Амальгамный способ добычи золота

Амальгамный способ добычи золота

Амальгамация — способ извлечения золота, основанный на избирательном смачивании ртутью частиц золота с образованием амальгамы, которая затем отделяется от пустой породы. Амальгама образуется благодаря диффузии ртути в золото. Ртуть не растворяет золото, а лишь смачивает и диспергирует его с получением амальгамы, т. е. образует нтерметталические соединения типа AuHg₂, Au₂Hg и др. В состав амальгамы входят твердые растворы золота со ртутью, химимческие соединения их, жидкая ртуть. Лучше всего ртуть смачивает чистое золото. Однако оно, как правило, покрыто пленками гидроксидов же-леза и марганца, шламами глинистого материала. Поэтому перед амальгамацией поверхности золотин очищают трением или в слабых растворах серной кислоты (3%), что значительно улучшает взаимодействие золота и ртути.

В зависимости от условий проведения амальгамация подразделяется на внутреннюю, которая проводится одновременно с измельчением руды, и внешнюю, которая проводится в амальгамационных шлюзах после измельчения руды. Внутренняя амальгамация характеризуется высоким расходом ртути (15-20 г/т руды или песков) из-за пемзования ртути, т. е. образования большого числа мелких шариков ртути. Расход ртути при внешней амальгамации составляет 2-3 г/т руды.

В настоящее время амальгамация применяется преимущественно при переработке бедных гравитационных концентратов — шлихов.

Наиболее полная амальгамация золота осуществляется при контакте его с ртутью в течение 1,5-2 ч. Эффективность амальгамации зависит от крупности золота в материале и состояния поверхности золотин, для очистки которой перед амальгамацией концентраты подвергают механической или химической очистке. Механическая обработка может осуществляться одновременно с амальгамацией, например, в мельницах и амальгамационных бочках, в которые добавляют стальные шары. Химическая обработка проводится сернокислотными растворами в течение 2 ч. Наиболее высокая эффективность амальгамации наблюдается для золота крупностью -1+0,1 мм. Для более тонкого золота она снижается, вероятно, из-за недостаточной силы соударения золотин с каплями ртути и малой вероятности их встречи.

Амальгамационная бочка — литой или сварной стальной барабан диаметром 800 мм и длиной 1200 мм. Перед амальгамацией в бочку загружают золотосодержащий концентрат, стальные шары и через некоторое время производят доизмельчение концентрата, после чего заливают ртуть при соотношении к золоту, содержащемуся в концентрате 8-15:1, добавляют известь и в течение 3-4 ч вращают аппарат с невысокой частотой для предотвращения пемзования ртути. Затем содержимое бочки пропускают через гидроловушку, где улавливается образовавшаяся амальгама. Разделение в ловушке осуществляется в восходящей струе воды.

Часто амальгамацию проводят в амальгамационных шлюзах (желобах), покрытых медными листами с нанесенным из них слоем ртути. Амальгамация происходит при движении по желобу измельченной руды с водой.

Для выделения золота из амальгамы применяют отжимку и отпарку. Отжимка проводится для отделения излишней ртути на плотной ткани, но перед этой операцией амальгаму промывают горячей водой и имеющиеся в ней частицы железа, попавшие в нее при измельчении, удаляют магнитом. Отжимка производится в прессах с ручным или механическим приводом. Твердая амальгама с содержанием 40-50 % золота направляется на отпарку в ретортах при температуре сначала 300-400 °С, а затем 750-800 °С в течение 3-6 ч. После отпарки получается золото 750-900 пробы, в котором содержится до 0,1 % ртути. Это золото затем отправляется на аффинажный завод для окончательной очистки.

Цианирование — способ извлечения золота из руд и концентратов избирательным растворением его в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии растворенного в воде кислорода. Растворение золота протекает в цианистых растворах слабой концентрации (0,03-0,3%) по реакции:

Растворение проводится в щелочной среде, создаваемой известью при рН 11-12 для предотвращения гидролиза цианида с образованием летучей цианисто-водородной кислоты.

