В статье представлены некоторые технико-технологические особенности инновационных разработок ООО «ТТД» и пример их практического использования для обогащения золотосодержащих руд.

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ ТТД

Существует множество подходов к определению понятия «инновация». Единственным логичным вариантом, на взгляд авторов, является то, что это результат интеллектуальной деятельности, воплощенный в реальность; новая идея, внедренная в производство и приносящая положительный эффект, например в виде увеличения производительности, снижения затрат, экономии ресурсов, экологического благополучия — на пользу человеку и обществу.

Ниже приведен перечень инновационных разработок ООО «ТТД»:

• Барабанные мельницы консольного типа.
  Импортозамещающее оборудование, которое по своим техническим характеристикам превосходит многие известные мельницы. Две мельницы ТТД с диаметром барабана 5 м работают в течение 15 и 19 лет. Также внедрено несколько более мелких машин с диаметром барабана от 1,7 до 4,0 м, разрабатываются мельницы производительностью 2000-3000 т/ч и мощностью двигателя 30-35 МВт.
• Каблучковая футеровка для барабанных мельниц.
  При использовании футеровки производительность возрастает на 50-85 %, расход энергии снижается на 30-55 %. Разработка прошла полупромышленные и промышленные испытания, в том числе в компании AngloAmericanв ЮАР. Использование такого решения позволяет избавиться от приставки «полу-» для мельниц самоизмельчения, так как исключает добавку шаров, которые повышают энергозатраты и увеличивают износ футеровки.
• Разгрузочная решетка для барабанных мельниц самоизмельчения.
  Решетка обладает высочайшей пропускной способностью и позволяет регулировать получение продукта определенной крупности.
• Планетарные мельницы периодического и непрерывного действия.
  На Западе такие мельницы безуспешно пытались разработать и внедрить в производство в течение последних 130 лет на замену обычным шаровым мельницам. Это получилось у авторов в 1972 году. Сегодня созданы и работают два десятка моделей производительностью до 20 т/ч. Существуют планы изготовления мельницы планетарного типа производительностью 3 000 т/ч с двигателем мощностью 25-30 МВт.
• Гидравлический центробежный дезинтегратор (центробежный скруббер).
  Оборудование, предназначенное для дезинтеграции руд с содержанием глины 70-90 %. Дезинтегратор прошел промышленные испытания и показал положительные результаты.
• Технология рудоподготовки исходного сырья.
  Технология предусматривает отработку карьерного куска руды крупностью до 900-1200 мм без стадиального дробления.
• Технология получения драгоценных металлов без цианирования и применения реагентов.
  Технология обеспечивает высокие показатели по извлечению золота (до 98 %) при низкой себестоимости, которая составляет 1,2-2,2 доллара за грамм.

ПРИМЕР ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 500 Т/Ч

Руда из карьера подается самосвалами в приемный бункер (рис. 1) и посредством пластинчатого питателя поступает в две мельницы самоизмельчения. Далее будет описана одна линия, хотя всего их две, производительностью 250 т/ч каждая.

Приемный бункер, как и питатель с мельницей, рассчитан на прием куска максимальной крупностью 900-1200 мм. Пластинчатый питатель для комфортной работы имеет ширину полотна 2,8 м. Он снабжен устройством изменения скорости подачи материала, что очень удобно при работе на рудах разной прочности, которая от блока к блоку колеблется от 3 до 15 единиц по шкале Протодьяконова, усредненный показатель — 8.

Крупность и физико-механические свойства исходной руды позволили применить в голове процесса мельницу самоизмельчения, которая заменяет три-четыре стадии дробления и частично шаровую мельницу. За 80 лет мировой практики преимущества такой схемы описаны достаточно подробно.

В этой технологии предлагается использовать мельницу самоизмельчения собственной разработки компании «ТТД». Она обладает следующими плюсами:

• Мельница работает на подшипниках качения с консистентной смазкой, то есть без маслостанции.
• Мельница не требует массивного фундамента, так как имеет свою несущую раму.
• Мельница, в зависимости от диаметра, может принять крупный кусок с карьера, минуя дробильное оборудование.
• Мельница оснащена каблучковой футеровкой и решеткой, что позволяет отказаться от использования режима полусамоизмельчения, который, как считается, позволяет избавиться от критической крупности и повысить производительность.

