Введение
Добыча золота - это колоссальная отрасль, в которой ежегодно добывается около 3 500 тонн золота. Стоимость рекламы золота составляет более $200 миллиардов, и спрос продолжает расти. Золото нужно людям для украшений, спекуляций и инноваций. Добыча золота дает работу миллионам людей по всему миру. Кроме того, она способствует финансовому развитию многих стран, особенно в Африке, Латинской Америке и Азии.
В этой статье мы расскажем вам о самых передовых этапах обработки золота - от поиска и добычи до аффинажа и создания золотых слитков. Вы получите более глубокое представление о прогрессивных инновациях и способностях, необходимых для извлечения золота из почвы и превращения его в безупречное, сверкающее золото. Приготовьтесь открыть для себя интересный мир подготовки золота!
Страны с богатыми запасами золота
Золото можно найти в самых разных местах по всему миру, но в некоторых странах его гораздо больше, чем в других. По данным Всемирной золотой палаты, в 2020 году наибольшее количество золота будет добываться в Китае, России, Австралии, США и Канаде. Эти страны имеют часть золотых хранилищ и давно добывают золото, что способствует развитию их экономик и увеличению количества золота, доступного по всему миру.
Разведка и добыча полезных ископаемых
Чтобы найти золото, люди используют такие методы, как геологическое картирование, отбор геохимических проб и геофизические исследования. Когда потенциальное месторождение золота найдено, проводится разведочное бурение, чтобы определить, насколько экономически целесообразно его добывать.
Метод добычи зависит от характеристик месторождения золота, таких как глубина, форма и содержание. Для неглубоких месторождений используются открытые методы добычи, такие как добыча открытым способом и добыча россыпей. Для глубоких месторождений используются подземные методы добычи, такие как разработка твердых пород и добыча с помощью лавы.
Тип месторождения золота также влияет на выбранный метод добычи. Золото может встречаться в различных формах:
1. Самородное золото: Чистое золото, найденное в виде самородков или чешуек.
2. Золотоносные жилы: Тонкие, листовидные отложения золота в трещинах или расщелинах горных пород.
3. Рассеянное золото: Золото, рассеянное в горной породе, часто в виде микроскопических частиц.
Дробление и измельчение
Золотая руда прямо из шахты сначала попадает в щековую дробилку. Эта большая машина разбивает огромные камни на мелкие кусочки, обычно размером около 100-200 мм. После этого измельченная руда поступает во вторичную дробилку, которая обычно представляет собой конусную дробилку. Здесь она дробится еще сильнее, примерно до 10-50 мм. Иногда используется третья стадия дробления с помощью валков высокого давления (HPGR). Это позволяет сделать руду очень тонкой, доведя ее до 5-20 мм, прежде чем она отправится на обогатительную фабрику.
Далее идет процесс измельчения. Измельченную руду смешивают с водой, чтобы получить шлам, который представляет собой густую жидкую смесь. Затем суспензия измельчается до тонкого порошка с помощью шаровых или стержневых мельниц. Внутри этих мельниц находятся стальные шары или стержни, которые вращаются и измельчают руду до тех пор, пока ее кусочки не станут размером 75 микрон или меньше. Это очень важно, так как отделяет частицы золота от окружающей породы. Они внимательно следят за процессом измельчения, чтобы убедиться, что в итоге частицы получаются идеального размера для следующих шагов по извлечению золота.
Классификация и гравитационное обогащение
После дробления и измельчения рудная суспензия проходит классификацию с помощью гидроциклонов. Эти аппараты разделяют частицы по размеру и плотности. Частицы размером более 75 микрон, которые, как правило, тяжелее и содержат больше золота, отправляются на гравитационное обогащение. Более мелкие частицы размером менее 75 микрон, обычно более легкие и содержащие меньше золота, переходят на следующий этап обработки.
