авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Повышение эффективности извлечения золота из техногенного минерального сырья на основе агломерационной флокуляции

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Макшанин Андрей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ТЕХНОГЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ НА ОСНОВЕ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ФЛОКУЛЯЦИИ

Специальность 25.00.13 – Обогащение полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Красноярск – 2012

Работа выполнена на кафедре «Обогащение полезных ископаемых» в Институте цветных металлов и материаловедения ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Алгебраистова Наталья Константиновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ястребов Константин Леонидович

кандидат технических наук

Маньков Виктор Михайлович

Ведущая организация: Институт химии и химической технологии СО РАН г. Красноярск

Защита диссертации состоится 26.04.2012г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.02 при НИ «Иркутский государственный технический университет» по адресу: 664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке НИ «Иркутский государственный технический университет» и научно-технической библиотеке ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», с авторефератом – на официальном сайте НИ «Иркутский государственный технический университет» http://istu.edu и на официальном сайте ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» http://www.sfu-kras.ru .

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ИрГТУ; ученому секретарю диссертационного совета Д 212.073.02 Салову В.М.

e-mail: salov@istu.edu

Автореферат разослан «_26_» __марта_____ 2012__ г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

к.т.н., профессор В.М. Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость решения задач по освоению месторождений золота техногенного характера связана с ухудшением минерально-сырьевой базы страны. По данным В.А. Чантурия за последние 20 лет содержание золота в рудах снизилось в 1.2-1.5 раза, доля труднообогатимых руд в общей массе сырья, поступающего на обогащение, возросла с 15 до 40%.

Во многих видах техногенного минерального сырья содержание ценных компонентов в ряде случаев находится на том же уровне или даже превышает их концентрацию в рудах природных разрабатываемых месторождений.

Целесообразность промышленного освоения техногенных ресурсов определяется не только истощением разрабатываемых месторождений, но и необходимостью крупных капитальных вложений в освоение новых объектов.

Ресурсный потенциал техногенных золотосодержащих объектов, расположенных на территории России, оценивается неоднозначно. Анализируя общую структуру запасов и ресурсов золота, Б.И. Беневольский утверждает, что на долю техногенных объектов отводится 7-12 %.

Кроме этого, хвостохранилища занимают огромные площади, ухудшают экологическое состояние районов. Обогатительные фабрики являются градообразующими предприятиями, а ряд фабрик прекратили работу из-за отсутствия руды. Таким образом, исследования, направленные на повышение эффективности извлечения золота из техногенного минерального сырья имеют не только научно-практическое, но и социальное и экологическое значение.

Проблемой разработки технологии переработки техногенного сырья занимались такие ученые как Чантурия В.А., Бочаров В.А., Вигдергауз В.Е., Козин В.З., Макаров А.Б., Щербина Н.Ф., Кочеткова Т.В., Елесеева В.И., Макаров В.А., Котова О.Б. и другие исследователи. Их исследования показывают, что техногенные месторождения, представленные хвостами обогащения, являются достаточно специфическими образованиями, отличающимися от других техногенных объектов вещественным составом, условиями накопления и хранения, остаточной концентрацией реагентов.

Полезные минералы в техногенном сырье находятся в тонкодисперсной форме, их поверхностные свойства изменены, такое сырье не эффективно обогащается традиционными методами. По своим свойствам они значительно отличаются от текущих «хвостов», т.к. в процессе хранения происходят изменения минерального и гранулометрического состава, а так же изменения касаются также и технологических свойств. Гранулометрический состав характеризуется высоким содержанием ультрадисперсных частиц с размером менее 10 мкм, обладающих развитой удельной поверхностью. Вовлечение в переработку техногенных месторождений позволяет значительно уменьшить горно-подготовительные работы, сократить затраты на такие энергоемкие мероприятия как дробление, измельчение и т.п.

Основной проблемой при переработке техногенных месторождений с использованием традиционных приёмов является низкое извлечение металлов.

Исходя из вышеизложенного, исследования направленные на повышение эффективности извлечения золота из техногенного минерального сырья являются актуальными.

Цель работы: повышение эффективности извлечения золота из техногенного сырья и убогих по содержанию золотосодержащих руд с использованием технологии агломерационной флокуляции, обеспечивающей извлечение золота.

Идея работы состоит в использовании процесса сорбции золота и сульфидов, теряемых с хвостами ЗИФ, на синтетический носитель за счет гидрофобизации их сочетанием реагентов-собирателей, в результате совместного применения которых наблюдается синергетический эффект взаимодействия.

Объекты исследования: лежалые хвосты «Коммунаровской» и «Артемовской» золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ), текущие хвосты ЗИФ «Советская», работающих по комбинированным гравитационно-гидрометаллургическим и гравитационно-флотационным схемам обогащения. Кроме этого проводились исследования на убогой по содержанию золота руде одного из месторождений Красноярского края (ТП-1).

Предмет исследований: условия создания агломерата и извлечения золота при использовании технологии агломерационной флокуляции.

