Процесс получения золота из рудной массы включает несколько операций. Это зависит от характеристик руды и экономических факторов. Конкретную технологию подбирают с учетом характеристик породы, в частности, ее состава и дополнительных примесей.
Подготовительные операции
Первоначально руда подвергается дроблению и измельчению до мелкой фракции. Это увеличивает площадь поверхности частиц, что способствует полному извлечению драгоценного металла на последующих стадиях. Размер частиц регулируется в зависимости от применяемого метода добычи.
После измельчения может применяться гравитационное обогащение для предварительного отделения золота с высокой плотностью от более легких минералов. Этот метод особенно эффективен для руд с крупным самородным золотом. Процесс основан на разнице в удельном весе золота и других минералов, при этом используется специальное оборудование: шлюзы, отсадочные машины и концентрационные столы.
Цианирование
Один из самых распространенных способов добычи – цианирование. Руда обрабатывается раствором цианида натрия или калия в присутствии кислорода. Золото растворяется, образуя комплексные цианиды. Этот метод эффективен для извлечения мелкого золота, не поддающегося гравитационному обогащению. После растворения драгоценный металл осаждают из раствора цинком или активированным углем.
При цианировании требуется тщательно контролировать основные параметры процесса:
- концентрацию цианида;
- показатель pH раствора;
- температуру;
- время контакта.
Необходимо соблюдать строгие меры безопасности для предотвращения загрязнения окружающей среды цианидами.
Данная технология совершенствуется, и сегодня активно используют менее токсичные альтернативы цианиду, например, тиомочевину, и разрабатывают замкнутые циклы водоснабжения для сокращения сброса отходов.
Меркурирование (амальгамация)
Более старый, но все еще используемый метод – амальгамация. Этот процесс основан на способности золота образовывать сплав (амальгаму) с ртутью. Ртуть смешивается с измельченной рудой, золото растворяется в ней. Амальгаму затем отделяют от пустой породы и нагревают, ртуть испаряется, оставляя чистое золото.
Данный метод имеет экологические ограничения из-за токсичности ртути. Ее использование в процессе амальгамации серьезно угрожает здоровью человека и окружающей среде. Пары, выделяющиеся при нагревании амальгамы, могут вызывать отравления. Поэтому во многих странах применение этого метода запрещено или строго ограничено.
В качестве альтернативы разрабатываются более безопасные технологии, например, использование центробежных концентраторов для золотоизвлечения.
Флотация
Метод флотации применяется для извлечения золота, ассоциированного с сульфидными минералами. Измельченную руду смешивают с водой и специальными реагентами. Пузырьки воздуха прикрепляются к сульфидам с золотом и поднимают их на поверхность, образуя пену. Ее собирают и далее перерабатывают, извлекая драгоценный металл.
Эффективность флотации зависит от подбора реагентов:
- собиратели селективно адсорбируются на поверхности минералов, что делает их гидрофобными и тем самым упрощает прикрепление к пузырькам воздуха;
- пенообразователи создают стабильную пену, которая удерживает концентрат на поверхности;
- регуляторы контролируют pH среды и предотвращают прилипание пустой породы к пузырькам.
Биовыщелачивание
Перспективный метод – биовыщелачивание, при котором используют микроорганизмы для окисления сульфидов и высвобождения золота. Этот метод считается экологически безопасным по сравнению с цианированием, но требует специфических условий и более длительного времени. Бактерии окисляют сульфиды, благодаря чему упрощается извлечение драгметалла технологией цианирования или другими методами.
В процессе биовыщелачивания используют различные виды бактерий, например, Acidithiobacillus ferrooxidans и Acidithiobacillus thiooxidans. Они получают энергию за счет окисления железа и серы, содержащейся в сульфидных минералах. Процесс протекает в специальных биореакторах, где поддерживаются оптимальные условия для жизнедеятельности бактерий: температура, pH, концентрация кислорода и питательных веществ.
Очистка и рафинирование
Полученное золото после любого из вышеперечисленных процессов нуждается в дальнейшей очистке и рафинировании для достижения высокой степени чистоты. Это нужно для того, чтобы получить высокую пробу, и чтобы металл был пригоден для использования в ювелирной промышленности, электронике и других отраслях. Для этого чаще всего применяют:
- Электролиз. Один из наиболее распространенных методов рафинирования золота. В этом процессе нечистый драгметалл используется в качестве анода, а чистый осаждается на катоде. Электролит представляет собой раствор хлорида золота. При пропускании электрического тока драгметалл с анода растворяется и переходит в раствор, а затем осаждается на катоде в виде чистого металла.
- Химическое осаждение. Метод основан на селективном осаждении золота из раствора с помощью химических реагентов.
Какую технологию извлечения выбрать?
Конкретный способ извлечения драгоценного металла подбирают, ориентируясь на минералогический состав руды, содержание золота, предполагаемые финансовые затраты. Зачастую применяются комбинации различных подходов, что позволяет достичь наилучшего результата.
Технологии постоянно совершенствуются, появляются новые, более эффективные и экологически безопасные способы добычи. Например, исследуются новые типы выщелачивающих реагентов, более селективные и менее токсичные, чем цианид. Разрабатываются инновационные технологии переработки отходов горнодобывающей промышленности для извлечения остаточного золота и других ценных металлов. Большое внимание уделяется автоматизации процессов добычи и переработки для повышения эффективности и снижения затрат. Кроме того, ведутся исследования в области нанотехнологий для создания новых материалов и методов золотоизвлечения.