В гравитационном контуре суспензия выливается на встряхивающий стол, слегка наклоненный на 3-5 градусов. Он быстро встряхивается около 300-400 раз в минуту. Поскольку золото гораздо плотнее вмещающей породы (19,3 г/см³ против 2,5-3,0 г/см³), тяжелые частицы золота опускаются на гребни стола, а более легкие отходы смываются. Другие гравитационные методы, такие как спирали и центробежные концентраторы, также используют эту разницу в плотности золота (19,3 г/см³) и породы (2,5-3,0 г/см³) для эффективного отделения частиц золота от отходов.
Сгущение и предварительное окисление
После гравитационного контура рудная пульпа поступает в резервуар-сгуститель. В этом резервуаре твердые частицы отделяются от жидкости. По мере оседания пульпы более тяжелые твердые частицы опускаются на дно. Сверху удаляется чистая вода. Сгущенная пульпа теперь имеет более высокий процент твердых частиц, обычно 50-60% по весу. Она перекачивается снизу для дальнейшей обработки.
Некоторые золотые руды являются тугоплавкими. Их трудно обрабатывать обычным цианистым выщелачиванием. Это происходит потому, что сульфидные минералы заключают в себе частицы золота. Чтобы решить эту проблему, необходимо провести предварительное окисление. Оно разрушает сульфидные минералы и выводит частицы золота на стадию выщелачивания. Существует несколько методов предварительного окисления:
* Окисление под давлением: Сгущенный шлам перекачивается в автоклав. В нем под высоким давлением (20-50 бар) и при высокой температуре (180-225°C) подается кислород. Это ускоряет окисление сульфидных минералов, освобождая инкапсулированное золото.
* Биоокисление: Бактерии, такие как Thiobacillus ferrooxidans, окисляют сульфидные минералы. Бактерии добавляют в сгущенную суспензию. Они метаболизируют сульфиды, высвобождая частицы золота. Происходит при температуре 40-45°C и pH 1,5-2,5.
* Обжаривание: Сгущенный шлам высушивают и нагревают до 500-700°C при наличии воздуха. Под воздействием высокой температуры сульфиды окисляются, высвобождая золото. Но обжиг применяется реже из-за проблем с экологией и энергозатратами.
Выбор метода предварительного окисления зависит от характеристик руды, доступных технологий и экономических факторов. После предварительного окисления руда готова к цианистому выщелачиванию.
Выщелачивание цианидами
Цианидное выщелачивание - основной способ извлечения золота из руды. На этом этапе предварительно окисленная рудная суспензия смешивается со слабым раствором цианида натрия (около 0,01-0,05% NaCN) в больших резервуарах, называемых резервуарами для выщелачивания. Цианид вступает в реакцию с открытыми частицами золота, образуя устойчивый, растворимый в воде золото-цианидный комплекс. Реакция протекает следующим образом:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
На эффективность выщелачивания влияют несколько факторов:
Размер частиц: Меньшие частицы золота имеют большую площадь поверхности. Выщелачивание происходит быстрее.
Концентрация цианида: Большее количество цианида может ускорить выщелачивание. Но слишком много - дорого и вредно для окружающей среды.
Уровень pH: Идеальный диапазон - 10,5-11,5. Для поддержания щелочности суспензии добавляется известь.
Температура: Более высокие температуры около 20-30°C способствуют выщелачиванию. Но чрезмерное нагревание использует больше цианида и приводит к потерям золота.
Кислород: Большое количество кислорода имеет решающее значение. Его добавляют, перемешивая суспензию или вводя воздух/пероксид.
Весь процесс выщелачивания может занимать от 24 до 72 часов. Он зависит от размера частиц, концентрации цианида, уровня pH, температуры и наличия кислорода, а также от особенностей самой руды. После завершения выщелачивания золотосодержащий беременный раствор отделяется от твердых отходов (так называемых хвостов). Это делается с помощью противоточной декантации или фильтрации. Затем беременный раствор переходит на стадию извлечения золота. Что касается хвостов, то они либо хранятся в специальном хранилище, либо обрабатываются для удаления остатков цианида, после чего утилизируются надлежащим образом.
Адсорбция и элюирование
Раствор, полученный в процессе цианидного выщелачивания и содержащий растворенный золото-цианидный комплекс, проходит через колонны, заполненные активированным углем. Активированный уголь очень хорошо адсорбирует золото-цианистый комплекс из раствора. По мере того как беременный раствор проходит через колонны, золото постепенно прилипает к поверхности активированного угля, а раствор, выходящий с другого конца, становится бесплодным (без золота).
