Vědecko-výzkumné projekty

Optimalizace gravitačních a flotačních metod při úpravě zlatonosných rud

SP2025/061

Zlato je díky svým jedinečným vlastnostem a hospodářskému významu úzce spjato s kritickými surovinami. Jako drahý kov je zlato nejen cennou komoditou, ale hraje také klíčovou roli v různých technologických aplikacích, což z něj činí kritickou surovinu v mnoha průmyslových odvětvích [1,2]. Rostoucí poptávka po zlatě, která je dána jeho využitím v elektronice, šperkařství a jako investičního prostředku, podtrhuje jeho význam v globální ekonomice [3]. Kromě toho úloha zlata při výrobě vysoce hodnotných slitin a jeho využití v pokročilých technologiích dále upevňují jeho status kritické suroviny [4]. Evropský předpis o kritických surovinách (CRMA) představuje významný regulační rámec, jehož cílem je zajistit bezpečný a udržitelný přístup k CRM, které jsou nezbytné pro různá průmyslová odvětví, včetně těch, která se zabývají těžbou a zpracováním zlatých rud. CRMA usiluje o zmírnění rizik v oblasti dodávek a podporu domácího potenciálu CRM, což je v souladu s širšími cíli udržitelnosti v rámci Zeleného průmyslového plánu EU a zákona o čistém nulovém průmyslu [5,6]. V těžebním odvětví hrají zásadní roli také geopolitické a ekonomické důsledky CRM. Nerovnoměrné geografické rozložení CRM může vést ke zranitelnosti dodávek, a proto je pro země zásadní rozvíjet domácí zdroje těchto materiálů, včetně těch, které se získávají z nízkohodnotných zlatých rud [7,8]. Cílem CRMA je zvýšit odolnost dodavatelských řetězců podporou místních těžebních iniciativ a snížením závislosti na dovozu, což je pro EU obzvláště relevantní, neboť se snaží zajistit svou technologickou a ekonomickou budoucnost [6,7]. Zlato je poměrně inertní kov, který se v přírodě vyskytuje volně nebo se slučuje s malým množstvím dalších kovů, nejčastěji se stříbrem, v minerálech se může nacházet atomární zlato, povrchové a koloidní zlato. Atomární zlato je obsaženo v krystalické mřížce sulfidických minerálů, přičemž jeho distribuce v těchto minerálech bývá nehomogenní. Nejčastěji se vyskytuje v minerálu arzenopyrit. Povrchové zlato lze detekovat na povrchu minerálů, a koloidní zlato je tvořeno částicemi o velikosti 5–500 nm, které zpravidla bývají součástí krystalické mřížky minerálů a často se vyskytují v pyritu a arzenopyritu [9]. Tento projekt navazuje na projekt SGS SP2024/106 „Možnosti úpravy polymetalické rudy s obsahem zlata“. Předmětem výzkumu bude zpracování zlatonosných rud s nízkým obsahem kovů různými úpravnickými procesy zahrnujícími gravitační a flotační metody rozdružování. Výzkum se bude věnovat získávání koncentrátů se zvýšeným obsahem sulfidických minerálů a zlata (jak volného, tak vázaného) metodami rozdružování v silném odstředivém poli, v tenké vrstvě vody a pěnovou flotací. Pro výzkum budou použity zlatonosné rudy z ložisek Zlaté Hory - Západ, Kašperské Hory a Jílové u Prahy. Z odstředivých separátorů bude testován koncentrátor Knelson KC MD3. V předchozím projektu SP2024/106 byl tento koncentrátor použit k aplikaci GRG testu (gravity-recoverable-gold test, též „Knelsonův test) na dvou typech zlatonosných rud z ložisek Zlaté Hory – Západ a Kašperské Hory. Účelem GRG-testu bylo ověření vhodnosti použití gravitačních metod při úpravě zlatonosných rud v závislosti na stupni zdrobnění. U obou vzorků bylo dosaženo relativně vysoké výtěžnosti GRG. U vzorku ze Zlatých Hor to bylo více než 66 % a u vzorku z Kašperských Hor více než 64 %. Tento navazující projekt se již bude věnovat optimalizaci