Можем ли мы теоретически рассчитать, в каких районах залегает золотая руда, определить количество ее запасов в том или ином месторождении, чтобы решить, рентабельно ли здесь строить горнодобывающее предприятие? Ведь на глубоких скважин и разведочных шахт уходят годы и не одна тысяча долларов. Есть ли какие-то признаки, по которым угадывается наличие в толще земных недр драгоценного металла? Увы, единого универсального «рецепта» поиска золотых месторождений человечество до сих пор не изобрело. Хотя издавна задумывалось над этим вопросом.
Золотая руда требует от геолога интуиции, наития, почти искусства. В одной местности самородки и дендриты чуть ли не сверкают под ногами, тогда как в другой есть все сопутствующие признаки, а в нет и следа драгметаллов. Разобраться в вопросе возникновения этого желанного для людей вещества позволяет изучение процессов, происходящих в недрах нашей планеты на глубине нескольких десятков километров.
Магматическая деятельность Земли гонит по микротрещинам и большим разломам в скальных породах горячие растворы, которые оставляют на стенках этих каменных каналов осадок из кварца, соединений серы с различными металлами. Золотая руда, платина и серебро также могут быть среди них. Самородки часто имеют примеси серебра. Если белого металла больше 25 %, такой камешек называется электрумом. Есть и самородное серебро, которое содержит примесь золота. Это кюстелиты, где желтого металла может быть до 10 %. Изучение химического состава раствора, принесшего драгметаллы из нижних слоев на глубину от 5-7 километров до нескольких десятков метров, показывает, что их нужно искать в сульфидной и хлоридной среде.
Но это знание нисколько не приближает нас к практическому результату: поиску месторождения золота теоретическим путем. Хлоридных и сульфидных источников множество, а вот желанный металл водится не во всяком из них. Можно предположить, что интересующее нас вещество образовалось из осадков древних аллювиальных морей, похороненных под многокилометровой толщей земли. Там, под действием высоких температур и давления, оно было переплавлено в жидкую магму, прошло по трещинам и разломам, затвердело в виде руды или самородков. Но и эта научная гипотеза еще не дает нам практической пользы.
Попробуем пойти другим путем: определить перечень минералов, с которыми наиболее часто соседствует золотая руда. Спутниками ее являются другие драгоценные металлы - серебро, платина, палладий, иридий, рутений, осмий и родий. Также в тесном срастании с вкраплениями золота встречаются менее благородные породы: кварц, аргентит, пирит, галенит, адуляр, альбит, аметист. Но беда в том, что эти спутники чаще всего не имеют ни одной золотой крупинки, а потому не могут служить нам ориентиром в поиске заветной жилы.
Длительное время производилась в россыпных месторождениях, то есть там, где оно вымывалось на поверхность ручьями. И когда в других странах изобретали новые орудия поиска и технологии разработки, у нас орудиями золотоискателя оставались корыта да сита. Благо, что на наших просторах этих залежей еще очень много. Когда они истощились на Урале, были открыты огромные скопления россыпей в Сибири и на Дальнем Востоке.
Источниками получения металлического золота являются:
- собственно золотосодержащие руды;
- полиметаллические золотосвинцово-цинковые и платиномедно-никелевые сульфидные руды;
- вторичное сырье – промышленный и бытовой золотосодержащий лом и отходы.
- - россыпные, в которых золото присутствует в свободном виде среди обломочных рыхлых отложений (песков);
- - коренные, которые содержат золото в свободном или связанном состоянии в твердых кристаллических породах.
В полиметаллических рудах носителями золота служат многие сульфидные минералы, особенно такие, как пирит, халькопирит и галенит.
Золотые руды коренного типа залегают в массивах горных пород первичного происхождения преимущественно в виде жил. В результате вторичных геологических превращений (выветривание) рудные массивы превращаются в россыпи, в которых золотины в значительной степени отделены от сопутствующих минералов.