Связь темы с планами работы Университета и молодежными научными проектами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР Института цветных металлов и материаловедения СФУ в рамках исполнения программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» (проект 2.1.2/4741 «Комплексные исследования традиционных и биотехнологических методов обогащения и переработки руд цветных и благородных металлов»), федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (проект «Поверхностные явления в переработке сырья цветных, редких и благородных металлов и создании новых материалов на их основе»), а также в рамках 6 хоздоговорных работ, выполненных по заказам предприятий.

Методы исследований.

В работе использованы методы изучения вещественного состава – химический, спектральный, фазовый, пробирный и ситовой анализы; структура и свойства минералов изучались с помощью минералогического анализа с использованием оптического микроскопа Axioskop-40-Pol, выполнены рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ; анализ и обобщение литературных и фондовых материалов, лабораторные испытания; статистические методы планирования и обработки данных; пакет математических программ, необходимых для разработки регрессионной модели; технико-экономический анализ разработанных технологических решений.

Научные положения, выносимые на защиту:

- Оптимально использование в качестве носителя при агломерационной флокуляции синтетического материала, способного к многократному (до 15 циклов) использованию, и обеспечивающего снижение общего расхода носителя до 1 кг/т и повышение извлечения до 75%;

- Максимальная эффективность процесса агломерационной флокуляции достигается при его оптимизации на основе установленных зависимостей технологических показателей от расхода и соотношения собирателей, причем наибольшая эффективность достигается при соотношении: ксантогенат : ГФУ – 1:1; ксантогенат : ТАА – 1:3; ксантогенат : каптакс – 2:3;

-Математическая модель, описывающая зависимость эффективности процесса агломерационной флокуляции от параметров процесса.

Достоверность научных положений подтверждается достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, обработанных с использованием методов математической статистики при доверительной надежности не менее 95%.

Научная новизна работы:

- Обосновано применение синтетического носителя в процессе агломерационной флокуляции; определены оптимальные параметры процесса агломерационной флокуляции для убогой золотосодержащей руды (ТП-1), хвостов ЗИФ Советская, техногенных отвалов Артемовской ЗИФ и рудника Коммунар;

- Установлена закономерность влияния сочетаний реагентов ксантогенат и каптакс, ксантогенат и ГФУ, ксантогенат и ТАА на технологические показатели переработки техногенного минерального сырья и убогой золотосодержащей руды.

-Впервые предложен способ извлечения золота из техногенного минерального сырья и хвостов золотоизвлекательных фабрик на основе агломерационной флокуляции с применением синтетического носителя и сочетаний реагентов собирателей.

Практическая значимость работы:

-Обоснована и экспериментально подтверждена возможность извлечения золота из труднообогатимого сырья агломерационной флокуляцикей с использованием синтетического носителя;

-Выполнены исследования в условиях ЗИФ «Советская», показана эффективность процесса и возможность доизвлечения золота из хвостов флотации и сорбции. Рассчитан ожидаемый экономический эффект от внедрения процесса агломерационной флокуляции на текущих хвостах золотоизвлекательной фабрики и на техногенном сырье;

-Разработана технология извлечения золота как из лежалых так и из текущих хвостов обогатительных фабрик;

-Получено решение о выдачи патента на заявку №2011110487 от 18.03.2011;

-Результаты данной диссертационной работы внедрены в учебный процесс СФУ ИЦМиМ, в качестве дополнения к курсу лекций.

Личный вклад соискателя: анализ состояния технологий извлечения золота из золотосодержащего и техногенного сырья; проведение исследований по изучению особенностей взаимодействия твердой и жидкой фаз, обеспечивающих возможность проведения агломерационной флокуляции; оптимизация условий разделения тонкого золота и породообразующих минералов при разработке технологической схемы обогащения золотосодержащего сырья на основе агломерационной флокуляции; испытание технологии агломерационной флокуляции на различных видах золотосодержащего и техногенного сырья с определением возможностей процесса и его места в технологических схемах в зависимости от вида и характера сырья.

Апробация работы.

Результаты данной диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских конференциях: XIV Международный научный симпозиум студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (5 – 9 апреля 2010 года, г.Томск); Второй международный конгресс «Цветные металлы – 2010» (2 – 4 сентября 2010года, г. Красноярск); Международное совещание «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого сырья» «Плаксинские чтения – 2010» (13 – 18 сентября 2010года, г.Казань); VIII Конгресс обогатителей стран СНГ (28 февраля – 2 марта 2011года, Москва)

Объём и структура работы: диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы, состоящего из 124 источников, содержит 166 страниц, в т.ч. 20 рисунков, 51 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится актуальность работы, цель, основные задачи и защищаемые положения диссертационной работы.

В первой главе диссертации проведен анализ современного состояния методов и способов извлечения золота из техногенных месторождений, показана перспективность применения процесса агломерационной флокуляции.

