Центробежные концентраторы

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Принцип действия концентратора заключается в принудительном разделении обрабатываемого материала на две фракции: «тяжелую» и «легкую» в центробежном поле. Разделение материала на фракции происходит в результате взаимодействия потока промывочной воды, центробежных сил и силы тяжести, действующих на частицу.

В результате частицы материала с удельным весом больше определенной величины («тяжелая» фракция) под действием центробежной силы движутся на дно рифлей конуса, навстречу потоку промывочной воды и там осаждаются. Частицы материала с меньшим удельным весом («легкая» фракция) вытесняются на внутреннюю поверхность конуса и с потоком воды уходят на слив через край ротора. Постепенно, за счет замещения легких частиц тяжелыми, происходит изменение структуры осадка, накопление тяжелой фракции.

Процесс сегрегации по плотности становится более интенсивным благодаря горизонтальному или наклонному (невертикальному) положению оси вращения ротора. За счет силы тяжести и частоты вращения ротора создаются слабые колебания минерального слоя в радиальном и осевом направлениях. В результате частицы материала с удельным весом больше определенной величины («тяжелая» фракция) под действием центробежной силы движутся на дно рифлей конуса, навстречу потоку промывочной воды и там осаждаются.

Эффективность процесса зависит от угловой скорости, давления промывочной воды, класса крупности и соотношения жидкое / твердое в питании.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОНЦЕНТРАТОРОВ ИТОМАК

1. Экологическая чистота. Для работы аппаратов требуется только электроэнергия и вода.

2. Высокие показатели удельной производительности и эффективности (низкое энергопотребление, малый вес, габариты и занимаемая площадь).

3. Высокая степень извлечения тяжелых минералов в богатые концентраты, непревзойденные показатели извлечения мелкого, тонкого, «плоского» и «плавучего» золота.

4. Высокая степень сокращения, до 10⁴ раз.
   

5. Сполоск концентрата занимает не более 1-2 минут.
   

6. Качество изготовления, доступность цены, приемлемые сроки поставки, надежность, Российские запчасти.
   

7. Простота эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
   

8. С 2007 года концентраторы выпускаются с системой автоматического управления САУ. Система автоматического контроля может устанавливаться на концентраторы начиная с производительности 2 т/час по твердому и на другие более крупные модели. Особенно практичны и пользуются спросом мультироторные системы, состоящие из 2 или трех аппаратов. Особенность мультироторной системы состоит в том, что блок автоматизации управляет всеми концентраторами, обеспечивая непрерывную работу комплекса, при том, что он состоит из аппаратов с периодической разгрузкой.

Комания «ИТОМАК» разрабатывает и производит центробежные концентраторы «ИТОМАК» с 1994 года и накопила большой опыт их применения на рудных и россыпных месторождениях. Начиная с 1996 года, нами ведутся работы на полигонах рудной и рассыпной золотодобычи по следующим направлениям:

• доизвлечения (сокращения потерь) мелкого золота в основной технологии путем оснащения концентраторами «Итомак».
• добычи золота из лежалых хвостов на основе центробежных концентраторов.

В том и другом случае, ведется оснащение и детальная отработка технологии, включая стадию доводки до шлихового металла.

Ниже приведен список промышленных концентраторов производительностью 20-40 тонн в час по твердому, которые были приобретены за последние три года.

В таблицах 1 и 2 приведены покупатели концентраторов ИТОМАК производительностью более 20 тонн в час, за последние три года.

Жирным шрифтом выделены предприятия, которые используют концентраторы для добычи рудного золота.

Концентраторы ИТОМАК КГ-20

Таблица 1

ИТОМАК КГ-30М и ИТОМАК КГ-40

Таблица 2

Таким образом, из 88 аппаратов 57 были приобретены для извлечения золота из руды или хвостов рудной золотодобычи.

Центробежные аппараты приобретались именно для добычи мелкого пылевидного связанного золота, которое с применением традиционных технологий (шлюзы, отсадки. винтовые сепараторы) теряется.

Технические характеристики концентратора ИТОМАК КГ-30ГМ

Технические характеристики концентратора ИТОМАК КГ-40М

Изготовление и эксплуатация концентраторов ИТОМАК производительностью более 20 тонн в час по твердому начато с весны 1996 года (до 1998 года концентраторы назывались ЦКИ).

Применение на практике центробежных концентраторов ИТОМАК подтвердило высокую эффективность их работы при улавливании мелкого и тонкого золота. Приведем несколько примеров.

Рудные объекты: Предприятия рудной золотодобычи, на которых установлены концентраторы ИТОМАК, простираются от Чукотки до Южной Африки.

Концентраторы используют, как в основных технологических процессах рудных предприятий, так и, для извлечения золота из отвальных продуктов. В период испытания концентраторов, нами были проведены исследования продуктов ЗИФ и отвалов Рудника «Веселый» (Горный Алтай), Салаирского ГОКа (Кемеровская область), Учалинского ГОКа (Башкирия), рудника «Юрский» и Куранахской ЗИФ (Якутия), «Коммунаровского рудника» и Саралинского рудника, (Республика Хакасия), хвостов Джидинского комбината (Бурятия), хвостов Токурской фабрики (Амурская область), Артемовского и Соврудника (Красноярский край), Каральвеемского рудника на Чукотке. Акбакайского ГОКа и трех ОФ ОАО «Казахалтын»,Бестюбе, Аксу и Жолымбет (Казахстан).

