Методы обогащения коренных золотосодержащих руд

 

Изначально золото из коренных руд извлекали в виде «свободных» зерен гравитационными методами обогащения с получением «шлихового» продукта или так называемой «золотой головки». После плавки шлихового продукта, смешанного с флюсами получают черновое золото (сплав Доре), содержащее кроме золота примеси: серебро, медь и другие цветные металлы. Для получения чистого золота, содержащего 99,99%, сплав Доре подвергают очистке на аффинажных заводах, использующих метод электролиза.

Гравитационными методами эффективно извлекали крупновкрапленное, свободное золото. С истощением запасов богатых, крупновкрапленных золотосодержащих руд в переработку стали вовлекать тонковкрапленные руды, которые эффективно перерабатывали с использованием метода флотации. Однако основным процессом извлечения золота из коренных руд является метод сорбционного цианирования, с применением которого работает абсолютное большинство современных золотоизвлекательных заводов.

Для переработки упорных золотосодержащих руд, имеющих сложный минералогический состав, содержащих вредные примеси, применяют методы предварительной обработки перед традиционным цианированием, такие как обжиг, автоклавное окисление, биовыщелачивание..

Горнодобывающие компании заинтересованы в более полном извлечении металлов при наименьших затратах, как из богатых (балансовых), так и из бедных (забалансовых) руд. В связи с этим при разработке месторождения применяют как индустриальный способ извлечения благородных металлов из балансовых руд на золотоизвлекательных фабриках (заводах), так и способ кучного выщелачивания из бедных забалансовых руд.

Для применения оптимальной технологии извлечения, необходимо проведение исследовательских работ по изучению вещественного состава, обогатимости и технологичности руд, экологии. На основании результатов изучения характеристики исследуемой руды может быть выбрана та или иная технология переработки, позволяющая достигать более полное извлечение золота при наименьших затратах.

Основным способом промышленного извлечения золота из коренных руд, вот уже столетие, является цианидно-сорбционная технология, позволяющая экономически выгодно перерабатывать бедные (до 0,8 г/т) руды с ультратонким золотом (1-5 мкм). С применением данной технологии только в последнее десятилетие построены десятки крупных золотоизвлекательных заводов, перерабатывающих миллионы тонн руды в год и выпускающие ежегодно по десять и более тонн золота каждое.

 

Практика действующих зарубежных и отечественных золотоизвлекательных фабрик

Золотоизвлекательный завод Форт Нокс (США)

Запасы руды составляют 146 млн. тонн со средним содержанием золота в рудах 0,86 г/т или примерно 130 т золота. Рудное тело представлено гранитами. Золото тонкое, в кварце имеет вкрапленность менее 100 мкм и концентрируется вдоль краев пегматитовых жил. Руда малосульфидная, легкообогатимая.

Предприятие рассчитано на 12 лет работы с производительностью 11,9 млн. т руды в год и получением ежегодно по 10,9 т золота.

Разработка месторождения осуществляется открытым способом. Добытую руду дробят в конусной дробилке Nordberg с диаметром конуса 1,52 м, до крупности - 203 мм, установленной на борту карьера и работающей с производительностью 3630 т/ч. Дробленую руду конвейером длиной 830 м и шириной 1,37 м транспортируют на фабрику в открытый напольный склад общим объемом 181 тыс. тонн.

Из напольного склада руду подают в мельницу полусамоизмельчения типа Каскад (SAG) размером DхL=10,4х4,6 м фирмы Svedala, работающей с добавкой шаров диаметром 127 мм в количестве до 15% объема барабана. Производительность мельницы по руде - 1360 т/ч (32650 т/сут), крупность помола - 25,4 мм..

Разгрузка мельницы Каскад самотеком поступает на двухситный вибрационный грохот. Надрешетный продукт грохота системой конвейеров возвращается обратно в мельницу Каскад. Подрешетный продукт грохота, объединенный с разгрузкой шаровых мельниц, насосом подают для классификации в батарею гидроциклонов.

Пески гидроциклонов распределяют на две шаровые мельницы фирмы Svedala размером DхL=6,1х9,15 м. Размер шаров 76 мм. Слив гидроциклонов крупностью 75% класса - 0,15 мм при плотности 30% твердого через щепоулавливающий грохот направляют в радиальный сгуститель фирмы Eimco диаметром 33,5 м.

Часть песков гидроциклонов (20%) направляют в цикл гравитации для выделения «свободного» золота: первоначально на конус Ричерта, затем нижний продукт - на винтовые сепараторы Ричерта, концентрат которых поступает на концентрацию на столах Дейстер. Полученную «золотую головку» направляют на плавку с получением сплава Доре, а промпродукты гравитации возвращают в цикл измельчения.

Для поддержания требуемой щелочности среды в цикл измельчения подают известь, которую смешивают с исходной рудой.

Измельченный продукт плотностью 55% твердого подвергают контрольной классификации на виброгрохоте, надрешетный продукт которого возвращают обратно в цикл измельчения. Подрешетный продукт контрольного грохота смешивают с раствором цианида и подают в цепочку из семи реакторов размерами DхL=17,1х15,25 м для цианирования в течение 14 часов. Затем в пульпу загружают активированный уголь, и цикл сорбции продолжается в течение 10 часов в цепочке.

На головном чане установлен грохот с ситом 0,8 мм для отделения из пульпы насыщенного угля. Насыщенный уголь загружают в бункер и направляют в цикл десорбции и регенерации.

