В долинах золотого песка

Схема поршневой отсадочной машины.

Расслаивание песков по удельному весу, форме и крупности зерен при смыве их водой по наклонной поверхности легло в основу процесса обогащения на так называемых концентрационных столах. Расскажем вкратце, что представляет собой этот метод обогащения.

Концентрационному столу придается возвратно-поступательное движение, скорость которого от начала хода вперед постепенно нарастает, а затем, достигнув наибольшей величины, резко убывает до нуля, после чего стол движется в обратном направлении. Скорость движения при этом резко нарастает, а затем медленно падает до нуля.

Зернам, находящимся на поверхности стола (на его деке), сообщается прерывистое движение вперед. Зерна одинаковой крупности, но различного удельного веса в конце хода вперед и в начале обратного хода будут иметь различную скорость: тяжелые зерна будут двигаться с большей скоростью, чем легкие, и поэтому за одно и то же время пройдут большее расстояние.

Большое влияние на расслаивание золотоносного песка оказывает нарифление деки стола. Рифли располагаются на поверхности стола параллельно направлению его продольного качания. Высота рифлей увеличивается от верхнего загрузочного края к нижнему. Расстояние между рифлями зависит от крупности обрабатываемого материала и средней скорости потока. Наилучшее расстояние между рифлями такое, которое примерно равно расстоянию естественного волнообразования в водном потоке, движущемся по наклонной плоскости.

Процесс извлечения золота из песков, независимо от способа их добычи, слагается из следующих основных операций: разрыхления, грохочения, получения концентратов, доводки концентратов и удаления хвостов обогащения.

Пески, представляющие собой массу с большим количеством комьев, сцементированных пластичной глиной, до поступления на шлюз должны быть предварительно разрыхлены до такой степени, чтобы все, даже самые мелкие зерна золота полностью освободились от обволакивающих их глинистых частиц пустой породы. Это достигается превращением сухих песков в пульпу, т. е. в смесь минеральных зерен и воды.

Одна из важных предварительных операций обогатительного комплекса — грохочение песков. Оно нужно для того, чтобы выделить из общей массы песков крупную фракцию, не содержащую золота, и удалить ее в хвосты.

Разрыхление и грохочение — это лишь подготовительные процессы, предшествующие основной операции обогащения — получению концентратов.

Концентрат содержит зерна не только золота, но и сопутствующих ему тяжелых минералов — магнетита, ильменита и др. Эти так называемые черные шлихи удаляют вторичной обработкой концентрата и окончательной доводкой, в результате которой получают шлиховое чистое золото.

Барабанный грохот: I, II, III — классы крупности.

В течение долгого времени для окончательного извлечения золота широко применялась амальгамация — улавливание золота ртутью. Особо важное значение имел этот способ для извлечения золота из руд. Это самый старый способ и в то же время наиболее простой.

Прежде считалось, что амальгамация заключается в способности золота растворяться в ртути с образованием амальгамы. Однако это ошибочное представление не помешало широкому применению амальгамации в древности. Установлено, что при обыкновенной температуре в ртути растворяется всего 0,2 % золота. Из чего же состоят золотые амальгамы?

Они состоят из избыточного количества жидкой ртути (растворено золота не больше 0,2 %) и из твердых химических соединений золота с ртутью.

Процесс «вылавливания» золота ртутью вкратце состоит в следующем. Горная масса, богатая золотом, измельчается до зерна крупностью 0,2–0,3 мм. Собственно, такие частицы трудно назвать зернами: ведь их трудно рассмотреть без большого увеличения. Затем смешивают измельченный продукт с ртутью. И тут ртуть выполняет самую главную свою работу: капли жидкого металла улавливают мелкие частички золота и тянут их на дно чаши. Так, масса вмещающих золото пород «обеззолачивается», становится бесполезной и ее удаляют.

Смесь двух металлов — жидкого и тяжелого снимают со дна чаши, золото отделяют и ртуть вновь пускают в работу.

Золото можно растворять в цианистом натрии или калии. На основании этого вывода в 1889 г. был разработан цианистый процесс, позволяющий почти полностью, без потерь, извлекать золото. (Цианистый натрий или калий растворяют золото не всегда, а только в присутствии кислорода). Первый цианистый завод в России был построен на Березовском руднике на Урале.

Извлечение золота происходит следующим образом. В чаны загружают песок и заливают его цианистым раствором, который свободно проходит через всю толщу песка и растворяет золото. Растворы, содержащие золото, подвергаются дальнейшей переработке (золото осаждают металлическим цинком), а «отработанные» пески выпускают через люк. Затем операции повторяются. Скорость просачивания раствора через песок различна и зависит от обрабатываемого материала. Удовлетворительной считают скорость просачивания 3–5 см в час.

Золотоносные растворы проходят затем через экстракторы — длинные узкие ящики, заполненные тончайшей цинковой стружкой толщиной 0,02—0,06 мм. На осаждение 1 г золота расходуется до 20 г цинка. Снимают осажденное золото 1–2 раза в месяц.

Золото — один из наиболее тяжелых минералов — не может подняться со дна сосуда с жидкостью на поверхность без «посторонней» помощи.

Иногда ему помогает химия. Как это происходит?

В воду вместе с рудой золота добавляют специальные реагенты, которые покрывают золотые крупинки тончайшей пленкой. Это предохраняет крупинки золота от смачивания водой. Наоборот, частицы вредных примесей — глины, гравия, кварца и др. пленкой не покрываются и «насыщаются» до отказа водой. Теперь золото подготовлено к «выдаче на гора». Транспортом служит… воздух. Именно воздух подается в раствор и при перемешивании образует тысячи маленьких воздушных пузырьков, которые, подобно микроскопическим воздушным шарам, устремляются вверх, на поверхность.

Не смоченные водой крупинки золота, сталкиваясь с пузырьками, прилипают к ним, а смоченные частицы породы остаются в растворе. На поверхности всплывшее золото собирается в пене, поддерживающей его на плаву.

Образование обильной, прочной и достаточно подвижной пены — «дело рук» других химических реагентов — вспенивателей. Такой метод извлечения золота называется флотацией.

Схема флотации.

В промышленности его начали применять только в 30-х годах нашего века, а зародился он еще в XV в., когда для обогащения ультрамарина и азурита использовалось различие в смачиваемости их маслами и водой.

Сегодня флотация — широко применяемый в горнорудной промышленности метод обогащения. Но всегда ли годится он для золота?

Оказывается нет. «Грузоподъемность» маленьких воздушных шаров-пузырьков очень мала, поэтому лучше всего поддается флотации золото, крупность частиц которого менее 0,15 мм. Крошечные, подчас не видимые глазом золотые чешуйки собираются в пене в граммы чистого металла. Этим способом можно извлечь из руды до 96 % золота.

Применение флотации для извлечения золота заполнило пробел в обогащении желтого металла — ведь применяемыми методами обогащения довольно хорошо извлекаются крупные зерна золота, а «мелочь» не поддается извлечению. Однако, как правило, вместе с мелким золотом содержится и крупное, поэтому одной флотацией обойтись на производстве нельзя.