Технология обогащения золотосодержащих руд и россыпей. Ч. 1. Обогащение золотосодержащего сырья

УДК 622.7:622.342:669.218 
Б86 

Р е ц е н з е н т 
що^^ссо^ 
Л.С.Стрижко 

Бочаров В.А., Игнаткина В.А. 

Б86 
Технология обогащения золотосодержащих руд и россыпей. 

4.1. Обогащение золотосодержащего сырья: Курс лекций.М.:МИСиС,2003.-270с. 

в курсе лекций изложены сведения о минерально-сырьевой базе золотосодержащих руд и россыпей РФ и стран СНГ; подробно рассмотрен вещественный состав золота в рудах, россыпях, техногенном сырье. Даны требования к минеральному сырью и концентратам по золоту. Приведены основные 
теоретические и практические материалы по подготовке золотого сырья к 
обогащению, его переработке методами гравитации, сепарации, флотации. 

Обобщены данные по новым технологиям доводки гравитационных золотых концентратов, включая магнитные методы. Приведены технические характеристики современного технологического оборудования, применяемого при 
различных технологических схемах гравитационного обогащения золота. 

Рекомендуется при подготовке к экзамену и выполнении курсовых и 
дипломных работ и проектов по курсу «Технология обогащения золотосодержащих руд и россыпей». 

© Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС), 2003 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1. Минерально-сырьевая база 
5 

1.1. Общие сведения 
5 

1.2. Промышленные типы месторождений 
13 

1.2.1. Коренные месторождения 
13 

1.2.2. Россыпные месторождения 
23 

1.2.3. Конгломераты 
29 

1.2.4. Техногенное сырье 
31 

1.2.5. Общая генетическая и технологическая характеристика 
рудопроявлений золота 
34 

1.3. Технология разработки месторождений 
38 

1.3.1. Традиционные методы добычи руд и россыпей 
38 

1.3.2. Шахтные и скважинные технологии разработки 
месторождений 
40 

1.4. Общие сведения о производстве и применении золота 
42 

1.4.1. Развитие золотодобывающей промышленности 
42 

1.4.2. Общие сведения о свойствах благородных металлов 

и применении золота 
46 

1.4.3. Требования к качеству минерального сырья и 
концентратов 
49 

2. Технологические особенности золотосодержащего сырья 
51 

2.1. Химические свойства золота 
51 

2.2. Минералы золота и формы его ассоциаций с другими 
компонентами 
53 

2.3. Геолого-минералогическая характеристика и фазовый 
состав золота 
60 

2.4. Технологическая характеристика и факторы, 
определяющие выбор технологии извлечения золота 
69 

2.4.1. Технологическая характеристика золота руд коренных 
месторождений 
74 

2.4.2. Технологическая характеристика золота песков 
россыпных месторождений 
77 

2.4.4. Характеристика золота техногенного сырья 
85 

2.5. Принципы построения технологических схем переработки 
золотосодержащих руд и россыпей 
88 

3. Подготовка минерального сырья к обогащению 
92 

3.1. Общие сведения о подготовительных операциях 
92 

3.2. Дезинтеграция песков россыпей. Процессы и аппараты 
96 

3 

3.2.1. Барабанные дезинтеграторы 
97 

3.2.2. Корытные мойки 
104 

3.2.3. Вибромойки 
106 

3.2.4. Струйные машины 
108 

З.З.Технология обогащения песков россыпей на промывочных 

приборах 
109 

3.4. Сепарационные комплексы для обогащения песков 

техногенных месторождений 
114 

4. Гравитационные процессы 
118 

4.1. Общие принципы разделения минеральной смеси в 
гравитационных аппаратах 
118 