Проведенные испытания показали, что применение центробежных концентраторов в большинстве случаев позволит повысить эффективность золотодобычи.

Приведем несколько примеров

«Коммунаровский рудник». В период с 1997 по 2002 год было приобретено 7 концентраторов, производительностью 5 т/час, которые установлены на ЗИФ, и используются для перечистки концентрата отсадочных машин. Причем, первые три из них вертикального исполнения и четыре горизонтального. За одну операцию содержание золота повышается с 10-15 г/т до 1000 – 2000 г/т. Оборудование эксплуатируется в условиях фабрики 8 лет. Сравнение эксплуатационных качеств, по мнению специалистов рудника, указывает на преимущество концентраторов с горизонтальной осью вращения. Поэтому в последнее время, в основном процессе используются концентраторы с горизонтальной осью вращения.

На ЗИФ Каральвеемского рудника (Чукотка) в 1999 – 2000 гг. было приобретено 8 концентраторов «ИТОМАК-КГ-20» производительностью 20 т/час по твердому. Концентраторы устанавливали, как в основном процессе, так и на отвальных продуктах. Шесть концентраторов использовали для обогащения лежалых хвостов фабрики. Достигнутая степень извлечения была в пределах от 65 до 85 %, при этом, не все золото находилось в свободном виде, а часть его была ассоциирована с сульфидами. Поэтому задача сводилась к извлечению сульфидов. Содержание золота в концентратах зависит от времени концентрирования и находится в пределах от 200 до 500 г/т. Полученные концентраты обогащали на столе, с целью выделения свободного золота, а хвосты стола подвергали цианированию. Только в сезоне 2000 - 2001 года из лежалых отвалов рудника было добыто не менее 80 килограммов х. ч. золота.

В 2004-2005 гг. Акбакайским ГМК было приобретено три концентратора производительностью 20, 5 и 2 тонны в час по твердому осадку. Концентраторы установлены на ОФ рудника для обогащения концентрата отсадочных машин на второй стадии. Содержание в концентрате отсадочной машины составляет от 4 до 10 г/т.

Концентрат, получаемый на ИТОМАК-КГМ2-20, перечищается на ИТОМАК-КГ-5. Далее, концентрат этого аппарата перечищается на концентраторе производительностью 2 т/час. После этого получают концентрат с содержанием золота 40-50 кг/т.

В декабре 2001 года два концентратора «ИТОМАК-КГМ2-20».были установлены на ЗИФ шахты «MEGAMORE» (г. Велком, ЮАР). Концентраторы были установлены под слив гидроциклона, работающего в замкнутом цикле с шаровой мельницей. Обогащаемый материал это измельченная кварцевая руда (– 100 мкм), содержащая свободное тонкое золото и, золото ассоциированное с пиритом. Аппараты устанавливали, как последовательно, так и параллельно. В другом варианте, подавали недоизмельченные пески крупностью - 3 мм . Даже без оптимизации технологического режима работы аппарата в первом случае было показано извлечение золота 83% (размеры свободных золотин преимущественно меньше 40 мкм). Во втором случае несколько меньшее извлечение, около 63 %, было обусловлено нераскрытостью золота при измельчении. При последовательной схеме установки аппаратов на первом продукте извлечение было близко к 93%. Концентраты перечищали на столах.

В ноябре 2002 года в ЮАР на фабрике Mogale Gold (г. Крюгерсдорп) и были установлены два концентратора ИТОМАК-КГ-30М. Была поставлена задача, найти режим и добиться максимального извлечения золота из лежалых рудных отвалов – 0,5 мм , содержащих 1% сульфидов. Практически все золото ассоциировано с пиритом. Исходное содержание 0,3 - 0,6 г/т. При последовательной схеме установки аппаратов для концентрирования удалось добиться извлечения 60 - 70% в концентраты 5-10 г/т, что вполне устраивало заказчика.

В 2002 году начата промышленная эксплуатация концентраторов «ИТОМАК-КГ-20» на золотоизвлекающих фабриках: Куронахской, АК «Алданзолото» (приобретено 8 аппаратов).

Полученные результаты свидетельствуют о возможности дополнительного извлечения золота из отвальных и циркулирующих продуктов обогатительной фабрики до 200 мг с каждой тонны продукта. На рудных предприятиях, для проведения этой операции не требуется дополнительной подготовки исходного материала. Капитальные затраты связаны только с приобретением центробежных концентраторов и их монтажем. В ходе испытаний определено оптимальное время накопления концентрата. Для организации стабильной работы оборудования принято решение оснастить концентраторы системой автоматического сполоска концентрата.

Россыпные месторождения: Опробование текущих и лежалых хвостов множества предприятий россыпной золотодобычи показало, что из них (хвостов), центробежными концентраторами извлекается от 200 до 1500 мг/м 3 . Практически все потерянное золото – свободное.

