Шлюзовые промывочные приборы: повышение эффективности работы на россыпях

В последние годы при освоении россыпных месторождений недропользователи сталкиваются с серьёзными проблемами. Одной из самых важных, оказывающих серьёзное влияние на экономические показатели предприятия, является проблема извлечения золота. Наиболее распространёнными средствами при извлечении драгметалла на россыпях по-прежнему остаются промывочные приборы. Какие плюсы и минусы есть у предлагаемых учёными промприборов и как не ошибиться в выборе столь важного для золотодобытчиков оборудования — об этом наш материал.

Золотая турбулентность

Сегодня в обществе, прежде всего среди руководителей предприятий горной отрасли и представителей властных структур, распространено мнение о том, что россыпная золотодобыча отжила свой век и большинство крупных компаний ориентируется на рудное золото.

Действительно, за последние два десятилетия объёмы добычи золота из россыпей постепенно снижались, вплоть до 2008 года, они упали отметки 53-54 тонны в год, но начиная с 2011 года ситуация изменилась — наметилось стабильное увеличение объёмов добычи.

Главным фактором роста объёмов добычи стали цены на золото: на мировом рынке к 2021 году они увеличились в 1,5 раза по сравнению с 2010 годом, на внутреннем рынке — в 3,6 раза! Это позволило снизить неутешительные для мелких предприятий, разрабатывающих россыпные месторождения, тенденции: увеличение стоимости горюче-смазочных материалов, электроэнергии, техники и запасных частей; низкое качество перерабатываемых золотоносных песков; необходимость постоянно инвестировать в геологоразведку; бюрократизация отрасли.

Но с 2022 года рост объёмов добычи золота прекратился, а в некоторых регионах и вовсе наблюдается спад производства.

Причин такой ситуации несколько. Прежде всего, в том, что мелкозалегающие и легкообогатимые природные месторождения в основном уже отработаны. Кроме того, в результате снижения разведанных запасов россыпного золота недропользователям для сохранения объёмов добычи металла всё чаще приходится вовлекать в отработку труднообогатимые месторождения, содержащие, как правило, мелкое и тонкое золото. Растёт и количество отрабатываемых техногенных месторождений, имеющих сложное горно-геологическое строение, требующих особых подходов.

Приборы разные нужны…

В ряду проблем, с которыми в последнее время сталкиваются недропользователи при освоении россыпных месторождений (постоянно растущая стоимость топлива, нехватка специалистов на местах, большие трудности при оформлении разрешительных документов), вопросы извлечения золота, как уже отмечалось, остаются одними из самых важных.

Несмотря на наличие отсадочных машин, центробежных концентраторов, винтовых сепараторов, шлюзовые комплексы по-прежнему остаются основным обогатительным узлом большинства промприборов.

Но в работе большинства таких шлюзовых приборов недропользователи сталкиваются с проблемами сверхнормативных потерь золота, при этом, несмотря на конструктивные недоработки оборудования, существует целый ряд факторов, которые так же являются причиной высоких потерь металла: это высокое содержание глинистых частиц; качество оборотной воды, используемой для промывки песков; наличие попутных тяжёлых минералов; морфология золота.

Наибольшее распространение в россыпной золотодобыче получили несколько типов промывочных приборов: ГГМ-3, ППМ-5, ПГШ-50, приборы на базе виброгрохотов ГИТ-52, ГИТ-62 и ПБШ-100. ГГМ-3, ППМ-5, грохоты гидромеханические пластинчатые, предназначены в первую очередь для промывки валунистых месторождений. Но часто мы видим их использование на месторождениях с высоким содержанием песчано-глинистых фракций, в результате чего качество промывки и извлечения резко снижается.

Отличительной особенностью ПГШ-50 (прибора гидравлического шлюзового) являются невысокая производительность и высокая энергоёмкость и, как результат, низкая эффективность использования на месторождениях с невысокими содержаниями. Такие приборы по-прежнему довольно широко распространены в россыпной золотодобыче, но их количество с каждым годом снижается.

Приборы на базе виброгрохотов ГИТ-52, ГИТ-62 имеют высокую производительность, поэтому за последние два десятилетия получили очень широкое распространение, особенно при отработке техногенных месторождений. Но при этом стоит отметить, что их эксплуатация оправдана только на месторождениях с хорошей промывистостью, например при отработке техногенных месторождений. Как правило, эфельные отвалы хорошо промывистые, а бортовые целики имеют большее содержание глины, и, соответственно, эффективность таких приборов будет сильно снижаться из-за низкой эффективности их дезинтеграции.

Приборы бочечные шлюзовые ПБШ также очень распространены в золотодобыче. Существует много модификаций данного прибора. Его характерная особенность, по мнению автора, — это универсальность для различных типов месторождений. Приборы ПБШ-100, разработанные нами, хорошо себя зарекомендовали как при отработке природных, так и техногенных месторождений. Благодаря своей универсальности они могут перерабатывать как промывистые пески, так и глинистые, валунистые и техногенные эфеля с высокой эффективностью.

Важная задача

Проблема отработки техногенных месторождений заключается в том, что при низких содержаниях и преобладании мелкого золота в них недропользователи для выполнения плана постоянно идут в сторону увеличения объёмов промывки в ущерб эффективности извлечения.

Извлечение золота на шлюзах зависит от многих технологических факторов, основными из которых являются: удельная нагрузка по твёрдому, скорость и глубина потока пульпы на шлюзах, уклон шлюзов, соотношения твёрдого к жидкому в пульпе, характер улавливающего покрытия, равномерность нагрузки.

Оценка большинства типовых приборов, используемых в россыпной золотодобыче, показывает, что все они имеют одинаковый набор конструктивных недоработок, приводящих к снижению их эффективности даже при отработке песков, имеющих довольно крупное золото средним размером 1-2 мм.

Как пример приведём результат оценки эффективности работы нескольких приборов ГИТ-52, работающих на россыпных месторождениях Якутии. Анализ показал, что при подаче песков половину времени шлюзы работают в режиме перегрузки, а вторую половину — в режиме недогрузки, при неравномерном распределении материала по трём шлюзам на одних мы наблюдали перегрузку, а на других, наоборот, практически отсутствие песков. Несмотря на практически полное отсутствие мелкого золота в данных песках (-1,0 мм), потери с этих приборов превышали нормативные более чем в четыре раза!

Исследования, проводимые сотрудниками Института горного дела ДВО РАН в последние годы, направлены на разработку и создание приборов, позволяющих максимально эффективно отрабатывать природные и техногенные месторождения шлюзовыми приборами.

Критерии, предъявляемые нами при проектировании промывочных приборов, следующие:

высокая производительность (100-120 м³/ч по пескам) при сохранении мобильности, что позволяет переставлять его менее чем за смену;

автоматическая система управления подачей песков и воды для снижения энергоёмкости промывки и снижения колебаний отношения твёрдой к жидкой фазе;

надёжность оборудования и защита от износа всех металлических поверхностей, подверженных износу быстросъёмными полиуретановыми футеровочными пластинами и ситами, позволяющая прибору гарантированно работать в течение всего промывочного сезона без простоев;

снижение колебаний загрузки прибора песками и равномерное распределение песков в питании каждого шлюза, что существенно снижает потери золота.

Руслан Серый, заведующий лабораторией ИГД ДВО РАН

Тел. 8 (914) 183 75 55