УДК 622.7

ТЕСТИРОВАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОТСАДОЧНОЙ МАШИНЫ «KELSEY»

ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ ИЗ ХВОСТОВ

ОБОГАЩЕНИЯ

Тумаков В.М.

научный руководитель канд. техн. наук, доц. Алгебраистова Н.К.

Сибирский Федеральный Университет

Институт цветных металлов и материаловедения Научные исследования и опыт эксплуатации техногенных месторождений свидетельствует, что формы нахождения ценных компонентов таковы, что оно является упорным для переработки с использованием традиционных технологических схем и аппаратов.

Металлы платиновой группы (МПГ) весьма ценные металлы, используемые в автомобильной, ювелирной, электронной, химической и нефтехимической отраслях промышленности, самолетостроении, ракетостроении, ряде областей науки, а также в новейших технологиях. В ближайшие десятилетия платиноиды могут стать основным видом сырья для водородной энергетики. По авторским оценкам уже в 1991 г.

потребление МПГ стало приближаться к их производству (важнейшее из оснований для постановки Программы), а с 1994 г. потребление ежегодно стало превышать (на 30– т) производство (в 2005 г. – на 154.7 т), а после 2015 г. потребление может превосходить производство на 100–180 т [1].

В качестве дополнительных источников благородных и цветных металлов сегодня рассматриваются: складированные хвосты обогащения сульфидных медноникелевых руд; лежалые пирротиновые концентраты (ЛПК); складированные магнетитовые концентраты; шлакопылевые отвалы [2].

Существенным обстоятельством, сдерживающим вовлечение техногенного сырья в переработку, является то, что оно рассматривается крупными горнодобывающими предприятиями прежде всего как геотехнические системы, обеспечивающие долговременное хранение горнопромышленных отходов, и в меньшей степени как вторичные минеральные ресурсы [2].

Перспективной представляется разработка техногенных платинометалльных месторождений в силу того, что для разработки их не требуется больших капитальных затрат. Кроме того, материал измельчён, его не надо дробить и измельчать, затраты на рудоподготовку минимальны.

Центробежные концентраторы Knelson, концентратор «Уралмеханобр», Тульские центробежные концентраторы, концентраторы Falcon, «Итомак», винтовые шлюза, сепараторы и другие гравитационные аппараты были исследованы на разном техногенном сырье, степень изученности и надёжность в работе этих машин различна.

Помимо гравитационных аппаратов для извлечения МПГ из лежалых хвостов были исследованы флотационные и специальные методы обогащения. Сложные и громоздкие схемы обеспечивали, извлечение МПГ только на 15 - 40%.

Машины «Kelsey» для России – новый гравитационный аппарат, хотя они приобретены многими горнорудными компаниями мира для проведения промышленных испытаний и реализации технологии гравитационного концентрирования. По сравнению с традиционными гравитационными аппаратами, отсадочная машина «Kelsey» совмещает достоинства технологии отсадки с технологией центробежного гравитационного обогащения. Несомненное достоинство машины:

возможность извлечения частиц ценных компонентов крупностью до 5 мкм; высокая степень концентрации (до 100) в одну стадию; непрерывный режим работы; отсутствие промпродуктов; полностью закрытое оформление аппарата, обеспечивающее сохранность драгоценных металлов [3,4].

Объектом исследований являлись хвосты лежалые и текущие от переработки вкрапленных медно-никелевых руд.

Был определён гранулометрический состав материала и распределение металлов по классам крупности. Определено, что обогащённых ценными компонентами классов нет, распределение металлов, в основном, пропорционально выходам. В класс крупности, наиболее благоприятный для извлечения ценных компонентов гравитацией, -0,5+0,074мм платина с палладием распределены в текущих и лежалых хвостах на ~38 и 51,7% соответственно. На основании полученных данных сделан вывод, о перспективности использования гравитационного метода обогащения для извлечения МПГ.

Исследования проводились с использованием статистического метода планирования –Бокса-Уилсона.

Оценивалось влияние следующих факторов: содержание класса 74 мкм в питании, %; частота пульсации, пульс/мин; скорость вращения, об/мин; содержание твёрдого в питании, %;поток по твёрдому, кг/час; расход воды, л/мин. Определены значимые факторы, получены уравнения регрессии.

С учётом специфики обогащаемого материала, за функцию отклика приняты два технологических показателя: степень концентрации и критерий Ханкока-Люйкена.

Результаты реализации матрицы свидетельствуют, что, суммарное извлечение платины и палладия из текущих хвостов лежит в пределах от ~14 до~57%, критерий Ханкока-Люйкена от ~26 до 52%,степени концентрации от ~5 до 10. Никель извлекается в зависимости от условий на сепарации на ~8-~24%.

Платина в тяжёлую фракцию концентрируется в большей степени, в сравнении с палладием как при обогащении текущих, так и лежалых хвостов.

Для лежалых хвостов значение извлечений по сумме Рt + Рd, и никелю ниже, в сравнении с текущими хвостами, но степень концентрации Рt + Рd достигает 23.

Определены ошибки при выполнении экспериментов, значимость коэффициентов регрессии, составлены модели.

Оценена роль контрольной операции в технологической схеме. Данная операция позволяет доизвлечь ~17% металлов платиновой группы в тяжёлую фракцию, с содержанием в ней ~4,8г/т МПГ. Но для реализации данной операции необходимо сгущать лёгкую фракцию основной операции, т.е. реализация схемы потребует дополнительных капитальных затрат.

Выполнены серии опытов при использовании магнетитовой, гранатовой и постели из ферросилиция. Определено, что чем меньше плотность материала постели, тем выше выход тяжёлой фракции. Извлечение (Рt+ Рd) ~71% с использованием магнетитовой постели является наиболее высоким.

Выполнены сравнительные опыты на лежалых хвостах с применением центробежных концентраторов Falkon L-40 и Итомак КН-0,1, и винтовом шлюзе ШВПолученные результаты, были хуже, чем на центробежно-отсадочной машине, на винтовом шлюзе при высоком извлечение и высоком выходе концентрата, низкая концентрация суммы платины и палладия.

В результате выполненной работы предложена технологическая схема, которая позволяет извлекать металлы платиновой группы из различного техногенного материала. Из текущих хвостов была выделена тяжёлая фракция (выход 6,51%) с извлечением в неё металлов (сумма платины и палладия) на 57,9% с содержанием в ней этих элементов 17,8г/т.

Из лежалых хвостов получен продукт, выход которого составил ~1,5%, содержание металлов (Рt +Рd)-26,г/т при извлечении-24,9%.

1 Додин Д.А. Углеродсодержащие формации – новый крупный источник платиновых металлов ХХIвека. /Золоев К.К., Коротеев В.А., Чернышов Н.М.// М.:

Геоинформмарк- 2007. -130 с.

2 Петров Г. В. Обзор способов вовлечения в переработку техногенных платиносодержащих отходов горно-металлургического комплекса / Петров Г. В., Диаките М. Л. Л., Спыну А. Ю. (Санкт-Петербургский государственный горный университет) // Обогащение руд.- 2012. - №1. - С. 25 - 3 Гроо Е.А. Гравитационные аппараты для предконцентрации металлов из убогих золото-кварцевых руд / Н.К. Алгебраистова, Д.А. Гольсман, К.Е. Ананенко, Е.А.

Гроо, А.В. Макшанин // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2011. № 3.

С. 210-215.

4 http://www.mineraltechnologies.com/projects/exxaro-south-africa