Тэхнікі і метады апрацоўкі золата з руды
Апрацоўка золата з руды — гэта шэраг тэхнічных працэсаў аддзялення і ачысткі золата ад горных парод, якія змяшчаюць каштоўныя мінералы. Паколькі золата звычайна не сустракаецца ў прыродзе ў лёгкадаступным «чыстым» выглядзе, патрабуюцца дакладныя метады — ад падрыхтоўкі руды, фізічнага падзелу, вылугавання і канчатковага рафінавання. У гэтым артыкуле абмяркоўваюцца распаўсюджаныя метады і тэхнікі апрацоўкі золата з руды, а таксама іх прынцыпы працы, перавагі і недахопы, а таксама важныя аспекты бяспекі і навакольнага асяроддзя.
1. Характарыстыкі залатой руды і важнасць пачатковых выпрабаванняў
Перад выбарам метаду апрацоўкі найважнейшым крокам з'яўляецца разуменне характарыстык руды. Залатая руда можа быць:
– Аксідныя руды (звычайна лягчэй апрацоўваць).
– Сульфідныя руды (часта «вогнетрывалыя», таму што золата знаходзіцца ў сульфідных мінералах, такіх як пірыт/арсенапірыт).
– Вугляродная руда або здабыча золата пасля здабычы (прыродны вуглярод паглынае залаты комплекс, тым самым зніжаючы яго здабычу).
– Россыпныя/алювіяльныя (свабодныя залатыя зярняткі ў рачным пяску/жвіры).
У прамысловай практыцы для ацэнкі здабычы і вызначэння найбольш эфектыўнага тэхналагічнага маршруту праводзяцца металургічныя выпрабаванні, такія як аналіз на ўтрыманне золата (вогневая проба), мінералагічныя выпрабаванні (мікраскапія/рэнтгенаўская дыфракцыя) і лабараторныя выпрабаванні на вылугаванне.
2. Падрыхтоўка руды: драбненне і здрабненне
Пачатковы этап апрацоўкі заключаецца ў памяншэнні памеру руды, каб вызваліць залатыя мінералы ад прымешак горных парод.
1) Драбненне
Руда з шахты звычайна мае вялікі памер, а затым здрабняецца з дапамогай шчэкавай або конуснай драбільнай машыны да памеру ў сантыметры.
2) Шліфаванне/фрэзераванне
Пасля гэтага руду здрабняюць з дапамогай шаровага млына або млына паўаўтаматычнага газавага агрэгата (САГ) да больш дробнага памеру (напрыклад, 80% праходзіць 75–150 мікрон) у залежнасці ад патрабаванняў да вызвалення.
Мэта не толькі ў тым, каб ачысціць матэрыял, але і ў тым, каб дасягнуць аптымальнага памеру. Занадта грубы матэрыял абцяжарвае выдаленне золата, а занадта дробны павялічвае расход рэагента і ўскладняе падзел цвёрдых і вадкіх рэчываў.
3. Гравітацыйная канцэнтрацыя: выкарыстанне адрозненняў ва ўдзельнай вазе
Калі руда ўтрымлівае адносна буйное свабоднае золата, гравітацыйны метад вельмі эфектыўны, таму што золата мае высокую ўдзельную вагу.
Агульнае абсталяванне:
– Шлюзавая скрыня (звычайна сустракаецца ў невялікіх маштабах/плазерах).
– Спіральны канцэнтратар.
– Хрумсткі стол.
– Канцэнтратар Кнельсана або канцэнтратар Фалькон (цэнтрабежны канцэнтратар).
Перавагі гравітацыйнага метаду заключаюцца ў яго адноснай прастаце, нізкіх эксплуатацыйных выдатках і адсутнасці хімічнай залежнасці. Да недахопаў можна аднесці яго неэфектыўнасць для вельмі дробнага золата або золата, звязанага ў сульфідных мінералах.
4. Флатацыя: канцэнтрацыя залатаносных мінералаў
У сульфідных рудах золата часта асацыюецца з пірытам, халькапірытам або арсенапірытам. У гэтых выпадках флотацыя можа быць выкарыстана для атрымання высакаякасных сульфідных канцэнтратаў, што памяншае аб'ём матэрыялу, які патрабуе далейшай апрацоўкі.