Предпринимались попытки установить концентраторы непосредственно в действующих технологических схемах после промывочных шлюзов на драгах и на участках раздельной добычи. Особо следует отметить, создание отдельных участков, для крупно-объемного опробования из отвалов или добычи золота из отвалов. Рассмотрим их подробнее.

Работы по извлечению тонкого и мелкого золота из дражных эфелей проводились на полигонах ЗАО «Хэргу» (Амурская область) в течение 1999 - 2000 года. Были приобретены концентраторы ИТОМАК-КГ-20 и оборудование для дезинтеграции и классификации (Бункер – питатель, виброгрохот с оросителем, ленточные конвейеры и насосы). Из названного оборудования были смонтированы автономные участки для крупно-объемного опробования и добычи золота из дражных эфелей. На концентраторы подавали материал класса – 5 и – 2 мм . Степень извлечения в полевых условиях контролировали с помощью концентрационного стола типа 30 аКЦ, прогоняя хвосты и концентрат ИТОМАКов в контрольных опытах и текущей работе. Из 12000 м 3 песков было извлечено 4,5 килограмма х.ч. золота.

Степень извлечения в контрольных опытах была не менее 97%, учитывая, что золото пластинчатое, пылевидное размером до 30 микрометров. В процессе производства степень извлечения была не менее 90%.

Летом 2002 года проводились работы в ООО «Нирунган», г. Нерюнгри. Из отзыва «…о результатах опытно-промышленной эксплуатации концентраторов ИТОМАК-КГ-30». Установка работала на промывке эфелього отвала месторождения «Юрский». Среднее содержание золота в эфелях -0,52 г/м 3 , грансостав золота представлен в таблице.

Таблица

Золото, в основном, пластинчатое. Чистое время работы установки -350 часов. Промыто 16000 м 3 эфелей, добыто 7,04 кг х.ч. золота. При часовом цикле концентрирования извлечение – 85 - 90 %. Концентраторы ИТОМАК за время промывки показали устойчивую работу, простоев по механической части не было. Для сокращения времени затрачиваемого на сполоск необходима автоматизация этой операции.»

Схема была аналогична, применявшейся в «Хэргу» Бункер – питатель, ленточный конвейер, Виброгрохот с орошением сит. Шпальтовое сито с размером щели 2- 3 мм . Подрешетный продукт грохота подавался на два концентратора ИТОМАК.

Эксплуатация в Брединской Золоторудной Компании, Челябинская область, Россия . Разработка технологической схемы с применением ИТОМАКов и запуск её в эксппуатацию проводили специалисты ИРГИРЕДМЕТ. Исходный продукт - сланцы. Содержание. 300 – 800 мг/ куб. метр. 90 % золота меньше 100 микрометров. С вашгерта пески подавались на ГЦР-500. Далее, слив на ЦБК. Пески ГЦР подавались на инерционный грохот. После грохочения фракция – 3 мм подавалась на ИТОМАК-КГ-20 в объеме 16-18 куб.м. с Ж:Т 4-6:1. Съемка концентрата производилась через каждые 20 - 30 минут. Концентрат накапливали в емкости. Извлечение при этом было не менее 80 %. Полученный продукт ситовали по классу – 2 мм , и обогащали на ИТОМАК-КН-1,0 (извлечение было не ниже 90 %). Далее концентрат ИТОМАК-КН-1,0 после ситовки по классу - 1 мм , и обогащали на ИТОМАК-КН-0,1 (извлечение не менее 97 %). После этого продукт подвергали плавке.

Бийский песчанно-гравийный карьер. Россия, Алтайский край, п. Шульгика. 2001- 2002 г . Может послужить ярким примером возможностей, которые дает центробежная сепарация для извлечения попутного золота. Фирмой «ПАКС» аппараты были установлены на хвостохранилище карьера.. Исходный материал, с помощью скреперной лебедки, подавали на контрольный гидрогрохот (для удаления случайного мусора), и размывая водой, подавали в концентраторы ИТОМАК-КГ-20. Исходные пески представляли собой слив классификатора крупностью – 0,5 мм . Основная часть золота, содержащаяся в песках, представлена сростками и плоскими золотинами размером не более 0,05 мм . Содержание в исходных песках были от 50 до 150 мг/т. Разгрузку концентрата производили через 20-30 минут. Среднее содержания золота в полученных концентратах были от 100 до 300 г/т. Полученные концентраты подвергали перечистке на ИТОМАК-КГ-20, или на меньшем типоразмере ИТОМАК-КН-1,0. После перечистки, по анализам Красцветмета, были получены содержания 2000 – 3000 г/т и выше до 50 000 г/т. После чего концентрат отправляли на металлургическую переработку.

Таким образом, сегодня, имеется положительный опыт рентабельной эксплуатации мобильных автономных участков для добычи мелкого золота из отвалов россыпной золотодобычи на основе центробежных концентраторов ИТОМАК.

Этими примерами охвачены далеко не все существующие сегодня объекты применения концентраторов ИТОМАК на рудном золоте.