Режим полусамоизмельчения предусматривает 5-12-процентную дозагрузку мельницы крупными шарами диаметром 120-150 мм. Практика показывает, что за счет их добавки производительность переработки можно повысить всего на 5 %, в редких случаях — на 10 %. При этом увеличивается расход футеровки, значительно, с 700 до 150 мм снижается крупность исходной руды, возрастают энергозатраты.

Благодаря каблучковой футеровке производительность измельчения увеличилась на 75-84 %, расход энергии снизился на 30-55 %. Переработка руды в мельницах, оснащенных таким техническим элементом, более эффективна и экономична, чем в режиме полусамоизмельчения.

Второй важный компонент данной технологии — отсадка. Отсадочное обогащение — процесс давно известный и отработанный. Тем не менее, существуют некоторые технологические приемы, повышающие эффективность и позволяющие перевести его в разряд инновационных.

В результате определенных усовершенствований отсадочное обогащение гарантирует извлечение 96-98 % золота крупнее 20 мкм, тогда как традиционные технологии ограничиваются металлом крупностью 100 мкм. Общеизвестное название такого решения, которое дал ему разработчик, профессор МИСИС А.Г Лопатин, — обратная отсадка.

Авторы отработали эту технологию не только на золоте, но и на алмазах крупностью минус 0,5+0,2 мм на геологической фабрике и на разведке месторождений в Архангельской области. Надо сказать, что на действующих предприятиях этот класс отсадкой вообще не извлекался — только пенной сепарацией. В данном случае извлечение алмазов такой крупности составило 96-98 % при выходе концентрата 0,2 % и с представительностью по кристаллам в несколько тысяч. Протоколы переработки валовых геологических проб массой более тысячи тонн сохранились.

Еще одно чрезвычайно важное достоинство описанной технологии — возможность сохранения параметров работы отсадки без вмешательства оператора.

Несмотря на высокое извлечение отсадкой, часть мелкого золота крупностью в среднем 18-25 мкм попадает в хвосты. Они отправляются на дополнительное обогащение в короткоконусные гидроциклоны, где этот металл доизвлекается.

Диаграммы на рис. 2 показывают, как и какая крупность извлекается отсадкой и короткоконусными гидроциклонами. Также хорошо видно, что этими двумя процессами извлечено практически все золото крупностью до 20 мкм. Содержание металла крупнее в хвостах минимально. Достоверность графиков подтверждается гауссовским распределением золотин и их представительным количеством — всего в анализе участвовало более 10 тыс. зерен.

Доводка гравитационного концентрата (отсадки и гидроциклона) осуществляется на основе селективного метода измельчения с использованием планетарных мельниц конструкции ТТД.

Метод селективного измельчения (обогащения) испытывается компанией более 18 лет. Сначала он применялся для доводки концентратов, полученных на пилотной установке ТТД, затем при переработке керновых проб и, наконец, на исходном сырье.

Наиболее интересные испытания были проведены на валовой пробе руды месторождения Наталка с содержанием золота 1,7 г/т. Опыты выполнялись в непрерывном режиме с использованием планетарной мельницы «МП-0». По достижении эффективности измельчения 99,9 % класса менее 40 мкм был получен концентрат и хвосты с содержанием ценного компонента 460 и 0,15 г/т соответственно. Результатом доводки концентрата, также проведенной с помощью планетарной мельницы, являлся продукт с содержанием золота 42 %, причем 92 % ценного компонента было представлено классом +100 мкм.

В рассматриваемом примере концентраты содержат 600-800 г/т золота. Это практически традиционные для ТТД показатели первичного обогащения, что резко отличает технологию от существующих методов с содержанием на уровне 30-90 г/т.