Содержание золота в рудах колеблется в широких пределах, оставаясь при этом сравнительно низким. По этой причине содержание благородных металлов в рудах обычно выражают в граммах металла на тонну рудной массы. Современный рентабельный минимум содержания золота в россыпных рудах, разрабатываемых открытым способом, составляет 0,1…0,15 г/т, что связано с простотой и дешевизной разработки россыпей. Для коренных месторождений в зависимости от состава руды и характера её залегания рентабельный минимум находится в пределах 3…5 г/т. Обычно золотосодержащие руды содержат 5…15 г/т золота, редко в богатых месторождениях его содержание доходит до сотен граммов на тонну.
- золотые;
- золотопиритные;
- золотомышьяковые;
- золотосеребряные;
- золотомедные;
- золотосурьмяные;
- золотоурановые;
- золотополиметаллические, содержащие, кроме золота, еще два и более промышленных компонентов (медь, свинец, цинк, серебро, пирит, барит и др.);
- золотокварцевые, если в руде содержится не менее 60 % кварца и не более 12 % глинозема. В такой руде промышленную ценность представляют оба компонента – золото и кварц – и она может быть использована в качестве флюса на пирометаллургических заводах.
По степени окисления руды бывают:
- первичные (сульфидные), имеющие наибольшее промышленное значение и содержащие до 80–90 % сульфидов металлов;
- окисленные. В них содержатся в основном оксиды железа, а также оксиды других металлов. К ним относятся также шламистые и глинистые руды;
- частично окисленные (смешанные), содержащие наряду с сульфидными окисленные минералы железа и других металлов.
По крупности частиц золото можно разделить на следующие технологические виды:
- очень крупное – размер золотин 1…5 мм; золотины крупнее 5 мм называют самородками. Извлекается методами гравитационного обогащения;
- крупное – частицы крупнее 0,1 мм (≥ 100 мкм), до 1 мм, сравнительно легко освобождающиеся при измельчении от связи с рудными минералами (свободное золото) и извлекаемые методом гравитационного обогащения;
- мелкое – размер вкраплений от 0,1 до 0,001 мм (от 100 до 1 мкм) – при измельчении частично освобождается, частично остается в сростках с минералами; свободное золото хорошо флотируется и быстро растворяется при цианировании, но трудно извлекается гравитационным обогащением; мелкое золото в сростках хорошо извлекается цианированием, а при флотации извлекается вместе с вмещающими минералами;
- тонкодисперсное – размер частиц меньше 0,001 мм (
- субмикроскопическое – размер частиц меньше 0,1 мкм – ведет себя аналогично тонкодисперсному золоту.
Для того, чтобы найти месторождение «дикого» золота, нужно знать, что может указать вам на наличие драгоценного металла.
Узнайте все о геологии
Для начала, крайне важно узнать основные факты о геологии конкретной территории. Самое главное - знания о типах горных пород, которые сопутствуют золоту. Посмотрите данные о больших месторождениях и выясните, есть ли такие же в вашей местности. Часто золото находится в пределах одной породы или на местах столкновения двух пород.
Кстати, места столкновения пород наиболее перспективны для поиска. Как сообщают геологи, в таких «контактных точках» обычно ранее было высокое давление и температура, а это уже условия для появления и концентрации золота. Найти «контактную точку» можно по изменению цвета горной породы.
Сопутствующие породы
Встретив их, высока вероятность отыскать золотоносную жилу.
Это черные пески (магнетит, гематит). Золото почти всегда связано с железом. В реках с золотым песком часто перемешан черный песок. Так что черная, красноватая, или даже оранжевая почва - признак золота. Металлоискатели на таких почвах обычно «сходят с ума», выдавая море беспорядочных сигналов, поэтому лучше пользоваться специальными, созданными именно для поиска золота.
Затем, признаком золота может служить наличие кварца . Золотые жилы часто образуются внутри кварцевой породы. Но кварц - это второй по распространенности материал на поверхности Земли. Его можно найти где угодно. Но если кварц обнаружен в районах, где уже шла золотодобыча, это повод насторожиться. В отчетах о добыче золота часто встречаются фразы о золотых жилах в кварце.
