Технология промывки (переработки) песков россыпных месторождений

В настоящее время существуют три способа организации промывочных работ.
При первом способе все пески доставляют на центральную обогатительную фабрику, где и производят их обогащение. Он характерен для предприятий, разрабатывающих крупные россыпные месторождения редкометалльных песков, янтаря.
Второй способ, предусматривающий использование переставных промывочных установок (так называемых промприборов), нашел самое широкое применение при разработке россыпей (в первую очередь многолетнемерзлых) золота, олова, характеризующихся небольшими размерами и запасами песков.
Третий способ представляет собой комбинацию двух первых. Предварительное обогащение (сокращение) песков производят на промывочных установках, а полученный концентрат отправляют на центральную обогатительную фабрику. Он используется при разработке алмазоносных россыпей, поскольку небольшая плотность алмазов не дает возможности извлекать их средствами простейшего гравитационного обогащения.
Таким образом, выбор способа организации промывочных работ определяется видом полезного ископаемого и размерами месторождения. В спорных случаях решение должно быть принято на основе технико-экономического расчета, при котором обязательным условием сравнения должно быть одинаковое количество получаемого в разных вариантах полезного ископаемого.
Сезонность при разработке россыпных месторождений (особенно многолетнемерзлых) благоприятствует применению переставных промывочных установок, но требует их высокой производительности, чтобы за короткое теплое время успеть переработать большие объемы песков.
Рекомендуется следующий порядок проектирования промывочных работ:
• выбор и обоснование способа организации промывочных работ с учетом объема и характеристики промываемых песков и полезного ископаемого;
• выбор типа промывочной установки с учетом заданной производительности, а в случае обогащения на обогатительной фабрике — выбор технологической схемы на основании результатов исследования обогатимости песков. При применении переставных установок определяется необходимость в дополнительных устройствах и аппаратах для извлечения мелких частиц полезного ископаемого;
• выбор места расположения обогатительной фабрики (промывочной установки). Расчет водоснабжения промывочных работ и отвалообразования. При обогащении на фабрике — выбор и расчет транспортной схемы от забоя до фабрики.
В общем виде методика выбора способа организации промывочных работ может выглядеть следующим образом.
Промывка на отдельных промывочных установках. Суммарная производительность одновременно действующих промывочных установок должна быть равна производительности фабрики. Поскольку все промывочные установки работают в одинаковых условиях, расчет можно вести только для одной из них с определением следующих затрат (руб.):
• на выемку и транспортировку 1 м3 песков к бункеру промывочной установки калькуляцией или по стоимости машиночаса работы бульдозера (Ср.т);
• на приборные горноподготовительные работы — подваловку, планировку площадки, проведение водозаводной канавы, устройство насосной станции, организацию оборотного водоснабжения (Cгп. р);
• на монтаж-демонтаж промывочной установки — по нормативам для данного типа промывочных установок) (Смд);
• на промывку 1 м3 песков (Cпр);
• на разваловку хвостов промывки (Ср.х).
Затем находят суммарные эксплуатационные расходы, руб

где Vп — объем песков, промываемыхй на данной промывочной установке, м3.
Затраты, руб, на промывку 1 м3

Годовые эксплуатационные расходы, руб, определяют исходя из годового объема промывки Vгод:

Капитальные затраты, руб, на приобретение бульдозеров (Сб) и промывочных установок (Сп.у):

где nб — число работающих бульдозеров; nп.у — число одновременно работающих промывочных установок.
Промывка на обогатительной фабрике. При этом возможны различные способы транспортирования песков на обогатительную фабрику: автомобильный, гидротранспорт, конвейерный. Выбирается наиболее эффективный, который и учитывается в расчете.
К учету принимаются следующие эксплуатационные расходы (руб.):
• на выемку и окучивание 1 м3 песков бульдозерами (с построением соответствующей технологической схемы для определения среднего расстояния транспортирования и производительности бульдозеров) (Cро);
• на погрузку 1 м3 песков экскаватором (погрузчиком) из штабеля в автосамосвалы (Сп,э);
• на перевозку 1 м3 песков в автосамосвалах (рассчитываются в соответствии с нормативной часовой производительностью автосамосвалов данного типа Ра.ч при фактическом расстоянии транспортирования) (Сат);
• на переработку 1 м3 песков на фабрике (Сф);
• на отвалообразование и оборотное водоснабжение — намыв отвала, строительство дамб, прокладку трубопровода, бульдозерные работы на отвале, устройство водоотстойника и т. д. — рассчитываемые на весь срок службы фабрики 7ф и отнесенные к одному году ее эксплуатации (Сов).
Затем определяют капитальные затраты на строительство фабрики, а также подъездных дорог (в соответствии с проектом или по аналогии). Иногда вместо фабрики устанавливают стационарно две-три мощные промывочные установки. В этом случае принцип расчета остается тем же. Необходимо также учесть капитальные затраты на возведение дополнительных построек и устройство бункера для разгрузки автомашин, площадки для выкладки резервного отвала и др.
Суммарные капитальные вложения, руб.,