После того как активированный уголь загружен золотом, его извлекают из адсорбционных колонн и подвергают процессу элюирования, чтобы удалить золото. Загруженный уголь обрабатывается горячим (90-120°C) раствором щелочи, содержащим 1-2% гидроксида натрия (NaOH) и 0,1-0,2% цианида (NaCN). Этот элюирующий раствор эффективно удаляет золото с активированного угля, получая раствор золота высокой пробы. Затем очищенный уголь реактивируется путем нагревания в печи при температуре 600-800°C, после чего возвращается в адсорбционный контур для повторного использования.
Электровыжигание и плавка
Высокопробный золотой раствор, полученный в результате элюирования, поступает в электрофильтры. Это специальные емкости, в которых под действием электрического тока золото прилипает к катодам из стальной ваты или сетки из нержавеющей стали. Ионы золота превращаются в металлическое золото и оседают на катодах.
Время от времени позолоченные катоды вынимают из электрофильтров, а золотосодержащий осадок соскабливают, фильтруют и сушат.
Затем высушенный золотой осадок поступает в плавильную печь, нагретую до температуры свыше 1 064°C - это температура плавления золота. При такой температуре золото плавится и отделяется от примесей, таких как серебро или медь. Расплавленное золото заливают в формы, чтобы получить слитки доре с чистотой около 90-95%.
Затем эти слитки доре отправляются на аффинажный завод. Там их очистят еще больше, пока не достигнут желаемого уровня чистоты, обычно 99,99% или выше. После этого золото готово к продаже или изготовлению изделий.
Переработка
Золотые слитки Доре, полученные на этапе плавки, проходят дальнейшее аффинирование для достижения желаемого уровня чистоты, обычно 99,99% или выше. Распространенным методом аффинажа является хлорирование, при котором слитки Доре расплавляются, а через расплавленный металл пропускается газ хлор. Хлор вступает в реакцию с примесями, такими как серебро, образуя хлористые соединения, которые всплывают на поверхность и удаляются. Очищенное золото заливают в формы, чтобы получить слитки высокой чистоты.
Другой популярный метод - электролиз, также известный как процесс Вулвилла. В этом случае золото доре растворяется в растворе хлорида, и под действием электрического тока чистое золото осаждается на катоде. Примеси либо остаются в растворе, либо образуют осадок на дне электролизной ячейки. Электролиз позволяет получить золото чистотой до 99,99%. После аффинажа эти высокочистые золотые слитки готовы к продаже или дальнейшей переработке в различные изделия из золота.
Управление хвостохранилищами
Хвосты - это тонко измельченные куски породы и остатки химикатов, образующиеся в процессе добычи золота, и с ними необходимо правильно обращаться, чтобы минимизировать ущерб для окружающей среды. Эти материалы обычно хранятся в хвостохранилищах или прудах, которые представляют собой специально спроектированные сооружения, призванные предотвратить попадание загрязненной воды и осадка в окружающую среду. Золотодобывающие компании, которые заботятся о своей ответственности, используют различные стратегии, чтобы обеспечить безопасное и эффективное обращение с хвостами.
Одна из важных стратегий - использование хвостохранилищ со специальной облицовкой, предотвращающей просачивание загрязненной воды в систему грунтовых вод. Также используются системы водоочистки для удаления загрязняющих веществ из хвостовой воды перед ее сбросом или повторным использованием в технологическом контуре. Другой подход заключается в использовании сухого складирования хвостов, при котором хвосты высушиваются и уплотняются до стабильной формы. Это снижает риск разрушения плотины и занимает меньше места в хвостохранилище. Рекультивация и восстановление хвостохранилищ - также очень важные составляющие ответственного обращения с хвостами. Это означает, что после завершения горных работ земля должна быть возвращена в стабильное и продуктивное состояние.