Также отметим, что кварц, содержащий драгоценный металл, отнюдь не белоснежный, как мы привыкли. Из-за содержания того же железа кварц имеет несколько «ржавый» внешний вид с красноватыми и коричневыми пятнами.
Старицы рек и высохшие русла
Если учесть, что многие реки в Сибири золотоносные, имеет смысл поискать их старицы или высохшие русла. Поиск здесь не затруднен текущей водой, золотые самородки вполне можно найти металлоискателем. Но все же предварительно лучше выяснить, на каких реках мыли или моют золото особенно успешно. Высохшее русло может найтись в полукилометре от русла нынешнего.
Высокие берега
Еще можно поискать золото на высоких берегах золотоносных рек. Естественный процесс, когда русло реки углубляется, а наносы золота остаются выше отметки воды. И такие вот наносы часто остаются без внимания старателей, поскольку большинство золотодобытчиков сосредоточены вокруг кромки воды и на мелководье. Отложения на берегах остаются нетронутыми.
Русла древних рек
Бывает, что мало кто вообще знает, что некогда в данной местности протекала река. И пересохла она на закате Юрского периода, например. А тогда, 200 миллионов лет назад, река была золотоносна, несла тысячи грамм драгметалла в своих бурных водах. За многие миллионы лет рельеф местности изменился, например, на месте реки может образоваться возвышенность, а золото все же еще можно найти.
Для определения содержание золота в руде из нее отбирают пробу (чаще множество проб). Проба руды, отобранная непосредственно из массива породы, называется геологической (исходной). Геологическая проба имеет массу от 2 до 20 кг редко больше. Пробу отправляют в специальную лабораторию. Заплатив некоторую сумму, порядка 500-1000 рублей, через несколько дней можно получить результат анализа - содержание в пробе золота. За дополнительную плату в лаборатории могут определить содержание любых других элементов: серебра, платины и т.п. В настоящее время разработаны различные методы анализов, что предопределяет свободу выбора и необходимость правильно сформулировать задание для лаборатории.
Между тем люди находили золото задолго до того, как появилась возможности отправлять пробы в лаборатории, и умели определять содержание золота простыми методами, которые приведены ниже.
1. А.В.Сурков /1/. Начало прошлого века в России.
Двигаясь по ключу, ручью, распадку, эдакий бородатый паря зорко глядел на русловую щебенку и гальку. Найдя белого, желтого, серого цвета обломки руды, осматривал их. Если в руде обнаруживались блестки соломенно-желтого цвета (пирит) или на фоне светлой руды (кварца) были ржавого цвета вкрапления и примазки, паря, крякнув от удовольствия, собирал подобных обломков около пуда. К этому времени к месту находки подтягивались 2-3 родственника, тяжело груженные припасом и бутаром. Припас - харчи, а бутар - чугунная ступа (20- 30 кг ), сито, пара лотков, кусочек холста для навеса и вещи, необходимые для жизни в тайге. Пока один ладил место ночлега и готовил еду, остальные начинали дробить в ступе куски собранной руды.
На лоток ставилось сито, раздробленная руда из ступы пересыпалась на это сито. Мелкие частички просыпались в лоток, а оставшиеся на сите возвращались в ступу для дробления. После получаса дробления люди менялись местами.