Цианирование широко распространено в практике извлечения золота. Оно применяется для его извлечения из руд, продуктов переработки концентратов, хвостов, различных промпродуктов. При цианировании наиболее широко применяют цианид натрия NaCN, цианид кальция Ca(CN)₂ и иногда цианид калия KCN.

Результаты цианирования зависят от характера золота и состава руд и песков. Хорошо растворяется в цианистых растворах золото, имеющее чистую поверхность, покровные образования на ней препятствуют растворению и увеличивают время растворения. На скорость растворения значительно влияют также примеси других металлов в золоте, например серебра и меди, а также дисперсное железо.

Минеральный состав руд — один из важных факторов, определяющих эффективность цианирования, которое значительно снижается в присутствии сульфидов меди, железа, минералов сурьмы и мышьяка, графита, углистых сланцев. Наличие сульфидов, особенно склонных к окислению, приводит к чрезмерному расходу цианида, идущего на побочные реакции образования комплексных ионов Fe(CN)₄ 6- , Cu(CN)_n n-1 , Zn(CN)₄ 2- , CNS — , CNO — . Углистые сланцы обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к золотоцианистому комплексу и могут сорбировать до нескольких сот граммов золота на тонну. Поэтому при высоком содержании углистых сланцев процесс цианирования не применяется.

Цианирование довольно длительный процесс: в зависимости от характера золота и вещественного состава выщелачиваемого продукта оно может продолжаться 24-30 ч.

В настоящее время в промышленности применяют два основных метода цианирования: перколяцию (просачивание) цианистого раствора через слой мелкораздробленной руды или песков и перемешивание пульпы при ее интенсивной аэрации. Получает распространение и третий способ — кучное выщелачивание цианистыми растворами.

Из цианистых растворов после отделения их от пульпы золото может выделяться несколькими способами. Наиболее распространен метод осаждения золота цинковой пылью:

При этом способе применяемая цинковая пыль обеспечивает достаточно полное извлечение золота из раствора при небольшом расходе (15-20 г/м 3 раствора). Для повышения скорости осаждения золота и снижения расхода цинка из растворов предварительно удаляется кислород в вакуум-ресивере. Полнота осаждения золота цинком обычно составляет 99,9%.

Извлекать золото из цианистых растворов также можно при помощи угля и ионообменных смол. Последние широко применяют при сорбционном цианировании, когда совмещают процессы цианирования и извлечения растворенного золота. При сорбционном выщелачивании помимо цианида и кислорода воздуха в пульпу вводят ионообменную смолу — анионит, которая сорбирует выщелачиваемое золото. Этот вид цианирования особенно эффективен при переработке труднофильтруемых шламистых руд. Смолу АВ-17 с сорбированным на ней золотом сначала подвергают десорбции примесей цинка и никеля серной кислотой, а затем проводят электроэлюирование в течение 6-8 ч, при котором на катоде осаждается до 90% золота. После обработки смолы щелочным раствором нитрата аммония для удаления меди и железа ее возвращают на сорбционное выщелачивание.

Источник

Амальгамация золота

Добыча золота с помощью ртути известна издавна, по крайней мере 2000 лет до н. э. При перетирании с рудой ртуть концентрирует в себе золото и серебро. Она не растворяет металлы, а лишь смачивает и диспергирует их, переводя в состояние по внешнему виду однородной, однако многофазной амальгамы. В амальгаме можно обнаружить частицы твердых растворов и химических соединений золота и серебра с ртутью, равномерно и устойчиво распределенные в массе жидкой ртути.

Для успешной амальгамации необходима чистая поверхность золотин; однако она часто покрыта посторонними окислами и адсорбированным кислородом. Очистка трением или смыванием способствует амальгамации. При достаточно чистой поверхности скорость образования амальгамы определяется диффузией ртути в металл, она увеличивается с температурой; однако нагревание опасно из-за испарения ртути и выделения ее ядовитых паров. Лучше всего ртуть смачивает чистое золото. Сплавы его с сереб ром и серебро амальгамируются хуже из-за внешнего загрязнения окислами. Истирание или излом, обнажающие свежую поверхность, способствуют образованию амальгамы. Скорость амальгамации зависит также и от чистоты ртути. Малые примеси свинца и меди понижают поверхностное натяжение и поэтому улучшают смачивание, а большие — затрудняют его. С ростом содержания золота и серебра в амальгаме увеличивается ее вязкость и снижается подвижность, а значительное загрязнение неблагородными металлами сверх суммарного содержания более 0,1% сопровождается образованием поверхностных пленок соответствующих окислов. Все это затрудняет амальгамацию.

