Форма нахождения золота и серебра в рудах

Лекция 4. Форма нахождения золота и серебра в рудах. Подготовка руд к переработке.

Вследствие своей химической инертности золото находится в рудах почти исключительно в виде самородного металла. Химический состав частиц самородного золота переменный с вариациями в довольно широких пределах, но обычно с преобладанием золота. Типичные примеси в самородном зо­лоте — серебро, медь, железо; в малых количествах при­сутствуют мышьяк, висмут, теллур, селен и другие элемен­ты. Содержание золота в зернах самородного металла со­ставляет 75—90 % (чаще всего около 85 %), серебра — 1 — 10 % (иногда до 20 % и даже 40 %), железа и меди — до 1 %. В медных рудах иногда встречается медистое золото, в медно-никелевых рудах — палладистое, платинистое, родистое золото. Состав

некоторых самородных минералов золота приведен в табл. ….

Из минералов, являющихся химическими соединениями, известны теллуриды золота (калаверит AuТе₂, сильванит AuAgТе₄, креннерит AuAgTе₂, петцит Ag₃АuТе₂ и др.), а также ауростибит АuSb₂.

Из всех известных минеральных форм золота   (свыше20)   основное промышленно значение    имеет    самородное золото. Остальные минералы встречаются редко.

В рудах самородное золото находится в виде разнооб­разных, обычно неправильных по форме выделений: крюч­коватых, проволочных, прожилковых, губчатых, чешуйча­тых, дендритных, зернообразных и т. д.

Крупность частиц самородного золота изменяется в широком диапазоне — от мельчайших частиц невидимых даже под микроскопом, до гигантских самородков массой 10—100 кг. Последние одна­ко встречаются исключительно редко. Подавляющая масса золота присутствует в рудах в виде мелких частиц, обыч­но мельче 0,5—1,0 мм.

Крупность золота — одно из его важнейших технологи­ческих свойств. По крупности частиц золото можно разделить на следующие технологические виды:

Рекомендуемые материалы

а) крупное золото — частицы крупнее 0,1 мм (> 100 мкм), сравнительно легко освобождающиеся при измельчении от связи с рудными материалами (свободное золо­то) и извлекаемые методами гравитационного обогащения (очень крупные: 1-5 мм; самородки - крупнее 5 мм);

 б) мелкое золото -размер вкраплений от 0,1 до 0,001 мм (от 100 до 1 мкм) - при измельчении частично освобождается, частично остается в срост­ках с минералами; свободное мелкое золото хорошо флотирует и быстро растворяется при цианировании, но трудно извлекается гравитационной концентрацией; мелкое золото в сростках хоро­шо извлекается цианированием, а при флотации извлекается вместе с вмещающими минералами;

 в) тонкодисперсное золото — раз­мер частиц меньше 0,001 мм (< 1 мкм);

 г) субмикроскопическое золото — размер частиц меньше 0,1 мкм.

 Последнии обычно характерно для суль­фидных руд.

Крупное золото при измельчении руды освобождается от связи с  минералами, образующиеся свободные золотины легко улавливаются при гравитационном обогащении, но плохо флотируются и медленно растворяются при цианиро­вании. Мелкое золото в измельченной руде частично нахо­дится в свободном состоянии, а частично — в сростках с другими минералами. Мелкое свободное золото хорошо флотируется, быстро растворяется при цианировании, но с трудом извлекается гравитационными методами обогащения. Мелкое золото в сростках также успешно пе­реходит в раствор при цианировании, но почти не извле­кается при гравитационном обогащении. Флотационная ак­тивность такого золота определяется флотационной актив­ностью связанного с ними минерала. Тонкодисперсное золото, ассоциированное в большинстве случаев с сульфи­дами, при измельчении руды вскрывается лишь незначи­тельно, основная его масса остается в минералах-носите­лях, чаще всего в пирите и арсенопирите. При цианирова­нии такое золото не растворяется, в процессах гравитаци­онного и флотационного обогащения извлекается вместе с минералами-носителями.

Руды, содержащие тонкодисперсное золото, относятся к категории упорных и перерабаты­ваются специальными методами.