Ступу ставили на песок, покрытый слоем мха (меньше шума), а на верхнюю часть песта надевался кусок толстой коры (отражатель летящих вверх осколков руды). Когда лоток на три четверти наполнялся дробленой рудой, старшой начинал промывку на золото. Процесс дробления при этом не прекращался. Паря, он же старшой, аккуратно, не торопясь, сначала буторил (тряс лоток в воде, не смывая с него руду), пока вода в лотке не осветлится, затем после короткой пробуторки смывал верхний слой руды из лотка и, повернув его к себе той стороной, с которой только что смывал руду, повторял операцию снова и снова. Когда в лотке оставалась четверть от начального объема, промывку останавливал. Брал второй, уже наполненный дробленой рудой лоток, а первый вновь ставил под сито. Второй лоток домыт до четверти и отложен в сторону. В первом поверх уже промытой руды лежит дробленый материал из остатков той кучи щебня (гальки), которая была собрана для дробления (пуд). Паря, домыв до четверти первый лоток, смыл из второго то, что в нем было, в первый (объединил концентрат в один лоток) и продолжил промывку. Остаток в лотке сначала стал светло-серым, постепенно превращаясь в черный шлих. Последняя стадия - доводка черного шлиха. Разбросив последним движением остатки шлиха на одной из плоскостей лотка, паря разогнулся и вновь крякнул - однако, есть золотинки, два на десять «клопиков» и три «таракашки» Золотая жила близко.
Если в лотке золота не оказывалось, поисковики шли в другой ручей, третий. Обычно, если в щебенке из русла протолочка (так называется описанный метод в специальной литературе) показывала металл, то до жилы в бортах долины добирались быстро. Здесь процесс повторяли. Куски из жилы дробили, промывали. Жилы с металлом прослеживали выше по склону и вновь брали ее куски, дробили, промывали. Особенно ценились жилы с крупным металлом. Часто брали породу из верхней части жилы, где кварц был раздроблен самой природой в процессах выветривания.
Основной признак надежного золота - размер золотин и их количество. Экономика определялась на глаз.
2. Мамин-Сибиряк. /2/. Описание относится примерно к 1875 году. Район работ - Южный Урал.
Весь двор был завален кучками золотоносного кварца, добытого рабочими. Фабрика не успевала истолочь его и промыть, а рабочим приходилось ждать очереди по месяцам, что вызывало ропот и недовольство. С внешней стороны золотопромывальня представляла собой очень неказистый вид. На месте бывшего каторжного винокуренного завода сейчас стояло всего два деревянных корпуса. В одном работала толчея, а в другом совершалась промывка измельченного кварца на шлюзах, покрытых медными амальгамированными ртутью листами. В первом корпусе работала набольшая паровая машина, так как воды в заводском пруде не хватало и на ползимы. Вообще обстановка самая жалкая, не имевшая в себе ничего импонирующего. Эта несчастная фабрика постоянно возмущала Карачунского (горный инженер, управляющий - ред.) своим убожеством, и он мечтал о грандиозном деле. Но что поделаешь, когда и тут приходилось только сводить концы с концами, потому что компания требовала только дивидендов и больше ничего знать не хотела, да и главная сила промыслов заключалась не в жильном золоте, а в россыпном.
На фабрике Карачунский нашел все в порядке. Поровая машина работала, толчея гремела своими пестами, в промывальне шла промывка. Всех рабочих «обращалось» на заводе едва пятьдесят человек в две смены: одна выходила в ночь, другая днем. На «пьяном дворе» Карачунский осмотрел кучки добытого старателями кварца и только покачал головой. Хорошего ничего не оказывалось, за исключением одной кучки.
Карачунский велел при себе сейчас же произвести протолочку заинтересовавшей его кучки кварца. Кварц был доставлен в ручном вагончике и засыпан в толчею.
Толчея соединялась в промывальной, и измельченный в порошок кварц сейчас же выносился водяной струей на сложный деревянный шлюз. Целая система амальгамированных медных листов была покрыта деревянными ставнями, - это делалось в предупреждение хищничества. Промытый заряд новой руды дал блестящие результаты. Доводочник, занимавшийся съемкой золота, преподнес на железной лопаточке около золотника (4,27 г) амальгамированного золота, имевшего серый оловянный цвет.
- Это с двадцати пудов? - заметил Карачунский. - Недурно... Это открытие обрадовало Карачунского. Можно будет заложить новую шахту, - это будет очень эффектно и в заводских отчетах и для парадных прогулок приезжающих на промыслы любопытных путешественников. Значит, жильное дело подвигается вперед.
