технологічні схеми, в яких технології вилучення золота сполучаються з елементами технології вилучення інших цінних компонентів.

Золотоносні руди третього технологічного класу повинні перероблятися за технологічними схемами, застосовуваними для конкретних корисних компонентів руди, з урахуванням можливості побіжного вилучення золота на стадії збагачування, чи металургійної переробки. Технологія збагачення руд, даного технологічного класу, спрямована на максимальне вилучення основних цінних компонентів.

Технологічний тип руди встановлюється виходячи зі ступеня технологічної упорності руд. Основною класифікаційною ознакою, що дозволяє віднести руду до категорії упорні, чи не упорні, є ступіні розкриття і відкриття золота. За граничне значення автор пропонує прийняти суму значень ступеня розкриття і відкриття золота – 90 % та кількість золота, що вилученого комбінацією гравітаційного, флотаційного і гідрометалургійного методів збагачення 90%.

Встановлення технологічного типу, за значенням ступеня розкриття золота, виконується на підставі результатів фазового аналізу. Якщо ступінь розкриття і викриття золота складає 90% і більше та застосування комбінації гравітаційного, флотаційного і гідрометалургійного методів збагачення дозволяє одержати вилучення золота понад 90 %, то досліджувана руда належить до не упорного – легкозбагачуваного типу золотих руд. Якщо один з цих показників нижче вказаного граничного значення, то золотовмісні руди відносять до упорного типу.

Технологічний різновид – наступна класифікація золотих руд, яку автор пропонує виконувати на основі визначення характеру форм упорності для упорних руд і технології вилучення золота для не упорних легкозбагачуваних руд.

Віднесення золотовмісної руди до конкретного технологічного різновиду практично визначає вибір раціональної схеми збагачення (чи її варіантів), тому, з погляду типізації золотовмісних руд, технологічний різновид є головною класифікаційною одиницею, що визначає технологічні можливості вилучення золота.

Для легкозбагачуваних руд віднесення руди до певного різновиду визначається залежно від параметрів розкриття та відкриття золота в класах крупності, що вилучаються гравітаційним, флотаційним і гідрометалургійним методом збагачування. За умови досягнення показників ступеня розкриття і відкриття золота понад 90% у границях робочої крупності пропонованого гравітаційного апарату, руду відносять до різновиду L1 – золотовмісні легкозбагачувані гравітаційними методами збагачування. Досягнення ступеня розкриття і відкриття золота при флотаційній крупності та за умови, що розкриття золота починається при гравітаційній крупності, руду відносять до різновиду L2 - золотовмісні легкозбагачувані руди комбінацією гравітаційного і флотаційного методів збагачення. У випадку, коли розкриття і відкриття золота досягає тільки при подрібнюванні, нижче від межі крупності збагачення гравітаційним методом збагачення, руди відносять до різновиду L3 - золотовмісні легкозбагачувані руди флотаційним методом збагачення. Коли застосування комбінації гравітаційного і флотаційного методів збагачення забезпечує вилучення менше 90% золота, і тільки їхня комбінація з гідрометалургійним методом (ціанування) дозволяє вилучати більше 90% золота, то руди відносяться до різновиду L4 - золотовмісні легкозбагачувані руди з використанням гідрометалургійного методу збагачування (ціанування). Остаточне віднесення руди до визначеного різновиду відбувається на підставі даних досліджень їх збагачуваності.

Для упорних руд віднесення їх до визначеного різновиду виконується виходячи з наступних позицій:

· упорність (Uвс), обумовлена параметрами речовинного складу руди і концентратів;

· упорність (Uau), що визначається гранулометрією золота (параметрами розкриття і відкриття золота).

Упорність, що визначається параметрами речовинного складу руди і концентратів, обумовлюється такими причинами:

· наявністю в руді, чи в концентратах складових частин, що депресують золото в процесі ціанистого вилуговування (Ud);

· наявністю в руді компонентів сорбційно-активних стосовно ціанистих комплексів золота (Uc).