Прынцып флотацыі:
– Мінеральныя часціцы гідрафобныя з дапамогай калектараў (напрыклад, ксантату).
– Паветра ўдзімаецца, каб гідрафобныя мінералы прыліпалі да бурбалак і ўсплывалі ў выглядзе пены (канцэнтрату).
– Іншыя мінералы застаюцца ў пульпе ў выглядзе хвастоў.
Прадукты флотацыі (канцэнтраты) звычайна падвяргаюцца далейшай апрацоўцы шляхам вылугавання або акіслення (асабліва гэта тычыцца ўстойлівых руд).
5. Вылугаванне: хімічнае растварэнне золата
Вылугаванне — гэта сэрца многіх сучасных залатых млыноў. Вызваленае золата раствараецца ў растваральны комплекс, а затым здабываецца.
а) Цыянізацыя
Найбольш шырока выкарыстоўваным прамысловым метадам з'яўляецца цыяніднае вылугаванне, бо яно эфектыўнае і селектыўнае для многіх руд. Золата ўтварае растваральныя комплексы ў растворах цыяніду ў шчолачных умовах pH і прысутнасці кіслароду.
Дзве распаўсюджаныя канфігурацыі:
– CIL (вуглярод у вылугаванні): актываваны вугаль змяшчаецца непасрэдна ў рэзервуар для вылугавання для паглынання растворанага золата.
– CIP (вуглярод-у-цэлюлозе): спачатку праводзіцца вылугаванне, а на наступным этапе — карбанізацыя.
Перавагі: высокая здабыча з прыдатных руд і праверана ў вялікіх маштабах.
Задача: патрабуе строгага кантролю параметраў працэсу і бяспечнага кіравання адходамі.
б) Кучнае вымыванне
Для нізкагатунковай і пранікальнай руды выкарыстоўваецца кучнае вылугаванне:
– Руду здрабняюць, часам агламеруюць, а затым складаюць на герметычнай падушцы.
– Вылугавальны раствор наліваюць (паліваюць) зверху.
– Цяжарны раствор збіраецца ніжэй і апрацоўваецца для здабывання золата.
Гэты метад мае меншыя капітальныя выдаткі, чым устаноўкі CIL/CIP, але звычайна ён больш павольны, і рэкуперацыя можа быць меншай.
c) Нецыянідныя альтэрнатывы (у залежнасці ад магчымасці)
Некаторыя альтэрнатывы, якія былі даследаваны/рэалізаваны, абмежаваныя:
– Вылугаванне тыясульфатам (патэнцыйна магчымая здабыча руды з выкарыстаннем прэгр-абразіўных сродкаў).
– Вылугаванне галагенідамі (хларыд/бромід пры пэўных умовах).
Аднак у цэлым яго прымяненне патрабуе больш складанага кантролю працэсаў і не такое распаўсюджанае, як цыянізацыя, для многіх шахтаў.
6. Апрацоўка вогнетрывалай руды: акісленне перад вылугаваннем
Вогнетрывалыя руды — гэта руды, у якіх золата «заблакавана» ў сульфідных мінералах або заблакавана пэўнай матрыцай, што робіць цыянід неэфектыўным без папярэдняй апрацоўкі. Метады папярэдняй апрацоўкі ўключаюць:
1) Абсмажванне
Сульфіды акісляюцца пры высокіх тэмпературах, што робіць золата больш адкрытым. Патрабуецца кантроль выкідаў (напрыклад, SO₂/As).
2) Акісленне пад ціскам (АКЦ)
Акісленне ў аўтаклаве пад ціскам кіслароду. Аднаўленне можа быць высокім, але капітальныя выдаткі высокія.
3) Біяакісленне (BIOX)
Выкарыстанне бактэрый для акіслення сульфідаў у кантраляваных умовах. Гэта "круцей", чым абпал, але патрабуе часу на апрацоўку і кіравання біярэактарам.
Пасля папярэдняга акіслення руду/канцэнтрат вылугаваюць (звычайна цыянідам) для растварэння золата.