Оба метода опробования руды на золото в принципе, однотипные. Исходные геологические пробы имеют значительную массу, в первом случае 16 кг, а во втором 20 пудов (320 кг). Вся руда измельчается в ступе или толчее (ступа большего размера) и затем промывается. Золото благодаря высокой плотности остается на дне лотка или на шлюзе. Отличие второго метода от первого заключается в использовании при промывке ртути.
Оба метода ориентированы преимущественно на золото крупнее 0,07-0,1 мм, которое хороший промывальщик может удержать при промывке на лотке и увидеть невооруженным глазом. С использованием ртути мелкое золото улавливается также на шлюзе. Золото мельче 0,07-0,1 мм гравитационными методами извлекается плохо. При промывке проб оно легко сносится водой и не осаждается на дне лотка или шлюза. Таким образом, гравитационные методы опробования выявляют только сравнительно крупное золото, а мелкое золото выявляется не полностью.
Протолочки (так называют дробленые пробы руду в современной литературе) использовались еще в древнеримской империи и используются до наших дней. Как правило, они применяются при минералогическом анализе пород. Материал дробленой пробы обрабатывается различными способами: минералы разделяются по величине магнитной восприимчивости, плотности, электропроводности и др. В результате получается важнейшая информация о минеральном составе руды.
Конечно, в настоящее время для дробления проб вместо ступ обычно используют дробилки, мельницы, истиратели. Для полевых условий имеются легкие дробилки с бензиновым двигателем. Для извлечения из протолочки тяжелых минералов и золота разработаны центробежные концентраторы, полнее извлекающие золото, чем шлюзы.
Полученную из жилы кварцевую руду толкут в чугунной ступе до получения из нее порошка. Затем берут небольшую порцию этого порошка, приливают к нему раствор обыкновенной йодной настойки (йода) и несколько раз взбалтывают жидкость. Дав смеси отстояться, опускают в чистый раствор (над осевшим на дно порошком) полоску пропускной бумаги, которая впитывает в себя жидкость. Высушив бумагу и повторив опять погружение ее в раствор несколько раз, сжигают ее после этого. В случае, если в кварце присутствует золото, то после сжигания бумаги зола ее окрашивается в пурпуровый цвет. В случае, если кварц, в котором подозревается золото, содержит и колчеданы, то перед испытанием руды йодом кварц необходимо предварительно отжечь на огне.
Другой прием для обнаружения золота заключается в растворении порошка руды «царской водкой» (смесь азотной и соляной кислот); после этого раствор выпаривают досуха в фарфоровой чашке, остаток разбавляют водой и к нему прибавляют раствор железного купороса. Золото, если оно есть, выпадает в осадок в виде бурого порошка. Или к раствору золота (после выпаривания досуха царской водки) прибавляют двухлористого олова; тогда получается пурпуровое окрашивание жидкости (так называемый «Кассиев пурпур»), а если золота много, то появляется и осадок того же пурпурового цвета.
Литература
1. Сурков А.В.
2. Мамин-Сибиряк Д.Н. Золото. М.: «Правда», 1985
Дополнительная информация
Если исключить золото, растворенное в воде морей и океанов добыча которого пока невыгодна из-за малости концентрации то основная масса его в природе находится в виде золотин – самородных частиц, различных по размерам и форме, распределенных в разных горных породах. Самый большой самородок золота имел массу 153 кг (Чили), а найденная в Шнееберге глыба серебра весила 40 т.
Золотины состоят отнюдь не из чистого золота, а из сплавов и соединений его с серебром, медью, железом, теллуром, селеном, реже висмутом, платиной, иридием и родием. Содержание благородных металлов в сплавах принято измерять пробами – тысячными долями по массе, в золотинах оно обычно составляет 750–900 проб. Главная примесь металла – серебро, в самородном золоте серебра до 30 %. Природный сплав электрум – одна из разновидностей золотин, среди которых различают также по повышенному содержанию отдельных примесей порпецит (Pd) бисмутоаурит (Bi), родит (Rh), платинистое золото. Теллуриды и селениды – химические соединения, из них наиболее обычен – калаверит АuТе 2 .