4.2. Обогащение на шлюзах 
120 

4.3. Обогащение на отсадочных машинах 
125 

4.4. Обогащение на винтовых приборах 
131 

4.5. Обогащение на концентрационных столах 
139 

4.6. Обогащение в короткоконусных гидроциклонах 
147 

4.7. Обогащение в центробежных концентраторах 
161 

4.8. Обогащение песков на модульных установках 
179 

4.9. Обогащение песков на драгах 
200 

4.9.1. Общие принципы обогащения на драгах 
200 

4.9.2. Технологические схемы обогащения на драгах 
215 

4.10. Схемы доводки гравитационных концентратов 
218 

5. Амальгамация золотых руд и концентратов 
237 

6. Магнитно-электрические методы сепарации 
243 

6.1. Магнитная сепарация 
243 

6.2. Магнитно-гидродинамическая и магнитногидростатическая сепарация 
243 

6.3. Магнитно-флокуляционная сепарация 
244 

6.4. Магнитно-жидкостная сепарация 
248 

7. Флотация золота 
250 

Библиографический список 
270 

4 

1. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА 

1.1. Общие сведения 

Спрос и потребление золота подвержены коньюктурным колебаниям рынка в меньшей степени, чем других металлов. Кроме того, 
золото, как валютный источник для оперативных внешнеторговых 
операций, является средством обеспечения кредитов. Государственные запасы золота оказывают существенное влияние на политические 
и экономические отношения межгосударственного сотрудничества. 

Мировое производство золота в период с 1980 по 1994 гг. 
возросло с 1154 до 2304 т/год, т.е. почти в два раза. Следует отметить, что в последующие годы имели место значительные колебания 
в производстве золота в сторону его снижения, в том числе в России 
и в странах СНГ. Основными причинами этого явления в отечественной промышленности были: резкое снижение объемов финансирования из госбюджета на добычу и производство золота, повышение цен на энергоносители, увеличение платежей и налогов в центральные и местные бюджеты, задержка взаиморасчетов между 
предприятиями и другие экономические факторы. За последние годы 
наметилась тенденция увеличения спроса и производства золота как 
на мировом рынке, так и в России. 

Наиболее крупными 
производителями 
золота 
являются 
США, Канада, Австралия, ЮАР, Россия, Танзания, Заир, Гана, Зимбабве и другие страны. Добыча золота в 1995 г. составила, т: в 
США - более 300, в Канаде 149, в странах Латинской Америки 252 (в 
т.ч. в Бразилии 75, Чили 43, Неру 38, Колумбии 25), в Китае 140, 
Японии 10. 

Запасы золота по месторождениям оцениваются следующими 
данными, т: США 5600, Австралия 3400, Бразилия 800, Канада 1500, 
Россия 3100, ЮАР 19800, Узбекистан 3000, другие страны 9500; общемировые запасы составляют 46000 ... 71000. 

Формы нахождения золота в земной коре разнообразны: самородное, теллуриды, ферри-формы, включения в сульфидах, сорбированные, металлоорганические, водорастворимые и др. В соответствии 
с этим различны рудопроявления золота. Его добывают из россыпей, 
коренных руд, конгломератов, забалансового и техногенного сырья. 

Преобладающая доля общих запасов золота в мире (включая 
Россию) приходится на шесть геологических типов собственно золо
5 

торудных месторождений (75,8 %), а также на различные золотосодержащие месторождения (12,6 %). В классе метаморфогенных и метаморфических месторождений к одному из геолого-промышленных 
типов относятся месторождения золотоносных конгламератов со 
значительными запасами золота (Витватерсранд в ЮАР, Тарква в 
Гане, Жакобина в Бразилии и др.). В классе гидротермальных месторождений к важным геолого-промышленным типам относятся: 

1) эпитермальные месторождения золото-серебряных и золото-теллуридных руд, пространственно связанные с вулканотектоническими постройками; общие запасы до 10000 т (Лихир, Поргера в Папуа-Новой Гвинее; Майское, Многовершинное, Аметистовое в России; Раунд-Маунтин в США; Рефугио в Чили); 