Упорність, що визначається гранулометрією золота (параметрами розкриття золота) обумовлена тим, що при визначеній крупності подрібнювання і розміром вкраплення золота, частина золота не розкрита для доступу до нього ціанистого комплексу. Форма упорності визначається по мінералам, з якими зв’язане золото: оксидами (Uоксид); сульфідами(Uсульф), силікатами (Uсил).

Для віднесення упорних руд до визначеного різновиду, автор пропонує використовувати удосконалений фазовий аналіз золота, за результатами якого, визначати характер упорності і розраховувати його кількісне значення.

Загальні втрати вилучення золота (U), за рахунок його упорності при ціануванні, можна виразити таким рівнянням:

U= Uвс+Uau; (18)

Підставивши в рівняння (18) значення Uвста Uau, одержимо:

U=Ud + Uc + Uокис + Uсульф + Uсил; (19)

На підставі отриманих даних кількісного значення складових пропонованого рівняння визначають технологічну упорність золота. За наявності у золотовмісних рудах України декількох форм, упорності віднесення до визначеного різновиду руд проводиться на основі того, яка форма упорності переважає.

Виходячи з отриманих даних, розроблена технологічна типізація золотих руд України .

Третій розділ присвячений експериментальному вирішенню задач дисертаційної роботи, а саме визначено, що у рудах ділянок Майського, Сергіївського, Клинцівського, у власне золотих рудах Мужиївського, Бобриківського і Капітанівського родовищ золото представлене переважно у вільному виді і в зростках. У рудах Бобриківського, Капітанівського родовищ основна маса золота є у вигляді тонкого і тонкодисперсного. Частина золота поєднана з сульфідами: в рудах ділянок Сергіївського родовища – з піритом, у рудах ділянок Клинцівського родовища – з сульфідами (арсенопіритом).

Частина золота пов’язана з залізовмісними мінералами: з магнетитом на родовищі Балка Широка та ділянками руд Сергієвського родовища; з залізною слюдою на Юр’ївському родовищі

Мінералами-носіями золота у власне золотих рудах Мужиївського родовища є: кварц, каолініт, барит, оксиди заліза, а в комплексних золотополіметалічних рудах основними носіями золота є сульфіди – пірит, галеніт, сфалерит, інколи кварц.

Основними мінералами-носіями золота в рудах Клинцівського родовища є: арсенопірит, льолінгіт, пірит, біотит, піротин і кварц; у рудах Сергіївського родовища – пірит і магнетит; у рудах родовища Балка Широка – пірит, піротин і магнетит; в окиснених золотовмісних рудах Бобриківського родовища: галеніт, гідрослюда, скородит, ярозит, гетит.

Зі шкідливих домішок виявлено арсен у рудах Клинцівського і Бобриківського родовищ.

При досліджені технологічних властивостей золотовмісних руд України показано, що застосування гравітаційної схеми збагачення доцільне для руд ділянок Майського та Клинцівського родовищ.

Руди родовищ Мужиївського, Сергіївського, Балка Широка, Юр’ївського, Клинцівського та Майського раціонально збагачувати за гравітаційно-флотаційною схемою.

Для руди кори вивітрювання Бобриківського і Капітанівського родовищ можливо збагачувати тільки за гравітаційно-гідрометалургійною схемою.

Для концентратів, отриманих з руд родовищ Балка Широка і частини руд Сергіївського необхідна магнітна сепарація в слабкому полі для виділення золотоносного магнетитового продукту. Для концентратів, отриманих з частини руд Юр’ївського родовища доцільна магнітна сепарація в сильному полі для виділення золотоносної залізної слюди .

Концентрати, отримані з руд ділянок Клинцівського і Сергіївського родовищ необхідно піддавати бактеріальному, чи окислювальному випалу перед подальшим переділом. Для комплексних золотополіметалевих руд Мужиївського родовища нами рекомендована частково колективно-селективна схема збагачення, що забезпечує ефективне використання всіх типів руд.