Амальгамация в воде, содержащей небольшие количества ионов электролитов, протекает успешнее благодаря смещению максимума электрокапиллярной кривой и понижения с этим поверхностного натяжения ртути. Вместе с тем весьма вредны примеси часто присутствующей меди, которая восстанавливается да металла частицами железа от истирания дробящих тел в мельницах и амальгамируется. Медь загрязняет амальгаму и повышает расход ртути. Для предупреждения этого добавляют известь, переводящую Сu 2+ в нерастворимую гидроокись.

Серебро амальгамируется в составе золотин, а отдельно для него амальгамацию не применяют.

Амальгамация платины требует особых условий из-за большей прочности адсорбционных пленок кислорода. Они удаляются в растворе серной кислоты действием амальгамы цинка.

Для амальгамации золотые руды перемешивают и перетирают со ртутью или сливают пульпу руды по поверхности покрытых амальгамированной медью — амальгамационных шлюзов. Весьма важна легкость отделения амальгамы от руды. Несущая золото нагруженная ртуть должна находиться в виде капель легко сливающихся в общую массу. Между тем, иногда это не достигается из-за загрязнения поверхности посторонними веществами.

Теряя способность сливаться — амальгама пемзуется — превращается в массу мелких шариков, в чем и заключена главная причина потери ртути и благородных металлов. Помимо того, пемзование опасно уносом ртути в отвалы, где она окисляется с образованием весьма ядовитых растворимых солей, способных причинять вред растительному и животному миру.

Извлечение золота при амальгамации непосредственно из руд всегда невысокое, не более 50—70%. Потери обусловлены многими причинами: различной крупностью золотин и недостаточным их раскрытием при измельчении, загрязнением поверхности, пемзованием и механическими потерями амальгамы.

Крупные золотины часто амальгамируются только с поверхности, но увлекаются в массу амальгамы, мелкие недостаточно или совсем не обнажаются при измельчении. Поверхность тех и других может быть покрыта от природы прочными пленками за грязнений «золото в рубашке», либо труднорастворимого HgS, возникающего от контакта с сульфидами.

Наиболее эффективна внутренняя амальгамация, совмещаемая с измельчением руды; однако она сопровождает усиленным пемзованием ртути и большим ее расходом, особенно если присутствуют сульфиды, арсениды и антимониды железа, меди и других металлов. Внешняя или наружная амальгамация, которую проводят на амальгамационных шлюзах после измельчения руды, отличается несколько более низким извлечением, но и меньшим пемзованием. Расход ртути на 1 т руды при этом не более 2—3 г, а для внутренней амальгамации он достигает 15—20 г.

Применение амальгамации, бывшей в течение многих столетий важнейшим способом извлечения золота из россыпей и руд, в наше время сильно сократилось, сначала до уровня вспомогательного передела для извлечения свободного золота, дополняющего гравитацию, а теперь она служит преимущественно для переработки бедных гравитационных концентратов — шлихов в амальгамационных бочках и амальгаматорах.

Амальгамационная бочка — чугунный литой или сварной стальной барабан, обычные размеры которого: l= = 1200 мм, d=800 мм. Он имеет фланцы для крепления торцовых крышек —и отверстия для загрузки, закрываемые крышками с винтовым зажимом. Бочка крепится на станине, она имеет привод от ременной передачи со ступенчатым шкивом. Сначала загружают концентрат, стальные шары, заливают воду и для до-измельчения концентрата вращают бочку в течение некоторого времени. Затем заливают ртуть из расчета отношения по массе к извлекаемому золоту от 8 до 15, добавляют известь и продолжают вращение, со сравнительно малой скоростью, опасаясь пемзования, в течение 3—4 ч. Затем содержимое бочки выпускают в воронку-ловушку, удерживающую амальгаму. Пульпа хвостов далее поступает на малый шлюз — подшлюзок, улавливающий пемзованную ртуть.