Форма золотин разнообразна, она может быть округлой пластинчатой, чешуйчатой, дендритоподобной и иной. Чаще других встречаются плоские образования, вытянутые по одной из осей с крючковатыми выступами и ноздреватой неровной или бугорчатой поверхностью (рис. 91).
Рис. 91. Формы золотин в коренных месторождениях и россыпях
Размеры золотин зависят от скорости геологической кристаллизации из гидротермальных растворов, в большинстве они короче 0,1 мм, часто встречается очень мелкое, иногда «невидимое» золото, входящее в состав твердых растворов в пирите и других сульфидах.
Серебро сравнительно редко встречается отдельными частицами или в сплавах без золота. В сульфидных рудах вместе с металлическими включениями в кристаллах галенита, халькопирита и других сульфидов обнаруживается аргентит Ag 2 S, а также изоморфные смеси антимонидов и арсенидов серебра с галенитом и аргентитом. В окисленных рудах нередок кераргирит – природный хлорид серебра AgCl.
Месторождения золота подразделяются на коренные, возникшие в результате первичных геологических процессов, и россыпи, образовавшиеся при вторичных преобразованиях коренных руд под действием сезонных изменений температуры, окисления, разрушения массивов и перемещения минералов водой и ветром.
Руды коренных месторождений, применительно к последующей их переработке, подразделяют на кварцевые и окисленные (не содержащие сульфидов), кварцево-сульфидные, теллуристые и др.
Вмещающими породами могут быть граниты и гнейсы либо сульфиды: пирит, пирротин, арсенопирит, халькопирит и др. В сульфидных рудах минералы меди и свинца – частые спутники золота, которое в них тонко вкраплено либо находится в виде изоморфной примеси.
Обычно золота в рудах 5–15 г/т, в редких богатых месторождениях бывает до сотен граммов на тонну. Рентабельный уровень зависит от состава породы и характера ее залегания. Если предполагается только извлечение золота, его должно быть более 3–5 г/т, иначе могут не оправдаться расходы на добычу и переработку. Большое значение имеет характер залегания – стоимость добычи и доставки руды.
В россыпях основная масса сульфидов окислена. Золотины находятся здесь в смеси, состоящей из валунов, гальки, песка и глины. Поверхностное залегание часто позволяет разрабатывать россыпи открытым механизированным способом с помощью драг, гидромониторов, экскаваторов и других высокопроизводительных машин, поэтому рентабельный уровень содержания золота здесь ниже – 150–300 мг/м 3 песка.
Обогащение россыпей
Для отделения достаточно крупных золотин от породы применяют гравитацию , использующую различие плотностей самородного золота γ = 18000–19000 кг/м 3 , окисленных минералов (γ =2600–6000 кг/м 3) и сульфидов (γ =5000–7000 кг/м 3).
При равных или близких размерах тяжелые зерна быстрее оседают в воде, чем легкие. На частицу, падающую в вязкой среде, в частности в воде, действуют масса и трение. Вначале она оседает ускоренно, но одновременно возрастает трение и через некоторое время скорость падения становится постоянной «критической».
Отсадка – послойное расположение на дне сосуда частиц, выпавших из пульпы нескольких минералов, соответствующее их плотностям. Распределение по слоям наиболее четкое, если частицы имеют одинаковые размеры, например, в результате предварительного грохочения или классификации; однако последнее не обязательно: при малой высоте скорость не достигает критической, а зависит преимущественно от плотности. Для ограничения высоты падения и устранения захвата одних частиц другими отсадку проводят в пульсирующем потоке жидкости, который может иметь переменное направление – вверх и вниз или постоянное только вверх.
Имеет прямоугольный стальной корпус (рис. 92) и коническое днище, соединенное с ним резиновой диафрагмой.