У четвертому розділі показано, що на підставі проведених досліджень технологічних властивостей золотовмісних руд родовищ України, найбільш ефективно збагачення більшості виділених типів і різновидів золотовмісних руд відбувається за гравітаційно-флотаційною схемою. Однак для окремих родовищ є деякі особливості. Ці особливості залежать від технології переділу одержуваних концентратів. На випадок одержання високих показників при гравітаційному збагаченні, що характерно для власне золотовмісних руд, технологічна схема збагачення стає гравітаційною.

Зміни в технологічній схемі, можуть полягати також у веденні додаткової операції щодо одержання концентратів, які складаються з мінералів-носіїв золота. Ця операція проводиться на гравітаційних концентратах і характерна для руд, у яких: значна кількість золота зв'язана з носіями; є немало важких, слабко золотоносних мінералів. В тому й іншому випадку без цієї операції неможливо одержати концентрати з високою масовою часткою золота.

Руди золоторудних родовищ Капітанівське і Бобриківське ефективно можуть перероблятися тільки за комбінованою гравітаційно-гідрометалургійною схемою збагачення , при цьому вилучення золота склало 94,3 і 92,7% .

Вилучення золота за розробленими гравітаційними схемами для власне золотовмісних руд становить для: Мужиївського родовища – 70%; Клинцівського родовища – 96,0 %; Майського родовища – 92,0%.

Розроблені гравітаційно-флотаційні схеми дозволяють вилучити золото з руд родовищ: Майського - 92,0 %, Клинцівського 92,8%, Сергіївського - 90,4%, Балка Широка - 93,6%, Юр’ївського - 91,3%.

При порівнянні варіантів технологічних схем переробки руди одного родовища визначена залежність собівартості одержання золота від технологічних параметрів збагачення (b, ? , вф ) та технології переробки концентрату (Сз, ? з ) і їхній взаємозв'язок.

; (20)

С – собівартість готової продукції, грн. / г;

b – вартість збагачення 1 т. руди, грн. / т;

Сз – вартість переробки 1 т концентрату, грн. /т;

вф – масова частка золота в концентраті, г/т

е – вилучення золота в концентрат при переробці концентрату, % ;

г – ?ихід концентрату, %

Таким чином легко прорахувати максимально можливу, економічно виправдану, масову частку золота в одержуваному концентраті.

(21)

Масова частка золота в концентраті (?опт) у свою чергу зв'язана з виходом концентрату , вилученням золота в концентрат. Приймаючи будь-які з членів цього рівняння за константу, можна визначати економічно доцільні показники перемінних складових.

У рівнянні (21) собівартість одержання золота прямо залежить від вартості збагачення руди (b) і вартості переробки концентрату (Сз). Дані параметри залежать від величини розкриття і викриття золота, чим упорні руди, тим більш витратна технологія його вилучення. Так схеми вилучення золота з власне золотовмісних руд є гравітаційними або гравітаційно-флотаційними, а схеми, наприклад вилучення золота з упорних руд, у яких золото зв'язане сульфідами, включають додаткову операцію відкриття золота. Ці операції досить витратні. Тому параметри розкриття і відкриття золота визначають собівартість одержання золота, що в остаточному підсумку і є рейтингом родовищ.

Виконаний аналіз розроблених схем збагачення золотовмісних руд України показав, що зі зменшенням масової частки золота в хвостах гравітаційного збагачення за рахунок зниження границі розподілу багатих та бідних зростів, при вживання високоінтенсивних гравітаційних апаратів, отримані флотаційні концентрати з них мають дуже низьку масову частку золота і їх переробка становиться не рентабельною.