7. Выманне золата з раствора: актываваны вугаль, смала і асадкі
Пасля таго, як золата растворыцца, наступным крокам будзе яго выманне з раствора.
– Адсорбцыя актываваным вуглём (CIP/CIL): вуглёрод адсарбуе комплекс золата. Затым вуглёрод элюіруецца (вылучаецца) з дапамогай спецыяльнага раствора для вызвалення золата.
– Смала ў цэлюлозе (RIP): іонаабменная смала замяняе вуглярод пры пэўных умовах, часам больш устойлівая да забруджвання.
– Асаджэнне цынкам (метад Мерыла-Кроў): багаты раствор асвятляецца і дэаксігенуецца, а затым золата асаджваецца з дапамогай цынкавага парашка. Гэты метад падыходзіць для адносна чыстых раствораў.
У выніку звычайна атрымліваецца шлам/канцэнтрат, які затым пераплаўляюць у дорэ (сплаў золата і срэбра) перад далейшай ачысткай.
8. Плаўка і рафінаванне
Атрыманы прадукт (напрыклад, элюяваны асадак або асадак Мерыла-Кроў) сушаць, а затым плавяць з выкарыстаннем флюсу для атрымання бруска Дорэ. Затым Дорэ ачышчаюць на нафтаперапрацоўчым заводзе шляхам:
– Працэсы электролізу (напрыклад, Wohlwill для атрымання золата высокай чысціні).
– працэс Мілера (з выкарыстаннем хлору для аддзялення некаторых прымешак).
У выніку афінажу атрымліваюць высакаякаснае золата (напрыклад, 99,99%) у адпаведнасці з гандлёвымі стандартамі.
9. Кіраванне хвастаадходамі, тэхналагічная вада і экалагічныя аспекты
Пры апрацоўцы золата заўсёды ўтвараюцца хвасты (рэшткі цвёрдых рэчываў) і тэхналагічная вада, з якімі неабходна бяспечна кіраваць. Распаўсюджаныя практыкі ўключаюць:
– Згушчэнне і захоўванне хвастоў у хвастасховішчы з геатэхнічным праектаваннем.
– Перапрацоўвайце тэхналагічную ваду, каб скараціць яе спажыванне.
– Дэтаксікацыя рэшткаў рэагентаў (напрыклад, аднаўленне рэшткаў цыяніду з дапамогай пэўных працэсаў акіслення, калі неабходна).
– Маніторынг якасці вады, стабільнасці дамбы хвостахвалішча і планаў закрыцця шахты.
Аспекты аховы працы і бяспекі (K3) таксама важныя: выкарыстанне рэагентаў, кантроль пылу, прадухіленне ўздзеяння небяспечных матэрыялаў і працэдуры ў надзвычайных сітуацыях павінны быць часткай аперацыйнай сістэмы.
10. Кесімпулан
Тэхналогіі і метады апрацоўкі золата з руды ў значнай ступені залежаць ад тыпу руды, памеру вызвалення і мінералагічных характарыстык. Звычайныя тэхналагічныя маршруты ўключаюць драбненне і памол, гравітацыйную канцэнтрацыю і/або флотацыю, вылугаванне (часта цыянізацыю ў CIL/CIP або кучнае вылугаванне), здабыванне золата з раствора, а затым плаўленне і рафінаванне. Для ўстойлівых руд для эфектыўнага здабывання золата патрабуюцца этапы папярэдняга акіслення, такія як абпал, ацэтама або біяакісленне. Перш за ўсё, поспех сучаснай апрацоўкі золата таксама вызначаецца ўкараненнем строгага кантролю працэсаў, адказным кіраваннем хвостахосамі і воднымі рэсурсамі, а таксама прыхільнасцю да бяспекі працы і аховы навакольнага асяроддзя.
Калі вы жадаеце, я магу адаптаваць гэты артыкул да прамысловага маштабу (з тэхналагічнымі схемамі і агульнымі параметрамі) або да малога/сярэдняга маштабу (з большай увагой да гравітацыйнай канцэнтрацыі і асноўных аперацыйных практык) у адпаведнасці з вашымі патрэбамі.