Насыщенный уголь поступает в цикл десорбции, где золото переходит в насыщенный раствор, который подвергают электролизу. Катоды, нагруженные золотом после промывки и «отжима» подвергают плавке с получением сплава Доре и шлака, который возвращают в цикл измельчения.

Из хвостового чана пульпу направляют в цикл обезвреживания, в котором используют процесс «Inco» с продувкой сернистого газа (SO2) через пульпу. Для окончательного обезвреживания в две обезвреживающих емкости загружают бисульфит аммония. В качестве катализатора в емкости добавляют сульфат меди. После обезвреживания хвостовую пульпу после сгущения до 55% твердого сбрасывают в хвостохранилище.

Реальное извлечение золота на заводе Форт Нокс составляет 89%. Несмотря на невысокое содержание золота, руда легкообогатимая, требует мало извести и цианида, относительно грубый помол приводит к снижению затрат.

 

1.3.2 Золотоизвлекательный завод Муссельвайт (Канада)

Месторождение с запасами руды 9,7 млн. т содержит в среднем 5,62 г/т золота.

Руды коренные, первичные, силикатные, доминируют вулканические породы - грано-гарнит-амфиболы, которые отличаются очень высокой плотностью - до 3,3 т/м3. Золото самородное, ассоциировано в кварце. На месторождении различают четыре рудных тела, одно из которых сосредотачивает 80% запасов.

Проектная производительность рудника 3300 тонн руды в сутки или 1,2 млн. тонн в год с выпуском 6,2 т золота ежегодно.

Переработка руды осуществляется по гравитационно-сорбционной технологии. Исходная руда подвергается дроблению в две стадии - в щековой и конусной дробилках до крупности 80% класса - 25 мм. Измельчение дробленой руды осуществляется в две стадии в стержневой и шаровой мельницах до крупности 80% класса - 0,09 мм. Шаровая мельница работает в замкнутом цикле с гидроциклонами, часть песков которых направляют в цикл гравитации.

Гравитационное обогащение осуществляют в концентраторе Knelson диаметром 750 мм, перед которым установлено неподвижное шпальтовое сито. Надрешетный продукт сита и хвосты концентратора Knelson возвращают в цикл измельчения. Гравитационный концентрат разгружают один раз в сутки и перечищают на концентрационном столе с получением «золотой головки», направляемой на плавку.

Слив гидроциклонов после сгущения до 50% твердого направляют в цикл цианирования в течение 32 часов в четыре реактора. Растворенное золото сорбируют активированным углем в шести реакторах. Насыщенный уголь подвергают десорбции с получением золотосодержащего раствора - элюата.

Десорбированный уголь активируют в вертикальной печи, работающей на пропане. Золотосодержащие растворы пропускают через электролитические ванны с катодами из нержавстальной «ваты», на которую осаждается золото. Катоды с золотосодержащим осадком промывают, отжимают, фильтруют и после добавления «золотой головки» и флюсов сплавляют с получением слитков лигатурного золота Доре. Извлечение золота от руды составляет 90%.

Обезвреживание хвостов переработки осуществляют методом продувки газообразным сернистым газом. Хвосты направляют в хвостохранилище, осветленная вода которого используется для водооборота. Излишки воды перетекают в пруд-отстойник..

 

ЗИФ «Sixteen to the mine» (Калифорния, США)

Месторождение разведано в 1896 г. Руды кварцевые, серпентиновые, высококачественные, золото самородное, в кварце.

Технология извлечения золота с использованием гравитации работала на фабрике вплоть до 1996 г. Существовавшие потери свободного золота в хвостах предопределили необходимость испытаний новых, современных аппаратов с целью увеличения извлечения золота и повышения производительности фабрики.

Исходную руду подземной добычи подвергают дроблению в щековой дробилке крупного дробления и короткоконусной до крупности - 12 мм, затем измельчают в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле с отсадочной машиной и классификатором. Слив классификатора подают в винтовой сепаратор, хвосты которого направляют в отвал, а концентрат отправляют на доводку на концентрационном столе. Концентрат стола направляют на плавку, промпродукт возвращают обратно на винтовые сепараторы.

В 1996 г. на фабрике провели испытания переносного концентратора Нельсон диаметром 12 дюймов вместо чаши Кнудцена. Первоначально на концентратор Нельсон подавали концентрат отсадки и это увеличило извлечение в цикле гравитации. На концентратор Нельсона подавали всего 25% от питания чаш Кнудцена, но даже это привело к увеличению извлечения.

В 1997 г. на месте отсадочной машины постоянно установили промышленный концентратор Нельсон KC-CD 20, оснащенный сверху неподвижным грохотом со шпальтовым ситом с шириной щели 0,83 мм. Разгрузка шаровой мельницы самотеком поступала на шпальтовый грохот Нельсона, надрешетный продукт грохота посредством насоса возвращали обратно в мельницу.

Производительность концентратора Нельсон KC-CD 20 составляла 13,6 т/ч по твердому. Концентрат Нельсона поступал на плавку, а хвосты - на концентрационные столы Deister. Подача «ожижающей» воды в концентратор Нельсон составляет от 13,5 до 7,5 м3/ч. Степень концентрации 9,2-5,5 раз.

В результате установки концентратора Нельсон переработка руды на фабрике возросла на 280%, снизился расход электроэнергии, уменьшилась масса концентрата, повысилась его сохранность, извлечение свободного золота возросло с 70 до 96%.