Рис. 92. Диафрагмовая отсадочная машина: 1 – корпус; 2 – сито; 3 – подвижный конус; 4 – пробковый кран для выгрузки концентрата; 5 – резиновая диафрагма; 6 – эксцентрик
Действием штока с эксцентриком днище движется вверх и вниз, вызывая этим пульсацию пульпы с амплитудой 5–80 мм. В верхней части корпуса установлено решето из стальной сетки, а на нем уложена постель из стальных шариков или магнетита крупностью 15–16 мм. Тяжелые частицы, проникающие через постель, выгружаются снизу, а легкие, последовательно пройдя надрешетные пространства нескольких секций, уносятся сливом. Подача подрешетной и надрешетной воды, разрыхляющей постель, способствует разделению. Выход концентрата и содержание в нем золота зависят от присутствия иных тяжелых минералов, например сульфидов. Концентрата получают 0,2–0,8 % по (массе), золота в нем до 65 %.
– другой аппарат для гравитационного обогащения (рис. 93).
Рис. 93. Концентрационный стол: 1 – дека; 2 – загрузочный ящик; 3 – нарифление; 4 – сотрясающий механизм
Он имеет рабочую поверхность – деку, покрытую линолеумом, холстом, резиной или цементом, кроме того, делают нарифление из деревянных планок. Деку устанавливают на станине с поперечным наклоном до 9 град. Пульпа руды с частицами приблизительно одинаковой крупности, подается в загрузочный ящик и вытекает из него на стол плоской струей. Особым механизмом деке сообщается возвратно-поступательное движение в продольном направлении, имеющее характер односторонних резких толчков с амплитудой 12–30 мм и частотой 230–300 в минуту.
При этом каждая частица испытывает действие потока воды, сносящего ее поперек, и толчков, отбрасывающих вдоль стола; в результате она движется под некоторым углом к диагонали и руда располагается на столе веером. Минералы с различными плотностями сходят со стола в разных его участках.
Шлюз – наклонная плоскость с бортами, по которой непрерывно сливается пульпа обогащаемого материала. Поведение твердых частиц при этом зависит от их плотности и размера, трения о поверхность шлюза и скорости потока. Стекающая пульпа расслаивается: тяжелые зерна опускаются в глубь потока, а легкие уносятся верхними его слоями. Крупные легкие частицы скатываются по шлюзу вместе со стекающей пульпой. Подбирая наклон, глубину потока и скорость его движения, можно достичь устойчивого оседания только нужных частиц. Предварительная классификация по крупности облегчает эту задачу.
Для покрытия шлюзов применяют кардерой – ворсисто-рубчатую прочную хлопчатобумажную ткань, вельвет с широкими редкими рубцами, плис, рифленую резину, войлок, сукно, груботканые ковры, брезент, холст, парусину и другие материалы.
Наиболее крупные частицы улавливают на шлюзах с поперечным рифлением, а мелкие требуют покрытий с коротким ворсом, почти гладких. В ячейках ворса возникают восходящие потоки воды, взмучивающие случайно осевшие легкие зерна, а тяжелые удерживаются даже при сравнительно быстром течении. Все это способствует достаточно четкому разделению минералов. С увеличением длины и упругости ворса извлечение золота в концентраты возрастает, которые, однако, при этом обедняются из-за повышенной засоренности легкими минералами.
По мере накопления концентрата разделение ухудшается, поэтому ворсистую поверхность периодически очищают; называя это сполоском. Частый сполоск снижает производительность. В этом отношении удобны шлюзы с соприкасающимися друг с другом длинными сторонами, опрокидывающимися деками, закрепленными на полуосях. Для сполоска одну из них наклоняют на 60 град, вниз и концентрат смывают струей воды, а другая продолжает работать.
Обычные размеры деки стационарного шлюза: площадь (0,75–1,2) х (1.8–5,4) м 2 , уклон 10–17 %, при кордерое до 29 %. Производительность, измеряемая количеством руды (т), которое пропускают по 1 м 2 поверхности шлюза в сутки, при крупном золоте достигает 20, а при улавливании мелких золотин и сульфидов она снижается до единицы.