samotného rozdružovacího procesu. Budou optimalizovány parametry jako jsou průtok fluidizační vody, rychlost otáček koncentračního kužele nebo vliv dávkování suspenze. Pro ověření možnosti použití hydrocyklonů k úpravě zlatonosných rud bude použito třídící a rozdružovací zařízení CYCLOSIZER. U tohoto zařízení bude důležité, aby byl rozdružovaný materiál přiváděn ve velmi úzkém zrnitostním rozmezí, jelikož v opačném případě by zařízení fungovalo jako třídič. Pro rozdružování v tenké vrstvě vody bude využit laboratorní splav Holman-Wilfley Model 800. Jedná se o vibrační laboratorní splav pro jemné a hrubé zpracování vzorku. V rámci projektu budou optimalizovány parametry jako množství přiváděného materiálu, sklon splavové desky, průtoku prací vody, délka kmitu a rychlost kmitu u jednotlivých vzorků zlatonosných rud. Flotační test budou realizovány na laboratorním pneumaticko-mechanickém flotátoru VRF-1 s objemem flotační cely 1 dm3, s mechanickou regulací otáček na principu změny polohy hnacího řemene na soustavě hnacích a hnaných kol o různých průměrech. Budou testovány různé flotační metody jako jsou kolektivní nebo selektivní flotace, při použití různých flotačních činidel. Budou zkoumány vlivy koncentrace flotačních činidel, rychlosti otáčení rotoru, míry provzdušňování a zahuštění a pH rmutu na průběh flotačního procesu. Seznam použité literatury: 1. PETROVA, V. Exploring the opportunities for sustainable management of critical raw materials in the circular economy. Eurasia Proceedings of Science, Technology, Engineering and Mathematics, 2023, vol. 26, pp. 664–671. DOI: 10.55549/epstem.1412475. 2. YANG, J., ZHU, H.L., MA, L.W., LI, Z. An evaluation of critical raw materials for China. Advanced Materials Research, 2013, vol. 773, pp. 954–960. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.773.954. 3. LI, H., XIAO, W., JIN, J., HAN, Y. Oxidation roasting of fine-grained carbonaceous gold ore: The effect of aeration rate. Minerals, 2021, vol. 11, no. 6, art. no. 558. DOI: 10.3390/min11060558. 4. RICHMOND, K.A., ZANIN, M., GASCOOKE, J., SKINNER, W., ADDAI-MENSAH, J. Refractory gold ores and part 1: Mineralogical and physico-chemical characteristics. Mineral Processing and Extractive Metallurgy, 2021, vol. 130, no. 4, pp. 240–252. DOI: 10.1080/25726641.2019.1626659. 5. HOOL, A., HELBIG, C., WIERINK, G. Challenges and opportunities of the European Critical Raw Materials Act. Mineral Economics, 2024, vol. 37, no. 4, pp. 661–668. DOI: 10.1007/s13563-023-00394-y. 6. TOMALA, J., URBANIEC, M. Towards sustainable development in the European Union: A critical raw materials perspective. Economics and Environment, 2024, vol. 88, no. 1, pp. 1–14. DOI: 10.34659/eis.2024.88.1.654. 7. POMMERET, A., RICCI, F., SCHUBERT, K. Critical raw materials for the energy transition. European Economic Review, 2022, vol. 141, art. no. 103991. DOI: 10.1016/j.euroecorev.2021.103991. 8. TKACZYK, A.H., BARTL, A., AMATO, A., LAPKOVSKIS, V., PETRANIKOVA, M. Sustainability evaluation of essential critical raw materials: Cobalt, niobium, tungsten and rare earth elements. Journal of Physics D: Applied Physics, 2018, vol. 51, no. 20, art. no. 203001. DOI: 10.1088/1361-6463/aaba99. 9. CHRYSSOULIS, S.L., McMULLEN, J. Mineralogical investigation of gold ores. In: ADAMS, M.D. and WILLS, B.A., eds. Developments in Mineral Processing: Advances in Gold Ore Processing. Amsterdam: Elsevier, 2005, vol. 15, pp. 21–71.

2025

2025

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Šigut Oldřich Ing.