Доводка концентратов с использованием планетарных мельниц и мокрых магнитных сепараторов обеспечивает содержание золота в конечном продукте 35-45 %, что позволяет сдавать его на аффинаж без предварительной плавки.

Получение полусухих отвальных хвостов и оборотной воды в технологии осуществляется с помощью осадительной центрифуги. Это оборудование широко используется для различных нужд, но в обезвоживании хвостов обогатительных фабрик применяется редко.

Компания «ТТД» провела большую работу по полупромышленным испытаниям текущих хвостов на действующей алмазодобывающей фабрике. Проблема возникла еще при геологической разведке, которой в течение шести лет занимался один из авторов, и была связана с крайне медленным оседанием твердых частиц в хвостохранилище — сантиметр в месяц.

Аналогичная ситуация наблюдалась и на горно-обогатительном комбинате. Решения, предусматривающие использование реагентов, помогали слабо, при этом предприятие расположено в зоне нереста ценных пород рыб. Длительная эксплуатация полупромышленной установки с центрифугой, смонтированной ТТД на пляже хвостохранилища, наглядно подтвердила реальную возможность получения полусухих хвостов и оборотной воды.

На этом описание технологии обогащения для фабрики производительностью 500 т/ч практически завершено. Ниже приведены перечень используемого оборудования (табл. 1) и техникоэкономический расчет работы обогатительного предприятия (табл. 2).

Согласно расчетам, сделанным авторами в разное время, при содержании в руде 1,7-2,2 г/т себестоимость извлечения грамма золота находится на уровне 3,9-4,8 доллара. Как видно из табл. 2, в данном случае она составляет 0,79 доллара за грамм, или 24,6 доллара за унцию.

При указанных параметрах период окупаемости наступает в течение 0,12 месяца. Такие результаты во многом обусловлены высоким содержанием ценного компонента в исходной руде, но не стоит сбрасывать со счетов саму технологию и оптимальный подбор оборудования.

В условиях открытой добычи цифры по себестоимости и окупаемости уменьшатся, но ненамного.

ВЫВОДЫ

■ Приведенный выше перечень инноваций и их применение в технологии обогащения с учетом реальных горно-геологических данных показывают высокий потенциал компании. Ею выполнен большой объем исследовательских и конструкторских работ, получены результаты, свидетельствующие о том, что решения ТТД превосходят известные иностранные и отечественные разработки.

■ Себестоимость грамма золота по предлагаемой технологии обогащения составляет 0,79 доллара, унции — 24,6 доллара. Как отмечено выше, такие результаты были получены за счет высокого содержания ценного компонента в исходной руде (9 г/т), но главным образом благодаря инженерному подходу к разработке технологии.

■ Себестоимость грамма золота по предлагаемой технологии обогащения составляет 0,79 доллара, унции — 24,6 доллара. Как отмечено выше, такие результаты были получены за счет высокого содержания ценного компонента в исходной руде (9 г/т), но главным образом благодаря инженерному подходу к разработке технологииОтдельно следует подчеркнуть, что расход электроэнергии на дробление-измельчение тонны исходной руды составляет всего 35-55 кВт-ч/т, а производительность увеличивается на 75-84 % — исключительно за счет ка- блучковой футеровки.

■ Как свидетельствуют неоднократные испытания технологии обогащения с использованием отсадочных машин и короткоконусных гидроциклонов, по показателям извлечения и выхода концентрата она превосходит известные разработки в России и за рубежом.

■ Доводка концентрата отсадки и короткоконусных гидроциклонов обеспечивает получение конечного продукта с содержанием золота 12-45 %, что позволяет отправлять его на аффинажный завод, минуя плавку. В доводке не используется цианирование и другие химические методы, а также автоклавная активация.

■ Весьма полезным приемом является складирование отвальных хвостов в сухом виде. Важное преимущество технологии заключается в том, что она не предполагает использования обычного хвостохранилища и сопутствующих этому расходов. Отходы отвозят на складирование обычными самосвалами, укладка осуществляется бульдозерами. Последующее хранение и облуживание хвостов, как тонкодисперсного материала, производятся стандартными методами.