Довольно часто частицы золота покрыты пленками из оксидов железа или марганца, аргентита  (Ag₂S), ковеллина (CuS), галенита (РbS) и некоторых других минералов. Пленки на золотинах могут образоваться также в результате наклепа минеральных частиц в процессе измельчения руды. Поведение такого золота в технологических операциях    зависит от характера пленок. Сплошные и плотные пленки препятствуют растворению при цианировании. Ес­ли покрытия пористы или занимают только часть поверх­ности, то цианирование возможно, но протекает с меньшей скоростью. При гравитационном обогащении крупное,  по­крытое   пленками   золото,   подает   в   концентрат,   однако, дальнейшее извлечение его из концентрата требует приме­нения специальных методов. При флотационном обогаще­нии золотины с покровными образованиями, как правило, флотируются  хуже, чем  с чистой  поверхностью.  Наличие пленок на золотине необходимо учитывать при выборе тех­нологической схемы переработки руды.

Технологические типы золотосодержащих руд и основные спо­собы их переработки

Минералы серебра

Как и золото, серебро встречается в природе в самород­ном состоянии. Однако значительно чаще оно находится в рудах в форме минералов, представляющих собой химиче­ские соединения, что обусловлено большей химической ак­тивностью этого металла по сравнению с золотом.

Известно свыше 60 минералов серебра, которые  мож­но разделить на следующие основные группы:

1)самородное серебро и природные сплавы серебра с золотом (кюстелит, злектрум);

2)сульфиды,    например,    аргентит   Аg₂S, шромейерит AgCuS;

3)   сульфосоли, например, пираргирит Аg₃SbS₃, прустит Аg₃АsS₃, стефанит Аg₅SbS₄ и др.;

4)   антимониды    и     арсениды,    например,    дискразит Аg₃Sb;

5)   теллуриды и селиниды: гессит  Аg₂Те, науманнит Аg₂Sе, петцит Аg₃АuТе₂ и др.;

6)   галоиды и сульфаты: кераргирит  АgС1, аргентоярозит АgFе₃(ОН)₆(SО₄)₂ и др.

Наиболее  важными  минералами   серебра,   имеющими промышленное значение, являются самородное серебро и его природные сплавы с золотом, аргентит, прустит, кераргирит. Кроме того, серебро часто присутствует в сульфидных рудах цветных металлов как примесь в галените PbS и других минерлах. 

Общие принципы извлечения золота и серебра из рудного сырья

Технологические схемы переработки золотых руд отлича­ются большим разнообразием. Выбор той или иной схемы зависит от многих факторов, из которых главными являют­ся характер золота в руде, прежде всего его крупность; вещественный состав руды; характер минералов, с которы­ми ассоциировано золото (обычно кварц или сульфиды); присутствие в руде других ценных компонентов; присутст­вие компонентов, осложняющих технологию обработки.

В технологический процесс извлечения золота из руд­ного сырья входят подготовительные (дробление, измель­чение), обогатительные (гравитационное обогащение, фло­тация и т. д.) и металлургические (амальгамация, циани­рование, плавка, обжиг и т. д.) операции. Выбранная технологическая схема должна обеспечивать высокое из­влечение золота, комплексное использование сырья (т. е. попутное извлечение из руды других ценных компонентов), минимальные удельные затраты материальных, энергети­ческих и трудовых ресурсов, минимальное загрязнение окружающей среды отходами производства.

Конечной продукцией золотоизвлекательных предприя­тий является черновое золото или богатые золотосодержа­щие осадки. Дальнейшая переработка этих продуктов осу­ществляется на специализированных аффинажных заводах с получением золота и серебра высокой чистоты.

Специфической особенностью золотых руд является крайнее низкое  содержание в них основного ценного ком­понента. Степень концентрирования золота в процессе обработки руд и получения чистого металла характеризу­ется величиной порядка 10⁵—10⁶. Поэтому если начальные стадии технологического процесса весьма громоздки и свя­заны с переработкой больших объемов рудного сырья, то на заключительных операциях имеют дело с несоизмеримо меньшими количествами перерабатываемых материалов.

Основным сырьевым источником серебра являются руды цветных металлов (медные, медно-никелевые, свинцово-цинковые и др.), в которых сереб­ро (и некоторое количество золота) присутствует в виде примеси и извлекается попутно с цветными металлами. Поэтому в настоящем курсе  металлургия серебра будет рассмотрена в основном технологией аффинажного производства. Вопросы же извлечения се­ребра из рудного сырья рассматриваются лишь в той сте­пени, в которой они связаны с переработкой золотых руд, содержащих серебро как примесь.

