Для извлечения золота из руд применяют дробление и измельчение, чтобы раскрыть зерна золотосодержащих минералов и подготовить руду к дальнейшим процессам.
Степень измельчения определяется лабораторными испытаниями, учитывающими тонкость вкрапленности золота
Применяются разные схемы дробления и измельчения, включая щековые и конусные дробилки, шаровые и стержневые мельницы, а также рудное и рудно-галечное самоизмельчение.
Перед гидрометаллургической обработкой или флотацией руду обесшламливают.
Для первичного обогащения крупнокусковой руды применяют ручную или автоматическую сортировку, а также обогащение в тяжелых средах, особенно для сульфидных руд.
Измельчение золото содержащих руд на производстве
Задача этих операций — полное или частичное раскрытие зерен золотосодержащих минералов, в основном, частиц самородного золота и приведение руды в состояние, обеспечивающее успешное протекание последующих обогатительных и гидрометаллургических процессов.
Операции дробления и особенно тонкого измельчения энергоемки и расходы на них составляют значительную долю общих затрат на переработку руды (от 40 до 60 %).
Поэтому нужно иметь в виду, что измельчение всегда нужно заканчивать на той стадии, когда благородные металлы окажутся достаточно вскрытыми для окончательного их извлечения или для промежуточной их концентрации.
Измельчение руд
Поскольку основной прием извлечения золота и серебра для большинства руд — гидрометаллургические операции, то необходимая степень измельчения должна обеспечить возможность контакта растворов с раскрытыми зернами золотых и серебряных минералов.
Достаточность вскрытия этих минералов для данной руды обычно определяется предварительными лабораторными технологическими испытаниями по извлечению благородных металлов.
Для этого пробы руды подвергают технологической обработке после различной степени измельчения с одновременным определением извлечения золота и сопутствующего ему серебра.
Ясно, что чем тоньше вкрапленность золота, тем глубже должно быть измельчение.
Для руд с крупным золотом обычно бывает достаточно грубого измельчения (90% класса —0,4 мм).
Но поскольку в большинстве руд наряду с крупным золотом присутствует и мелкое, то чаще всего руды измельчают более тонко (до —0,074 мм).
В отдельных случаях руду приходится подвергать еще более тонкому измельчению (до 0,044 мм).
Степень измельчения
Экономически целесообразную степень измельчения устанавливают с учетом ряда факторов.
1) степени извлечения металла из руды;
2) возрастанию расхода реагентов при более интенсивном измельчении;
3) затратам на дополнительное измельчение при доведении руды до заданной крупности;
4) ухудшению сгущаемости и фильтруемости тонкоизмельченных руд и связанных с этим дополнительных расходов на операции сгущения и фильтрования.
Схемы дробления и измельчения варьируют в зависимости от вещественного состава руд и их физических свойств.
Как правило, руду вначале подвергают крупному и среднему дроблению в щековых и конусных дробилках с поверочным грохочением.
Иногда применяют третью стадию мелкого дробления, осуществляемую в короткоконусных дробилках.
После двухстадийного дробления обычно получают материал крупностью—20 мм, после трехстадийного крупность материала иногда снижается до 6 мм.
Дробленый материал поступает на мокрое измельчение, которое чаще всего осуществляют в шаровых и стержневых мельницах.
Руды обычно измельчают в несколько стадий.
Наибольшее распространение получило двухстадийное измельчение, причем, для первой стадии предпочитают использовать стержневые мельницы, которые дают более равномерный по крупности продукт с меньшим его переизмельчением.
Рудно-галечное самоизмельчение
В настоящее время на золотодобывающих предприятиях в цикле рудоподготовки большое распространение получило рудное и рудно-галечное самоизмельчение.
При рудном самоизмельчении измельчительной средой являются неклассифицированные по крупности куски самой измельчаемой руды, предусмотрен только некоторый контроль за верхним размером кусков.
В случае рудно-галечном самоизмельчении измельчительной средой является специально выделенная по крупности и прочности фракция кусков измельчаемой руды (галя).
Рудное самоизмельчение осуществляется в воздушной или водной среде в специальных мельницах, у которых по сравнению с обычными шаровыми мельницами соотношение диаметра к длине мельницы увеличено.
Так как измельчительное действие кусков руды хуже, чем стальных шаров, диаметр мельниц самоизмельчения достигает 5,5—11,0 м.
Сухое самоизлечение золота
Для сухого самоизмельчения применяют мельницу Аэрофол.
Она представляет собой короткий барабан, установленный на массивном фундаменте.
На внутренней поверхности барабана вдоль ее образующей установлены на некотором расстоянии одна от другой полки из двутавровых балок или рельсов, которые при вращении барабана поднимают куски руды.
Падая, куски дробят находящуюся внизу руду, и кроме того, ударяясь о полки при падении, крупные куски раскалываются.
На торцевых крышках барабана укреплены направляющие кольца треугольного сечения, назначение которых сводится к направлению кусков в середину барабана.
Скорость вращения мельницы составляет 80—85 % критической.
