Краткие теоретические сведения. В рудном сырье благородные металлы обычно содержатся в небольших концентрациях

В рудном сырье благородные металлы обычно содержатся в небольших концентрациях. Часто рудное сырье имеет сложный, комплексный состав. Например, минералы – арсеполирит, халькопирит, пирит, пираргирит, нагнатит, прустит, тетраэдрит, полибазит.

Главное промышленное значение имеет самородное золото – золото, которое кроме основного компонента содержит примеси серебра и меди. Если содержание серебра в минерале золота составляет 10 - 20%, тогда это самородное золото называется электрум. Самородное золото часто встречается с арсеполиритом (FeAsS), пиритом (FeS₂), халькопиритом (CuFeS₂) и другими сульфидами, образуя с ними сростки или образуя в них включения. Значительно реже встречаются в руде калаварит (AuTe₂- Au до 39%), сильванит (Au,Ag Te₄S) - Au до 24%, нагнатит, содержит 6-13% Au.

Подавляющее большинство месторождений Au на Земле возникло в результате осаждения из горячих газо-водных, так называемых гидротермальных растворов, поднимавшихся из глубины Земли к поверхности по трещинам и разломам.

Месторождения золота имеются в Северо- и Восточно- Казахстанской золоторудных провинциях (административно это Кокчетавская, Целиноградская, Кустанайская, Павлодарская, Восточно-Казахстанская области). В Северном Казахстане находятся кварцевожильные месторождения, а в Восточном Казахстане - полиметаллические и –колчеданно-золотые месторождения и россыпи. Кроме того золотосодержащими районами являются Центральный Казахстан, Майкаин-Бощекульский и Джетыгаринский, Южно-Казахстанский и Мугоджарский районы. Всего в республике известно 199 месторождений в т.ч. 127 коренных, 40 комплексных, 32 россыпных, 68% запасов находится в комплексных месторождениях, эксплуатируются ~ 50 месторождений.

Основную часть добываемого в Казахстане золота дают комплексные полиметаллические месторождения и значительно меньше собственные золоторудные месторождения. К комплексным рудам относятся Бощекульское, Зыряновское, Лениногорское, Николаевское, Сокольное, Майкаинское. Собственно золоторудные месторождения - Бестюбе, Вакорчик, Жолымтат, Васильковское, Жолымтатовское.

В Казахстане золоторудные месторождения делятся на 2 типа:

1. Гидротермальные кварцево-золотые месторождения. Они представлены кварцевыми жилами, образующими кварцевые поля. Золото в них заключено в кварце и сульфидах (пирит, арсенопирит, галенит и др.).

2. Гидротермальные колисуанно-золотые месторождения: (медно-золотые, золото-мышьяковые, золото-полиметаллические). Рудные тела представлены жилами и линзами (например, линзы золото-медно-колисданивые-полиметаллические Центрального Казахстана, Рудного Алтая).

Золотосодержащие руды и концентраты, обработка которых при обычном процессе цианирования не обеспечивает высокой степени извлечения золота или требует повышенных затрат, называются упорными.

Переработка упорных руд и концентратов с целью извлечения благородных металлов требует более сложных схем, чем переработка технологически простых золотых руд. Эти схемы включают гравитационное обогащение, флотацию, обжиг, плавку, выщелачивание и другие операции.

Условно считают, что к технологически простым рудам относятся руды, которые удовлетворяют следующим условиям:

1. Извлечение золота в раствор составляет не ниже 90 % при содержании золота в отвальных хвостах цианирования не выше 0,5-1,0 г/т;

2. достаточное измельчение руды перед цианированием 80-90 % класса – 0,074 мм;

3. высокое извлечение золота достигается при перемешивании цианистой пульпы в течение не более 24 часов;

4. можно осадить золото из растворов стандартным способом – цементацией цинковой пылью (степень осаждения не ниже 95-97 %);

5. цианистые пульпы легко сгущаются и фильтруются;

6. расход цианида не превышает 0,5-1,0 кг на 1 т руды.

Этим требованиям удовлетворяют кварцевые руды с небольшим содержанием сульфидных и окисленных соединений железа, золото в которых находится в свободном металлическом состоянии. Все остальные руды относятся к упорным рудам и требуют специальной переработки.

В связи с этим современная технология извлечения и производства благородных металлов и их соединений характеризуется сложными технологическими схемами, которые сочетают обогащение руд, пирометаллургические и гидрометаллургические процессы вскрытия сырья, химические процессы выделения и очистки соединений и разнообразные процессы восстановления металлов и их превращения в компактные заготовки или сплавы.

Эта сложность технологий объясняется следующими причинами:

1. Области применения благородных металлов и их соединений предъявляют высокие требования к чистоте продукции. Для очистки используют новые методы глубокой очистки: перекристаллизация и фракционное осаждение соединений, ионообмен, экстракция органическими растворителями, возгонка и ректификация, вакуумное рафинирование и переплавка (дуговая, зонная, электроннолучевая) и др.

Комплексное извлечение всех ценных составляющих сырья требует значительного усложнения технологии.

Разложение концентрата проводят с использованием пирометаллургических (обжиг, сплавление или спекание с различными реагентами) или гидрометаллургических (обработка кислотами, растворами щелочей) процессов.