2) месторождения, 
заключенные 
в 
метатерригенновулкагенных породах архейских зеленокаменных поясов 6800 т 
(7,2 % общих мировых запасов); 

3) месторождения 
преимущественно 
прожилкововкрапленных и вкрапленных руд в песчанико-сланцевых углеродистых формациях (Сухой Лог, Нежданинское в России; Мурунтау, 
Даугызтау в Узбекистане; Ашанти, Тебереби в Гане), заключающие 6,3 % мировых общих запасов; 

4) пластовые и субдастовые месторождения в терригеннокарбонатных и карбонатных формациях, относящиеся к так называемому карлинскому типу (Голдстрайк, Голд-Кворри, Пайплайн в 
США; месторождения провинции Гуйчжоу в Китае, района Пилгримс-РествЮАР)-4,7%. 

В классе экзогенных месторождений к важному геологопромышленному типу принадлежат россыпи золота, в которых заключено около 5 % общих запасов металла. 

На собственно золоторудные месторождения второстепенных 
геолого-промышленных типов приходится 11,6% мировых запасов 
(около 11 000 т металла), в том числе на приобретающий в последнее 
время все большее значение тип месторождений золотоносных кор 
выветривания 0,95 %. 

В табл. 1.1 приведены запасы золота в рудах и россыпях, а на 
рис. 1.1 карта распределения запасов. 

6 

Таблица 1.1 

Запасы золота на 01.01.1996 г. и содержание золота в рудах и россыпях 

Территория 

1 

Европа 
В том числе: 

Болгария 
Испания 
Румыния 
Украина 
Чехия 
Швеция 
Югославия 

Азия 
В том числе: 

Армения 
Индия 
Индонезия 
Казахстан 
Киргизия 
Китай 
Корея Сев. 
Сауд. Аравия 
Таджикистан 
Узбекистан 
Филиннины 
Япония 

Африка 
В том числе: 

Гана 
Зимбабве 
Мали 
Танзания 
ЮАР 

Америка 
В том числе: 

Аргентина 
Боливия 
Бразилия 
Венесуэла 
Гайна 
Гренландия 
Доминиканская респ. 
Канада 