Для выделения благородных металлов амальгамы подвергают отжимке и отпарке: отфильтровывают под давлением излишнюю ртуть через плотный холст, а остаток ее испаряют. Слишком густые — вязкие амальгамы смешивают с излишне жидкими или разбавляют ртутью. Перед отжимкой амальгаму многократно промывают горячей водой в чугунных или фарфоровых чашах; частицы железа, попавшие в результате истирания шаров и футеровки, удаляют магнитом. Затем загружают в замшевые или холщевые мешки и помещают под пресс с ручным или механическим приводом. Ртуть, проходящая под давлением через поры замши или ткани, поступает в оборот, в мешках остается твердая амальгама (40—50% Au+Ag).

Отпарку ведут в ретортных или иных печах. Ртуть конденсируют из паров и возвращают в производство. В начале переде ла, во избежание бурного кипения и разбрызгивания амальгамы, температуру поддерживают в пределах 300—400° С, а затем повышают до 750—800° С. Длительность отпарки 3—6 ч. В результате получают твердое спеченное золото 750—900 пробы; ртути в нем не более 0,1%.

Статья на тему Амальгамация золота

Источник

Амальгамация золота

Добыча золота с помощью ртути известна издавна, по крайней мере 2000 лет до н. э. При перетирании с рудой ртуть концентрирует в себе золото и серебро. Она не растворяет металлы, а лишь смачивает и диспергирует их, переводя в состояние по внешнему виду однородной, однако многофазной амальгамы. В амальгаме можно обнаружить частицы твердых растворов и химических соединений золота и серебра с ртутью, равномерно и устойчиво распределенные в массе жидкой ртути.

Для успешной амальгамации необходима чистая поверхность золотин; однако она часто покрыта посторонними окислами и адсорбированным кислородом. Очистка трением или смыванием способствует амальгамации. При достаточно чистой поверхности скорость образования амальгамы определяется диффузией ртути в металл, она увеличивается с температурой; однако нагревание опасно из-за испарения ртути и выделения ее ядовитых паров. Лучше всего ртуть смачивает чистое золото. Сплавы его с серебром и серебро амальгамируются хуже из-за внешнего загрязнения оксидами. Истирание или излом, обнажающие свежую поверхность, способствуют образованию амальгамы. Скорость амальгамации зависит также и от чистоты ртути. Малые примеси свинца и меди понижают поверхностное натяжение и поэтому улучшают смачивание, а большие – затрудняют его. С ростом содержания золота и серебра в амальгаме увеличивается ее вязкость и снижается подвижность, а значительное загрязнение неблагородными металлами сверх суммарного содержания более 0,1 % сопровождается образованием поверхностных пленок соответствующих оксидов. Все это затрудняет амальгамацию.

Амальгамация в воде, содержащей небольшие количества ионов электролитов, протекает успешнее благодаря смещению максимума электрокапиллярной кривой и понижения с этим поверхностного натяжения ртути. Вместе с тем весьма вредны примеси часто присутствующей меди, которая восстанавливается до металла частицами железа от истирания дробящих тел в мельницах и амальгамируется. Медь загрязняет амальгаму и повышает расход ртути. Для предупреждения этого добавляют известь, переводящую Сu 2+ в нерастворимый гидрооксид.

Серебро амальгамируется в составе золотин, а отдельно для него амальгамацию не применяют.

Амальгамация платины требует особых условий из-за большей прочности адсорбционных пленок кислорода. Они удаляются в растворе серной кислоты действием амальгамы цинка.