Необходимость постоянного увеличения добычи золота за многие годы привело к образованию огромного количества отходов в виде отвалов и хвостохранилищ. Известно, что они содержат определенное количество цен­ных минералов, которые отнесены к разряду неизбежных потерь из-за несовершенства техники и технологий. На данный момент происходит сокращение минерально-сырьевой базы золота, снижается минимальное промышленное содержание в разрабатываемых месторождениях, в связи с этим, техногенные месторождения являются источником пополнения минерально-сырьевой базы.

В перспективе будут вовлекаться в переработку все новые месторождения, которые будут характеризоваться различным объемом запасов и небольшим содержанием металла в них. При этом возрастет потребность в более современных и эффективных технологиях переработки золотосодержащих руд. Также будет усиливаться необходимость в утилизации уже имеющихся отходов горно-металлургических комбинатов.

Данные проблемы предполагают разработку новых технологий для извлечения золота из бедных руд, рудных отвалов и хвостов различных золотоперерабатывающих предприятий.

Несмотря на многолетние исследования на данный момент проблема извлечения благородных металлов из техногенных месторождений остаётся актуальной.

Понятие агломерационной флокуляции возникло в начале XX века. Впервые этот метод, названный «Тренд-процесс», разработан и применен для обогащения угля в 20-е годы в США. В дальнейшем данный процесс улучшался различными способами. Проведено большое количество исследований по подбору аполярного масла, типа носителя и т.д. Хорошие результаты были получены при использовании в качестве носителя угля. Например, компанией British oil minerals разработан процесс агломерации золота и угля, в Австралии разработан Carbad-процесс для извлечения золота и металлов платиновой группы, и другие процессы Недостатком данных процессов является большой расход носителя и аполярного собирателя, а также невозможность регенерирования носителя.

В Сибирском Федеральном Университете было предложено использовать в качестве носителя эластичный пенополиуретан (синтетический носитель), который имеет ряд преимуществ. Во-первых, синтетический носитель легко выдерживает знакопеременные нагрузки, во вторых - имеет развитую внешнюю поверхность. Все это дает возможность использовать данный носитель многократно.

Во второй главе представлены результаты изучения вещественного состава объектов исследования: хвостов Артемовской, Коммунаровской и Советской ЗИФ, а также вещественный состав малосульфидной, убогой по содержанию руды одного из месторождений Красноярского края.

Хвосты Артемовской ЗИФ.

Хвосты третьей запруды формировались при обогащении руд Константиновского и Лысогорского месторождений на обогатительной фабрике, работающей по гравитационно-флотационной схеме. Пробирный анализ пробы хвостов, поступивших на исследование, показал, что содержание золота в пробе - 2,3г/т. Распределение золота по классам крупности неравномерное.

Таблица 1. Распределение золота по классам крупности

Классы крупности, мм Выход, % Содержание, % Извлечение, %
+0,2 46,57 1,7 34,63
-0,2+0,16 14,85 1,9 12,32
-0,16+0,074 6,78 1,9 5,62
-0,074+0,05 22,53 2,6 25,58
-0,05+0 9,27 5,4 21,85
Итого 100,00 2,29 100,00

Как видно из таблицы 1, выход класса +0,2 мм значительный и составляет ~ 46%; содержание класса -0,074мм в пробе - 31,8%. Если учесть, что при переработке руд технология предусматривала тонину помола 65-70% класса –0,074 мм, следует предположить, что в процессе хранения частички «сцементировались». Наиболее богаты по золоту классы менее 0,074 мм. По другим классам крупности металл распределяется пропорционально выходам. Фазовый анализ показал, что золото в пробе представлено на 14,5% самородной (амальгамируемой) фазой, с сульфидами ассоциировано 76,8% металла, с силикатами 8,7%.

Химический и спектральный анализы свидетельствуют, что основными петрогенными компонентами в пробе являются SiO2, Fe2O3, FeO, CaO с содержанием 35,2%, 24,2%, 13,07% и 8,51% соответственно. Содержание серебра в пробе -1,5г/т, мышьяка-0,01%, сурьма и ртуть не обнаружены.

Хвосты Коммунаровской ЗИФ были сформированы от переработки руд по гравитационно-гидрометаллургической схеме. При всем многообразии рудных тел по морфологическим типам вмещающих пород, химический состав перерабатываемых руд был относительно стабильным многие годы.

Золото связано с кварцем, находится в свободном состоянии (свыше 65%). Содержание золота, связанного с сульфидами колеблется от 0,5 до 2,3 %. Распределение золота по классам крупности в изучаемой пробе представлено в таблице 2.

Таблица 2. Распределение золота по классам крупности в хвостах Коммунаровской ЗИФ

Классы крупности, мм Выход, % Содержание, г/т Распределение, %
+0,25 1,2 1,38 5,5
-0,25+0,15 30,1 0,09 9,1
-0,15+0,074 20,2 0,12 8,1
-0,074+0 48,5 0,48 77,3
Итого 100,00 0,3 100


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.