Гравітаційні концентраті, у випадку збагачення упорних руд, повинні розділятися на концентрати вміщаючи вільне золото та концентрати вміщаючи мінерали-носії золото. Після відкриття золота в мінералах – носіях, воно вилучається з застосуванням гідрометалургійного метода. Така схема дозволяє мати високі показники вилучення золота та направляти на подальшу переробку золотовмісні продукти з високою масовою часткою золота. Для впровадження даної схему треба розробити екологічно чисті розчини золота, для заміни ціанідів.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

У дисертації, що є закінченою науково-дослідною роботою, поставлена і вирішена актуальна науково-практична задача, що полягає в створення технологічної типізації золотовмісних руд України та розробці критеріїв ознак визначення технологічного типів та різновидів золотовмісних руд України.

Основні наукові та практичні результати роботи полягають у наступному:

1. Проведений системний аналіз розроблених варіантів систем технологічної класифікації показав, що недоліком запропонованих раніше систем класифікації є надзвичайно слабке відображення в них технологічних особливостей руд, що у реальних умовах дуже часто визначаються не кількісно переважними компонентами, а мінералами-домішками та мінералами-носіями золота, що виявляють високу активність у процесах збагачення та металургійної переробки золоторудної сировини, тому технологічну типізацію необхідно проводити виходячи з того, що параметри розкриття і відкриття мають домінуючий вплив на технологію збагачення золотовмісних руд України.

2. При вивченні форм знаходження золота в золотовмісних руд вітчизняних родовищ золота визначено, що ступінь розкриття та викриття золота у рудах ділянок Майського, Сергіївського, Клинцівського родовищ та рудах Бобриківського і Капітанівського родовищ перевищує 90%. Для руд ділянок Сергіївського, Клинцівського та руд родовищ Балка Широка та Юр’ївське, цей показник менш 90 %. Основними мінералами-носіями золота в цих рудах є: на Сергіївського родовищі – пірит, на Клинцівському родовищі –арсенопірит, на родовищі Балка Широка – магнетит, на Юр’ївському – залізовмісні слюди. У рудах Бобриківського та Капітанівського родовищ значна маса вільного золота присутня у виді тонкого і тонко дисперсного.

3. На підставі проведених досліджень технологічних властивостей золотовмісних руд родовищ України доведено, що найбільш ефективно збагачення для більшості руд, відбувається по гравітаційно-флотаційній схемі збагачення.

4. Визначена залежність теоретичних технологічних показників збагачення від речового складу золотовмісних руд та параметрів розкриття і відкриття золота, а також запропонована формула розрахунку ефективності схем збагачення золотовмісних руд України за цими параметрами. Показано, що параметри розкриття і відкриття золота впливають на вибір схеми збагачення золотовмісних руд.

5. Запропонована технологічна класифікація золотовмісних руд України виходячи з того, що технологічний клас руди, встановлюється в залежності від відносної цінності золота в руді в порівнянні з відносною цінністю інших супутньому золоту корисних компонентів. В залежності від величини відносної цінності золота у вихідній сировині золоті руди України розділені на три технологічних класи: власне золотовмісні руди, комплексні золотовмісні руди, золотоносні руди.

Технологічний тип руд установлюється виходячи зі ступеня технологічної упорності руд. Критерії ознаки для визначення технологічного типу руди є значення суми ступеня розкриття та відкриття золоту – 90% та кількість золота , що вилучається комбінацією гравітаційного, флотаційно та гідрометалургійного методів збагачення – 90%. Якщо, ці показники дорівнюють, чи є більшими 90%, то руду відносять до легко збагачуваних руд, якщо нижче – то до упорних.

Технологічний різновид руд визначається на підставі визначення характеру форм упорності для упорних руд та технологією вилучення золота для легкозбагачуваних руд. Віднесення золотовмісної руди до конкретного технологічного різновиду практично визначає вибір раціональної схеми збагачення (чи її варіантів), тому, з погляду типізації золотовмісних руд, технологічний різновид є головною класифікаційною одиницею, що визначає технологічні можливості вилучення золота.