Ленточные шлюзы производительнее стационарных, они удобны для перечистки концентратов или при большом их выходе. Бесконечная резиновая лента, натянутая между двумя барабанами, имеет накладные борта, удерживающие ворсистый материал. Нижний ведущий барабан вращается от двигателя, он передвигает ленту со скоростью 0,75–1,5 м/мин. У ведомого барабана имеется устройство для сполоска это – брызгало и цилиндрическая щетка.
Ловушка – аппарат весьма простой по устройству, но полезный для выделения крупного золота (рис. 94).
Рис. 94. Гидравлическая ловушка: 1 – камера; 2 – подача воды; 3 – успокаивающий козырек; 4 – разгрузочные патрубки; 5 – сетка для улавливания крупных частиц
Железные пирамидальные камеры устанавливают каскадно с расчетом на самотек пульпы. В верхних частях их натянуты сетки, задерживающие наиболее крупные частицы, а мелкие периодически выгружают через нижние патрубки. Для лучшего разделения в среднюю часть камер непрерывно подается вода, турбулентность струи которой подавляют боковыми перегородками.
Схемы обогащения россыпей зависят от физических характеристик сырья. Если в песках до 10 % шламов и глины тогда требуется малое число простых обработок, а с увеличением этих примесей до 80 % схемы обогащения становятся сложнее, одна из них показана на рис.95.
Рис. 95. Одна из схем обогащения песков
За последние десятилетия механизация добычи и обогащения привела к широкому использованию экскаваторов, бульдозеров, землесосов, гидромониторов и других машин, а также к конструированию и применению передвижных промывочных установок – приборов, содержащих различные наборы обогатительного оборудования. Такие установки легко разбирать, перевозить и собирать на новом месте, по мере истощения отдельных участков или малых россыпей. В состав установки входят скруббер, основные и хвостовые рифленые и ворсистые шлюзы, уловители самородков, иногда также иное оборудование. Со дна рек и озер золотоносные пески добывают и обогащают на драгах – передвижных установках, смонтированных на понтонах.
Переработка шлихов
Первичные концентраты гравитационного обогащения россыпей – серые шлихи – обычно бедны золотом. Схему дальнейшей их доводки выбирают в зависимости от состава. Для удаления сравнительно легких частиц применяют повторное обогащение на шлюзах, отсадочных машинах и концентрационных столах, получая различные оборотные продукты и обогащенные шлихи.
Шлихи доводят – перечищают на месте получения, а шлиховое золото доставляют в металлических контейнерах на аффинажные заводы.
Извлечение золота гравитационными методами зависит от особенностей перерабатываемого сырья и колеблется в широких пределах – 25–75 %.
Обогащение руд
Если руда, помимо извлечения золота, пригодна для выплавки меди и свинца, ее флотируют и часть благородных металлов, перешедшую в свинцовый или медный концентраты, извлекают плавкой и электролизом попутно с основным металлом. Иногда после флотации выгодно получать пиритный концентрат, из которого золото можно выделить гидрометаллургией. При отсутствии тяжелых металлов флотируют золотины и золотосодержащие сульфиды железа, концентраты потом цианируют.
Во всяком случае золотины крупнее 0,1 мм выгодно предварительно выделить сравнительно дешевой гравитацией; к тому же, они плохо флотируются.
Гравитационное обогащение коренных руд проводят с помощью описанных ранее аппаратов – ловушек, отсадочных машин, ворсистых шлюзов и концентрационных столов.
Для выделения тяжелых частиц теперь также применяют короткоконусные гидроциклоны.
Обычными гидроциклонами все чаще пользуются в схемах измельчения вместо классификаторов, они же служат для отделения тонкого, бедного золотом шлама.
Тонкое измельчение перед флотацией проводят стадиально в галечных или рудно-галечных мельницах, избегая загрязнения железом. Все шире пользуются самоизмельчением.
Для флотации применяют сульфогидрильные собиратели – ксантогенаты с разной длиной углеводородной цепи и эфиры дитиофосфорной кислоты. Вспенивателями служат сосновое масло или крезол. В случаях присутствия пирита, не содержащего золота, его подавляют известью.