Опыт использования роллер-пресса на золотоизвлекательной фабрике в России

А.А.Потемкин, управляющий директор НТЛ «ТОМС»
К.В.Федотов, д.т.н., директор НТЛ «ТОМС»

При проектировании горно-обогатительного комбината на российском золоторудном месторождении «Западное» (ГРК «Сухой Лог») впервые разработана и внедрена схема разрушения золотосодержащей руды с применением роллер- пресса RP 5-100/90 фирмы KHD Humbolt Wedag (Германия). Фабрика введена в действие летом 2003 года и на сегодняшний день вышла на проектную производительность по переработке руды – 1 млн. тонн в год.

Вещественный состав и физико-механические свойства руды месторождения «Западное»

Продуктивные отложения представляют собой пиритизированную зону осадочно-метаморфизованных пород. Последние образуют пачки переслаивающихся тонких прослоев углистых филлитов, алевритов, тонкозернистых песчаников. Мощность оконтуренной зоны до 100 м, протяжённость 1500 м. Главными рудными минералами являются пирит и пирротин. Полный минеральный состав проб руды месторождения «Западное» представлен в табл. 1.

Табл. 1 Минералогический состав рудной массы

Прочностные свойства основных рудосодержащих пород (углистых сланцев и алевритов) характеризуются пределами прочности: при одноосном растяжении 8.8–13.4 кг/см2, в среднем 11.1 кг/см2; при одноосном сжатии 160–175 кг/см2, в среднем 167.6 кг/см2.

По результатам анализа проб содержание золота в руде месторождения изменяется от 2.8 до 3.27 г/т. Основная доля золота находится в виде свободных зёрен с чистой поверхностью (табл. 2).

Табл. 2 Результаты рационального анализа

Метод и технология переработки руды

Месторождение «Западное» расположено в 1000 км к северу от Иркутска.

Лицензия на разработку месторождения золота принадлежит структуре золотодобывающих компаний ОАО «ГМК «Норильский никель».

Для отбора наиболее эффективной технологии обогащения золотосодержащих руд месторождения «Западное» был объявлен конкурс, в котором приняли участие ведущие специализированные предприятия России. По результатам конкурса предпочтение было отдано технологии, предложенной научно-технической лабораторией «Технология обогащения минерального сырья» (НТЛ «ТОМС»), как наименее энергоёмкой и экологически безопасной для переработки руды данного месторождения (рис. 1).

В целях существенного снижения эксплуатационных затрат на разрушение руды в стадии рудоподготовки проектом предусмотрено применение операции тонкого дробления с помощью роллер-пресса RP 5-100/90 фирмы KHD.

Принятая проектом схема рудоподготовки и обогащения включает в себя предварительное дробление в щековой и роторной дробилках, размол в роллер-прессе, последующее отсеивание продукта на высокочастотных грохотах, далее – доизмельчение в шаровых мельницах, классификацию и обогащение – в центробежных концентраторах. Основной принцип, заложенный в схему – снижение энергозатрат на стадии рудоподготовки, эффективное вскрытие ценного компонента и извлечение его в гравитационных аппаратах с интенсивным центробежным полем.

Первая стадия дробления для получения продукта крупностью –200 мм при степени дробления 4 осуществляется в щековой дробилке ЩДС 1000(1200. Как уже отмечалось, руда месторождения «Западное» представлена в основном сланцевыми породами с глинистыми примазками, что вызвало необходимость установки во второй стадии дробления роторной дробилки Hardopact 125/140. Применение данного аппарата на второй стадии дробления позволило получать куски дроблёного продукта с линейными размерами, близкими к кубической форме. Степень дробления в открытом цикле составила 10–20.