6.Виконаний аналіз розроблених схем збагачення золотовмісних руд виконаний з використанням параметрів розкриття і відкриття золота та розрахованих на їхній основі теоретичні показники збагачення показав, що з зменшенням масової частки золота в вихідній руді та зниженні границі розподілу багатих та бідних зростів, за рахунок вживання високоінтенсивних гравітаційних апаратів, хвости гравітаційного являються не відвальними, але при подальшому вилучення з них золота флотаційним методом отримані концентрати мають дуже низьку масову частку золота і їх переробка становиться не рентабельною.

7. Застосування гідрометалургійного метода дозволяє отримати золото з високою ступеню вилучення, а подальша його сорбція отримати продукт з високою масовою часткою золота. Тому, при подальшому розвитку технології вилучення золота з золотовмісних руд на першій стадії повинно бути високо інтенсивне гравітаційне збагачення, яке може доповнюватися іншими процесами для вилучення тонкого золота, наприклад агдезійна сепарація чи інші методи .а з хвостів золото вилучається гідрометалургією. Отримані гравітаційні концентраті, у випадку збагачення упорних руд, повинні розділятися на концентрати вміщаючи вільне золото та концентрати вміщаючи мінерали-носії золото. Після відкриття золота в мінералах – носіях, воно вилучається з застосуванням гідрометалургійного метода. Така схема дозволяє мати високі показники вилучення золота та направляти на подальшу переробку золотовмісні продукти з високою масовою часткою золота. Для впровадження даної схему треба розробити екологічно чисті розчини золота, для заміни ціанідів

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ

ВИКЛАДЕНО В ПУБЛІКАЦІЯХ:

1. Волобаев И.В., Любарская Г.А. Минералы-носители золота в золотосодержащих рудах Украины // Мін. збірник. –2001. - №51. – Вип. 3. – С. 79-84.

2. Волобаев И.В. Определение взаимосвязи между основными показателями переработки золотосодержащих руд и концентратов. // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. 2002. Вип. 14(55). С. 101-103.

3. Волобаев И.В. Оценка обогатимости золотосодержащих руд по вещественному составу и параметрам раскрытия и вскрытия золота // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. 2002. Вип. 16(57). С. 14-20.

4. Волобаєв І.В. Принципи і визначення технологічної типізації золотих руд України.// Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. 2003. Вип. 18(59). С. 34-44.

5. Волобаев И.В., Губин Г.В., Губина В.Г. Связь параметров раскрытия и вскрытия золота с технологическими показателями обогащения.//Разработка рудных месторождений. Наук.-техн. зб.: Кривой Рог. – 2003. - №83. – с. 181-184.

6. Способ флотации сульфидных полиметаллических руд: А.с. 1564816 СССР, МКИ В 03 D 1/02. /П.И. Андреев, И.В. Волобаев. В.А. Лазарев, З.Я. Меркотун, В.Н. Павлычев, В.М. Чибисов, В.С. Попова (СССР).- №4466807; Заявлено 14.06.88; Опубл. 15.01.90.

7. Волобаев И.В. Определение степени упорности золотосодержащих концентратов и выбор технологии их переработки // Матеріали між нар. наукової конф. “Наукові основи прогнозування, пошуків та оцінки родовищ золота“. – Львів: ВЦ ЛДУ. – 1999. – С. 161-170.

8. Волобаев И.В., Гожик Н.Ф. Распределение золота в хвостохранище Мужиевской ЗИФ и разработка технологии его извлечения /Техногенные россыпи. Проблемы и решения. Материалы 1й международной научно-практической конференции // Симферополь-Судак, 2002. – С. 46 -50

Особистий внесок автора у роботи, написані у співавторстві: 1,6] , розрахунок та аналіз отриманих результатів;5 виконання теоретичних досліджень; 8 виконання теоретичних і експериментальних досліджень. обґрунтування і розробка технологічних схеми збагачення .