Измельчение руд в мельницах Аэрофол обеспечивает получение более однородного по крупности продукта по сравнению с измельчением в обычных шаровых мельницах.
В мельницах Аэрофол снижается переизмельчение руды, что улучшает фильтруемость и сгущаемость получаемых пульп.
После измельчения в этих мельницах улучшаются также показатели гидрометаллургической обработки: снижается расход реагентов (цианида) на 35%, повышается извлечение золота (до 4%).
Сухое бесшаровое измельчение золотых руд в ряде случаев экономичнее.
Однако, оно предъявляет жесткие требования к содержанию влаги в руде (не более 1,5-2 %). Повышение влажности резко снижает эффективность процессов измельчения и классификации.
Кроме того, сухое измельчение сопровождается большим пылеобразованием, что требует развитой системы пылеувлавливаиия и ухудшает условия труда поэтому более распространенным является самоизмельчение в водной среде.
Мокрое рудное самоизмельчение
Мокрое рудное самоизмельчение осуществляется в мельницах Каскад .
Эта мельница имеет короткий барабан с коническими торцевыми крышками. Пустотелыми цапфами и барабан опирается на подшипники.
Руда из мельницы разгружается через решетку. Мельницы Каскад работают в замкнутом цикле с механическим классификатором или гидроциклонами.
Рудно-галечное самоизмельчение осуществляется, как правило, в водной среде. Конструкции рудно-галечных и шаровых мельниц с разгрузкой через решетку схожи.
Крупность рудной гали, используемой в качестве измельчительной среды, определяется стадией измельчения.
На первой стадии измельчения обычно используют гали крупностью —300+100 мм, на второй — 100+25 мм.
Отсев гали выполняют на грохотах. Форма гали для измельчения не имеет значения.
Измельченного материала по крупности
В схемах обработки золотых руд значительное место занимают операции классификации измельченного материала по крупности.
В последнее время на большинстве золотоизвлекательных фабрик в качестве классифицирующего аппарата на всех стадиях обработки.
В том числе и в замкнутом цикле первичного измельчения, вместо спиральных, реечных и чашевых классификаторов широкое распространение получили гидроциклоны разных конструкций.
Грубую классификацию продуктов мельниц в ряде случаев осуществляют грохочением в барабанных грохотах, смонтированных на разгрузочных концах мельниц.
Золотые руды перед гидрометаллургической обработкой или обогащением флотацией обесшламливают, если шламы обеднены золотом и отрицательно влияют на технологические операции.
Для обесшламливания используют гидроциклоны или сгустители.
Такими приемами иногда удаляется в отвал до 30—40 % резко обедненного материала, что не только улучшает технологические показатели, но и сокращает объем аппаратуры для проведения последующих операций.
Сортировка и первичное обогащение крупнокусковой руды
Обычно в добытой горной массе наряду с кусками золотосодержащей руды находятся и куски пустой породы, исключение которой из последующей переработки может значительно улучшить технико-экономические показатели.
Для вывода пустой породы применяют иногда ручную сортировку. При этом из горной массы либо удаляют пустую породу, либо выделяют рудную фракцию, обогащенную золотом.
Общим правилом сортировки является то, что выводимая порода по содержанию золота не должна быть богаче хвостов золотоизвлекательной фабрики.
Обычно рудную сортировку применяют для материала крупнее 40—5С мм.
Сортировочным конвейерным лентам для улучшения осмотра кусков придают вибрирующее движение.
Однако ручная сортировка руд трудоемкий и малопроизводительный процесс. Поэтому в настоящее время ее не применяют (за исключением нескольких предприятий в ЮАР).
В последние годы достижения науки и техники позволили взамен ручной сортировки использовать более рациональные и экономически целесообразные методы предварительного обогащения относительно крупной кусковой руды, в частности, процесс обогащения в тяжелых средах, полностью механизированный и достаточно простой по оформлению.
Наиболее перспективно применение обогащения в тяжелых средах к сульфидным рудам, в которых золото связано только с сульфидами, равномерно распределено, и его содержание в обогащенном сырье практически пропорционально содержанию сульфидов.
Поэтому при обогащении в тяжелых средах золото вместе с сульфидами концентрируется в тяжелых фракциях; в легкие фракции отходят вмещающие породы, почти не минерализованные для этой группы золотосодержащих руд.
Одним из направлений усовершенствования процесса сортировки является применение автоматической сортировки, основанной на использовании различий отдельных кусков руды по цвету или радиоактивности (естественной или наведенной).
Сортировка по цвету наиболее эффективна при большой контрастности цветов золотосодержащих минералов и минералов пустой породы, например, при отделении золотосодержащего кварца от сланцев или ожелезненных пород.
Радиометрическая сортировка целесообразна при переработке золото-урановых руд (ЮАР), в которых золото тесно связано с ураном.
Однако автоматическая сортировка требует сложной дорогостоящей аппаратуры, поэтому в золотодобывающей промышленности до настоящего времени распространена мало.