где Сстр.ф — стоимость строительства фабрики, руб.; nбСб — затраты на приобретение бульдозеров числом nб, руб.; Cэ — затраты на приобретение экскаватора (погрузчика), руб.; nасCac — затраты на приобретение автосамосвалов числом nас, руб.
Сравнение вариантов. Необходимо учесть, что сравниваемые варианты могут отличаться по коэффициенту извлечения металла из песков. По установленной для предприятия цене металла следует установить стоимость дополнительно теряемого полезного ископаемого и прибавить ее к эксплуатационным затратам варианта с меньшим коэффициентом извлечения.
Результаты неоднократно проводившихся для конкретных условий расчетов позволяют сделать вывод, что при разработке отдельных небольших месторождений выгоднее применять переставные промывочные установки. В любом случае строительство временной обогатительной фабрики может быть оправдано только при продолжительности ее эксплуатации не менее трех лет и объеме промываемых песков 2—3 млн м3. Суточная производительность такой фабрики должна составлять не менее 6—8 тыс. м3. Целесообразность строительства централизованной фабрики может быть резко повышена в случае, когда промывочные установки не в состоянии обеспечить необходимую степень извлечения полезного ископаемого из песков.
Под организацией промывки принято понимать комплекс работ, включающий:
• общую организацию подготовки песков, обеспечивающую заданную их подготовленность для промывки к установленным контрольным срокам;
• выбор способа организации промывочных работ;
• определение типа промывочных установок или технологии обогащения на обогатительной фабрике;
• разбивку месторождения на приборные поля;
• размещение на них промывочных установок или загрузочных бункеров;
• размещение отвалов хвостов промывки;
• устройство оборотного водоснабжения и организация осветления сточных вод;
• выбор технологии и организацию работы добычных машин и транспортирования песков к промывочной установке (к загрузочному бункеру).
Непосредственно под промывкой принято понимать извлечение полезного ископаемого из песков гравитационными методами. В основе обогащения песков тяжелых полезных ископаемых (платины, золота) лежит их промывка на шлюзах.
Промывка является заключительным этапом всего комплекса работ при разработке россыпных месторождений — из добытых песков извлекают полезное ископаемое (значительно реже весь комплекс полезных компонентов, содержащихся в россыпи).
В настоящее время на предприятиях, разрабатывающих россыпные месторождения, применяются следующие варианты организации промывочных работ:
• промывка на переставных промывочных установках. Для нее характерны небольшие объемы промываемых песков (главным образом золотоносных) и окончательная доводка концентрата до чернового металла на специальных шлихообогатительных установках;
• промывка песков на полустационарных установках, которая целесообразна, когда продолжительность работы на одном месте превышает 2-3 года и промывается значительный объем песков. Практически в качестве таких установок могут быть использованы промывочные установки большой производительности, которые просто нецелесообразно часто переставлять с места на место. В качестве полустационарных могут быть использованы и обычные промывочные установки средней производительности, если их устанавливать по 2—3 в одном месте.
На рис. 11.4 изображены схемы промывки небольших (а) и больших (б) объемов песков, содержащих металл любой крупности. Для промывки обводненных песков, содержащих полезное ископаемое любой крупности (табл. 11.1), рекомендуется схема, изображенная на рис. 11.5.

Выбор места расположения промывочной установки зависит прежде всего от конфигурации и размеров приборного поля. Понятие «приборное поле» означает участок месторождения, пески которого будут промываться на одной стоянке промывочной установки. Иногда вместо «приборного поля» употребляют термин «полигон» Однако последний термин имеет более широкое значение. Размеры приборного поля зависят от ряда факторов, прежде всего от размеров самого месторождения. Возможно, что небольшое месторождение станет одним приборным полем, но допустим и другой вариант. Большое россыпное месторождение разделяют на несколько приборных полей. Размеры поля могут также зависеть от мощности пласта песков, производительности промывочной установки и добычного механизма. Этот вопрос по-разному решается для разработки талых и мерзлых россыпей. Поскольку основной машиной на разработке песков является бульдозер, то во многих случаях решающее значение при выборе размеров поля приобретает стремление к минимальной длине бульдозерного транспортирования песков к загрузочному бункеру промывочной установки. При разработке мерзлых россыпей, как уже указывалось, размеры поля должны обеспечить нормативную загрузку и промывочной установки, и обслуживающих ее бульдозеров.
В результате практических и научных исследований выработаны рекомендации по размерам приборного поля для промывочных установок различного типа. Выбор места расположения промывочной установки зависит, кроме того, от конфигурации приборного поля (полигона) и ряда других факторов, которые необходимо принимать в расчет при решении этого вопроса:
• промывочная установка должна быть размещена на таком уровне, чтобы можно было разместить все отвальные хвосты, по возможности без их дополнительной разваловки;
• целесообразно всегда использовать рельеф поверхности, с тем чтобы хвосты промывки были размещены в естественных понижениях рельефа или в старых выработках;
• должно быть обеспечено максимальное удобство для организации оборотного водоснабжения и размещения отстойников;
• расстояние транспортирования песков к загрузочному бункеру должно быть по возможности минимальным.
Последнее требование соблюдается, когда загрузочный бункер расположен в центре разрабатываемого поля или же на линии, разделяющей его на две равные по площади фигуры.
На рис. 11.6 показан характерный случай: промывочная установка размещена в отвале вскрышных пород (на бульдозерном отвале).

На рис. 11.7 две мощные промывочные установки объединены одним приемным бункером и едиными системами водоснабжения и отвалообразования. Они вместе образуют полустационарную установку для промывки песков значительного по размерам и запасам участка россыпного месторождения.
На рис. 11.8 изображен гидроэлеваторный промывочный прибор, предназначенный для выполнения некоторых технологических операций при бульдозерно-гидравлической разработке россыпных месторождений.