АНОТАЦІЯ

Волобаев И.В. Збагачуваність і технологічна типізація золотовмісних руд України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.08 – збагачення корисних копалин. – Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2003.

Розглянуто основні особливості речовинного складу золотовмісних руд України, що впливають на їх збагачуваність, визначені технологічні властивості золотих руд. Розроблено принципи і визначення системи технологічної класифікації золотовмісних руд України, що дозволяють провести технологічну оцінку і визначення технологічного класу руди в залежності від відносної цінності золота в руді, а типу і різновиду руд по їхній збагачуваності та параметрах розкриття і відкриття золота. Для виділених технологічних типів і різновидів руд розроблені принципові схеми збагачення.

Ключові слова: речовинний склад, збагачуваність, золотовмісні руди, фазовий склад, розкриття і відкриття золота, технологічні типи і різновиди руд.

АННОТАЦИЯ

Волобаев И.В. Обогатимость и технологическая типизация золотосодержащих руд Украины. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.08 – обогащение полезных ископаемых. – Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2003.

Уникальность большинства отечественных золоторудных месторождений не позволяет подобрать полные аналоги за минерально-петрографическими свойствами и обогащаемостью. Поэтому технологическая типизация месторождений золота в Украине необходимая для промышленного проектирования, стабильной и эффективной работы будущих предприятий. Целью работы являлось выявление основных закономерностей влияния на технологию извлечения золота вещественного состава золотосодержащих руд Украины. Для этого исследованы основные особенности вещественного состава золотосодержащих руд Украины, влияющие на их обогатимость, определены технологических свойства золотых руд. Основная идея работы состояла в использовании параметров раскрытие и вскрытия золота, как доминирующего фактора, который влияет на разработку технологии обогащение руд, характера и величины вкрапленности золота. Разработана методика определения теоретических технологических показателей и оценки эффективности разработанных схем обогащение по параметрам раскрытия и вскрытия золота. Предложена схема определения характера упорности и расчета его количественного значения по данным фазового анализа золота.. Разработаны принципы и определения системы технологической классификации золотосодержащих руд Украины, позволяющие провести технологическую оценку и определение технологического класса руды в зависимости от относительной ценности золота в руде, типа руд по параметрам раскрытия и вскрытия золота и обогатимости, а разновидности руд на основании определения характера форм упорности для упорных руд и технологией изъятия золота для легко обогатительных руд. Для выделенных технологических типов и разновидностей руд разработаны принципиальные схемы обогащения. Разработанная методика определения максимально возможной, экономически оправданной, массовой части золота в получаемом концентрате. Доказано, что величины раскрытия и открытие золота определяют рейтинг месторождений.

Ключевые слова: вещественный состав, обогатимость, золотосодержащие руды, фазовый состав, раскрытие и вскрываемость золота, технологические типы и разновидности руд.

ANNOTATION

Volobayev, I.V. Enrichment and technological typification of gold ores of Ukraine. The Manuscript.

The dissertation for competition of a scientific degree of Candidate’s Technical science on a specialty 05.15.08 – Enrichment of Mineral Resources. - Kryvyi Rig Technical University, Kryvyi Rig, 2003.

The basic features of mineral composition of gold-bearing ores of Ukraine influencing on their enrichment are considered. Technological properties of gold ores are determined. Principles and definitions of system of technological classification of gold-bearing ores of Ukraine are developed. Definitions of ore technological class are being determined depending on relative value of gold in ore, and types and a version of ores – according to their enrichment and parameters of gold disclosing and opening.

Rational enrichment flowcharts for the described technological types and versions of ores are developed.

Key words: mineral composition, enrichment, gold-bearing ore, phase structure, gold disclosing and opening, technological types and versions of ore.

Волобаєв Ігор Валентинович

Збагачуваність та технологічна типізація золотовмісних руд України

(Автореферат)

Підписано до друку _____________р.

Формат 60х90/16.Папір офсетний. Друк офсетний

Ум. друк. арк.- 1,3.