Оборудование, необходимое для обработки золота
Для обработки золота требуется множество специализированного оборудования, которое обеспечивает эффективную добычу и аффинаж этого драгоценного металла. Вот некоторые из основных видов оборудования, используемого при переработке золота:
* Дробилки и мельницы: К ним относятся щековые, конусные, роторные дробилки, шаровые и стержневые мельницы. Они используются для дробления и измельчения золотой руды до нужного нам размера.
* Оборудование для гравитационной концентрации: К ним относятся встряхивающие столы, отсадочные машины, спирали и центробежные концентраторы. Они используются для отделения частиц золота от руды в зависимости от их плотности по сравнению с остальным материалом.
* Загустители и осветлители: Используются для отделения твердых частиц от жидкости в суспензии и для увеличения плотности пульпы (то есть количества твердого материала в жидкости).
* Выщелачивающие резервуары: Это большие резервуары, в которых измельченная руда смешивается с раствором цианида для растворения золота.
* Адсорбционные и элюирующие колонки: Используются для извлечения золота из беременного раствора (жидкости с растворенным золотом) с помощью активированного угля, а затем для снятия золота с загруженного угля.
* Электрофильтры: В них используется электрический ток, чтобы золото оседало на катодах.
* Плавильные печи: Используются для переплавки золотого шлама и получения слитков золота Доре.
* Оборудование для нефтепереработки: В зависимости от способа аффинажа золота для получения слитков золота высокой чистоты можно использовать реакторы хлорирования, электролитические ячейки или печи Миллера.
Другие методы обогащения золота
Помимо обычных этапов обработки золота, существует еще несколько способов извлечения золота из руд, в зависимости от специфических характеристик руды и экономической целесообразности процесса. К этим способам относятся:
Золото CIL (Углерод в выщелачивании):
Золото CIL - это процесс, при котором золото выщелачивается и адсорбируется из руды одновременно в ряде перемешиваемых резервуаров, содержащих цианистый раствор и активированный уголь.
Золото CIP (Carbon-in-Pulp):
Процесс CIP довольно похож на процесс CIL, но золото адсорбируется после стадии выщелачивания. В этом методе раствор с золотом перемещается в резервуары с активированным углем.
Золото Куча Выщелачивание:
Кучное выщелачивание - это процесс, который хорошо подходит для низкосортных золотых руд. При этом методе руда накапливается на площадке, которая не протекает, а затем на кучу распыляется выщелачивающий раствор, чтобы растворить золото.
Флотация:
Флотация - это процесс, используемый для обработки золотых руд, содержащих много сульфидных минералов, которые легко всплывают. В этом методе минералы, содержащие золото, отделяются от пустой породы (гангы), прилипая к пузырькам воздуха и всплывая на поверхность.
Эти альтернативные методы обогащения золота могут быть использованы в конкретных случаях, когда характеристики руды и экономические факторы делают их лучшим выбором по сравнению с традиционными этапами переработки золота.
Заключение
От начала до конца, обработка золота включает в себя множество различных этапов и операций, которые требуют необычных знаний, оборудования и процедур. Все начинается с поиска и добычи, затем переходит к аффинажу и работе с хвостами (дополнительными материалами). Если вы работаете в золотодобывающей промышленности, то вам крайне важно знать все эти этапы. Почему? Потому что это имеет значение: вы оптимизируете формы добычи и аффинажа, минимизируете воздействие на окружающую среду и можете не сомневаться в том, что создаете этот ценный металл надежным способом.
Узнайте больше от JXSC
Если вы хотите узнать больше об этапах обработки золота и хотите найти наиболее подходящие варианты для своей горнодобывающей промышленности, вам следует обратиться к компании JXSC. Это надежный пионер в отрасли, с более чем 35-летним опытом работы и близостью по всему миру. JXSC предлагает широкий спектр товаров и услуг, включая самое современное оборудование, план управления и специализированную поддержку. Они действительно знают свое дело, когда речь идет о всех видах подготовки золота, от дробления и отбивки до гравитационного разделения, плавучести и аффинажа. Сотрудничая с JXSC, вы оптимизируете свои операции по обогащению золотаПовышайте эффективность и получайте максимальную выгоду.
English 
Spanish 
French 
Russian