Для амальгамации золотые руды перемешивают и перетирают со ртутью или сливают пульпу руды по поверхности покрытых амальгамированной медью – амальгамационных шлюзов. Весьма важна легкость отделения амальгамы от руды. Несущая золото нагруженная ртуть должна находиться в виде капель легко сливающихся в общую массу. Между тем, иногда это не достигается из-за загрязнения поверхности посторонними веществами.

Теряя способность сливаться – амальгама пемзуется – превращается в массу мелких шариков, в чем и заключена главная причина потери ртути и благородных металлов. Помимо того, пемзование опасно уносом ртути в отвалы, где она окисляется с образованием весьма ядовитых растворимых солей, способных причинять вред растительному и животному миру.

Извлечение золота при амальгамации непосредственно из руд всегда невысокое, не более 50–70 %. Потери обусловлены многими причинами: различной крупностью золотин и недостаточным их раскрытием при измельчении, загрязнением поверхности, пемзованием и механическими потерями амальгамы.

Крупные золотины часто амальгамируются только с поверхности, но увлекаются в массу амальгамы, мелкие недостаточно или совсем не обнажаются при измельчении. Поверхность тех и других может быть покрыта от природы прочными пленками загрязнений «золото в рубашке», либо труднорастворимого HgS, возникающего от контакта с сульфидами.

Наиболее эффективна внутренняя амальгамация, совмещаемая с измельчением руды; однако она сопровождается усиленным пемзованием ртути и большим ее расходом, особенно если присутствуют сульфиды, арсениды и антимониды железа, меди и других металлов. Внешняя или наружная амальгамация, которую проводят на амальгамационных шлюзах после измельчения руды, отличается несколько более низким извлечением, но и меньшим пемзованием. Расход ртути на 1 т руды при этом не более 2–3 г, а для внутренней амальгамации он достигает 15–20 г.

Применение амальгамации, бывшей в течение многих столетий важнейшим способом извлечения золота из россыпей и руд, в наше время сильно сократилось, сначала до уровня вспомогательного передела для извлечения свободного золота, дополняющего гравитацию, а теперь она служит преимущественно для переработки бедных гравитационных концентратов – шлихов в амальгамационных бочках и амальгаматорах.

Амальгамационная бочка – чугунный литой или сварной стальной барабан, обычные размеры которого: l = 1200 мм, d = 800 мм. Он имеет фланцы для крепления торцовых крышек – и отверстия для загрузки, закрываемые крышками с винтовым зажимом. Бочка крепится на станине, она имеет привод от ременной передачи со ступенчатым шкивом. Сначала загружают концентрат, стальные шары, заливают воду и для доизмельчения концентрата вращают бочку в течение некоторого времени. Затем заливают ртуть из расчета отношения по массе к извлекаемому золоту от 8 до 15, добавляют известь и продолжают вращение, со сравнительно малой скоростью, опасаясь пемзования, в течение 3–4 ч. Затем содержимое бочки выпускают в воронку-ловушку, удерживающую амальгаму. Пульпа хвостов далее поступает на малый шлюз – подшлюзок, улавливающий пемзованную ртуть.

Для выделения благородных металлов амальгамы подвергают отжимке и отпарке: отфильтровывают под давлением излишнюю ртуть через плотный холст, а остаток ее испаряют. Слишком густые – вязкие амальгамы смешивают с излишне жидкими или разбавляют ртутью. Перед отжимкой амальгаму многократно промывают горячей водой в чугунных или фарфоровых чашах; частицы железа, попавшие в результате истирания шаров и футеровки, удаляют магнитом. Затем загружают в замшевые или холщевые мешки и помещают под пресс с ручным или механическим приводом. Ртуть, проходящая под давлением через поры замши или ткани, поступает в оборот, в мешках остается твердая амальгама (40–50% Au+Ag).

Отпарку ведут в ретортных или иных печах. Ртуть конденсируют из паров и возвращают в производство. В начале передела, во избежание бурного кипения и разбрызгивания амальгамы, температуру поддерживают в пределах 300–400 °С, а затем повышают до 750–800 °С. Длительность отпарки 3–6 ч. В результате получают твердое спеченное золото 750–900 пробы; ртути в нем не более 0,1 %.

Источник