Подготовительные операции обеспечивают вскрытие и частичное разделение минералов, сокращение объемов минерального сырья, поступающего на переработку. Подготовительные операции включают приёмы обогащения различными методами: дробление, грохочение, измельчение, классификация в процессе которых происходит раскрытие частиц золота, взаимосвязанного с рудными и породными минералами. Между стадиями измельчения применяют гравитационное и флотационное выделение золота.   

Дробление и измельчение

Задача этих операций — полное или частичное раскрытие зерен золотосодержащих минералов, в основном, частиц самородного золота, и приведение руды в состояние, обеспечивающее успешное протекание последующих обогатительных и гидрометаллургических процессов.

Операции дробления и особенно тонкого измельчения энергоемки, и расходы на них составляют значительную долю общих затрат на пере­работку руды (от 40 до 60 %). Поэтому нужно иметь в виду, что из­мельчение всегда нужно заканчивать на той стадии, когда благо­родные металлы окажутся достаточно вскрытыми для окончательного их извлечения или для промежуточной их концентрации.

Поскольку основной прием извлечения золота и серебра для большинства  руд — гидрометаллургические  операции,  то  необходимая  степень измельчения должна обеспечить возможность контакта растворов с раскрытыми  зернами золотых  и серебряных  минералов.    Достаточность вскрытия этих минералов для данной руды обычно определяется. предварительными  лабораторными  технологическими   испытаниями   по извлечению благородных металлов. Для этого пробы руды подвергают технологической обработке после различной степени измельчения с одновременным определением  извлечения золота и сопутствующего ему серебра. Чем тоньше вкрапленность золота, тем глубже должно  быть измельчение.  Для  руд с  крупным золотом обычно бывает достаточно грубого измельчения (90% класса - 0,4 мм). Но посколь­ку в большинстве руд наряду с крупным золотом присутствует и мел­кое, то чаще всего руды измельчают более тонко (до - 0,074 мм). В отдельных случаях руду приходится подвергать еще более тонкому измельчению (до 0,044 мм).

Экономически целесообразную степень измельчения устанавлива­ют с  учетом ряда факторов:

1)   степени извлечения металла из руды;

2)   возрастанию расхода  реагентов при  более интенсивном измель­чении;

"Понятие об уникальных и особо ценных документах" - тут тоже много полезного для Вас.

3)   затратам  на  дополнительное  измельчение  при  доведении  руды до заданной   крупности;

4)   ухудшению  сгущаемости  и   фильтруемости    тонкоизмельченных руд и связанных с этим дополнительных расходов на операции сгуще­ния и фильтрования.

Как правило, руду вначале подвергают крупному и среднему дроблению в щековых и ко­нусных дробилках с поверочным грохочением. Иногда применяют тре­тью стадию мелкого дробления, осуществляемую в короткоконусных дробилках. После двухстадийного дробления обычно получают мате­риал крупностью — 20 мм, после трехстадийного крупность материала иногда снижается до 6 мм.

Дробленый материал поступает на мокрое измельчение, которое чаще  всего осуществляют в шаровых и стержневых мельницах. Руды обычно имельчают в несколько стадий. Наибольшее распространение получило двухстадийное измельчение, причем, для первой стадии пред­почитают использовать  мельницы мокрого самоизмельчения, которые дают более рав­номерный по крупности продукт с меньшим его переизмельчением, а на второй стадии шаровые мельницы.

В схемах обработки золотых руд значительное место занимают операции классификации измельченного материала по крупности. В по­следнее время на большинстве золотоизвлекательных фабрик в качестве классифицирующего аппарата на всех стадиях обработки, в том числе и в замкнутом цикле первичного измельчения, вместо спиральных, ре­ечных и чашевых классификаторов широкое распространение получили гидроциклоны разных конструкций. Грубую классификацию продуктов мельниц в ряде случаев осуществляют грохочением в барабанных грохотах, смонтированных на разгрузочных концах мельниц.

Золотые руды перед гидрометаллургической обработкой или обо­г ащением флотацией обесшламливают, если шламы обеднены золотом и отрицательно влияют на технологические операции. Для обесшламливания используют гидроциклоны или сгустители. Такими приемами иногда удаляется в отвал до 30—40 % резко обедненного материала, что не только улучшает технологические показатели, но и сокращает объем аппаратуры для проведения последующих операций.