Табл. 5 Технико-эксплуатационные характеристики роллер-пресса RP 5-100/90, работающего на месторождении «Западное» (данные на 20.11.2003)

Согласно схеме, (см. рис. 1) дроблёная руда после классификации на вибрационном грохоте ГИС-62 по классу 20 мм подвергается тонкому дроблению в роллер-прессе RP 5-100/90, работающем в замкнутом цикле. Дезагломерация хлопьев после роллер-пресса производится последовательно – сначала в насосе, а затем в дезинтеграторе. Далее, выделение продукта крупностью менее 1 мм осуществляется на двух высокочастотных грохотах Derrick-DVS с вакуумной декой для обезвоживания надрешётного продукта, который возвращается на доизмельчение в роллер-пресс. Класс –1 мм с грохотов Derrick-DVS поступает на доизмельчение (на 95% до класса –0.071 мм), в две шаровые мельницы МШЦ-2.1(3.6. Слив мельниц подвергается классификации в гидроциклонах Krebs DS-10, пески которых направляются в концентраторы Knelson KС-ХD 48”. Хвосты центробежных концентраторов первой и второй стадий обогащения классифицируются в батарее гидроциклонов Krebs D-15. Пески гидроциклонов Krebs D-15 и D-10 подаются на доизмельчение. Слив батареи гидроциклонов подаётся в пластинчатый сгуститель. После сгущения до плотности 40–50% пульпа поступает в третью стадию обогащения, опять в концентратор Knelson КС-XD 48”. Основная цель в операциях обогащения – раздельное обогащение каждого класса в своём аппарате. Выход гравиоконцентрата составляет 0.04–0.05%. Доводка концентратов, полученных во второй и третьей стадиях обогащения, ведётся раздельно. Отделение доводки оборудовано концентрационными столами СКО-2.1, СКО-0.5 и Gemeni 60 и 250, концентратором Knelson КС-XD 48”. В доводочном отделении выделяют «золотую головку», а хвосты доводки направляют на цианирование.

Эксплуатационные показатели измельчения руды в роллер-прессе

При проектировании обогатительной фабрики месторождения «Западное» основное внимание было уделено изменению стадии подготовки руды с целью создания наиболее экономичной технологии ее обогащения.

В связи с этим исследования были сфокусированы на создании энергосберегающей технологии измельчения руды за счет применения роллер-пресса (рис. 2). Упрощенная схема включения роллер-пресса в цепь аппаратов приведена на рис. 3.

Как было отмечено выше, одна из компаний, участвовавшая в конкурсе по разработке технологии переработки руды, предложила использовать традиционную схему рудоподготовки, предусматривающую разрушение руды в мельнице полусамоизмельчения МПС 55(18, гравитационное обогащение руды – в отсадочных машинах, доизмельчение – в шаровых мельницах и последующее обогащение – в центробежных концентраторах (рис. 4).

Табл. 3 Техническая характеристика роллер-пресса RP 5-100/90, установленного на месторождении «Западное» (Сухой Лог)

В результате подробного изучения традиционной схемы на базе мельниц полусамоизмельчения лабораторией «ТОМС» и сравнения ее со схемой, включающей роллер-пресс, был выявлен ряд преимуществ последнего для обогащения руды месторождения «Западное».

В ходе изучения альтернативных схем получены показатели энергопотребления каждой схемы по стадиям рудоподготовки (табл. 4).

Табл. 4 Энергозатраты на рудоподготовку по альтернативным схемам

Табл. 6 Грансостав питания и выходящего продукта роллер-пресса

За период работы обогатительной фабрики роллер-пресс продемонстрировал хорошие технические и эксплуатационные показатели (табл. 5, 6;рис. 5).

Преимущества и недостатки применения роллер-пресса для разрушения золотосодержащей руды

Эксплуатация роллер-пресса в составе оборудования обогатительной фабрики ГРК «Сухой Лог» позволяет выделить основные преимущества и недостатки этого, пока еще нового для золоторудной отрасли промышленности России, вида дробильно-измельчительного оборудования.

Основные преимущества роллер-пресса:

• высокая надежность в работе и простота управления;

• меньшие удельные энергозатраты на рудоподготовку (на 66.9%) по сравнению с традиционной схемой на основе мельниц полусамоизмельчения;

• значительно меньшее пространство, необходимое для размещения роллер-пресса, чем для мельниц полусамоизмельчения.

Специфичные для роллер-пресса условия эффективного применения, накладывают ряд ограничений, которые являются его недостатками:

• необходимость поддержания влажности питания в пределах 7%; в случае несоблюдения данного условия, происходит зависание материала в бункере над роллер-прессом;

• невозможность подачи в роллер-пресс руды со склада при температуре –20°C и ниже, так как она смерзается в бункере.