Запасы 
золота 
подтвержденные, т 

2 

1003 

140 
105 
36 
15 
85 
55 
400 
7695 

220 
88 
1850 
755 
300 
700 
80 
77 
80 

2050 
1000 
260 

23586,8 

820 
290 
80 
64 

22000 
12112 

425 
245 
700 
200 
90 
60 
335 
3250 

Содержание золота в месторождениях 

золоторудных, г/т 

от 
3 

0,8 
1,5 
1 
4 
1 
2 
5 

5 
2 
1 
3,5 
2 
2,6 
2 
1,7 
2,8 
2 
2 
3 

2 
2 
2,8 
3 
2 

2 
2 
1 
1 
1 
2 
1 

ДО 
4 

6 
3,4 
5 
10 
6 
4 
24 

12 
8 
9,3 
12 
11 
10 
7 
30 
6 
10 
25 
70 

19 
16 
15,5 
15 
19 

8,5 
7 
15 
28 
11 
51 
5 
59 

золотосодержащих, г/т 
от 
5 

0,05 
0,6 
0,1 
0,1 
0,1 
0,3 

0,2 
0,1 
0,1 
0,05 
0,05 
0,1 
0,1 
0,3 
0,1 
0,1 
0,3 


0,05 


0,05 

0,05 

0,5 
0,2 

ДО 
6 

2,2 
1,5 
0,3 
1,5 
0,4 
1 

0,5 
1,9 
2 
0,3 
0,5 
6 
1 
2 
0,7 
2 

0,6 
0,8 

0,7 
0,5 
5,8 
3 
2,3 

россыпных, 

г/м^ 

от 
7 

0,05 
0,1 

0,05 


0,1 
0,1 
0,5 
0,3 
0,5 
0,5 
0,2 
0,5 
0,2 
0,2 

0,4 
0,5 
0,4 

0,8 
0,3 
0,5 
0,5 
0,1 
0,2 

ДО 
8 

0,3 
0,8 
0,6 

0,6 
1,2 
1,5 
1,5 
2,5 
2 
1 
2 
0,3 
1,5 

1,5 
2,5 
1 
0,3 

1,6 
2,5 
6 
4 
0,5 
0,7 

7 

Продолжение табл. 1.1 

1 

Колумбия 
Коста-Рика 
Мексика 
Панама 
Перу 
США 
Чили 
Эквадор 

2 
3 

100 
80 
385 
100 
200 
5050 
630 
130 

5 
1,3 
1 
1 
1,5 
0,6 
1 
2 

4 
15 
8,5 
9 
4 
21 
8 
16 

5 
0,1 
0,1 
0,15 
0,05 

2 

6 
1,5 
0,08 
0,5 
0,8 
0,3 
4,5 

7 
0,2 
0,3 
0,2 
0,2 
0,08 
0,5 
0,1 

8 
3 
1,5 
1,3 
1 
1 
1 
0,8 

Океания 
и Австралия 
В том числе: 
Австралия 
Новая Зеландия 
Пануа-Повая Гвинея 

Итого 
В том числе: 
Развитые страны 
Развивающие страны 
Бывшие соц. страны 

4478 

2450 
100 
1900 
48875 

33400 
10460 
5015 

1,2 
1,8 
1 

20 
8 
14 

0,2 
0,3 

3,3 
1,9 

0,2 
0,2 
0,1 

1,8 
1,5 
0,5 

Рис. 1.1 Карта распределения запасов золота в мире 

8 

По запасам золота Россия находится на третьем месте в мире 
после ЮАР и США. Месторождения золота выявлены в 40 субъектах 
РФ, основная масса их сосредоточена в Сибири, на Востоке и в Центрально-Уральском регионе. Прогнозируется увеличение производства золота до 40 % из руд коренных месторождений в основном за 
счет ввода новых рудников на коренных месторождениях (Олимпиадинское, Кубака, Березовское, Куранахское, Ветринское, Джульета, 
Кочкарское, Ключевское, Северо-Енисейское и другие). Основные 
разрабатываемые месторождения, дающие большую часть добычи 
золота (около 70%), расположены в районах Крайнего Севера, а 
также в Красноярском крае. Иркутской области. Республике Саха, 
Магаданской области, в Чукотском автономном округе. По данным 
М.П. Казимирова 
в 
2001г. 
золотодобычу 
вели 
более 
600 предприятий, из которых 50% составили старательные артели; 
лишь 19 предприятий являются государственными, а 25 предприятий - с долей государственной собственности. Основную часть золота (74 %) добывают 70 предприятий с объемом годового производства 300 кг; 55,6 % золота добывают 22 крупных предприятия с годовым объемом более 1 т золота. В табл. 1.2 приведена структура запасов и добычи золота в России. 

Таблица 1.2 

Структура запасов и добычи золота в России 

Тип месторождений по 
запасам,т 

Коренные месторождения: 

мелкие (< 25) 

средние (25 - 100) 

крупные (более 100) 

Россыпные месторождения: 

<0,5 

0,5-1,0 

1,0-5,0 

>5 

Запасы, % 
от общих 

14,4 

30,21 

55,65 

23,4 

14,7 

16,2 

45,7 

Добыча, % 
от общей 

15,0 

24,0 

61,0 

58,0 

14,7 

19,9 

7,4 

Относительное число месторождений, % 

по запасам 

76,7 

19,3 

4,0 

79,7 

9,6 

0,7 

10,0 

по добыче 

69,1 

23,6 

7,3 

78,0 

10,0 

1,6 

10,4 

По запасам, содержанию золота в рудах, объему производства и себестоимости добычи месторождения и предприятия разделяют 
на группы: 

9 

По запасам, т: 

очень крупные 
> 1000 

крупные 
100 - 100 

средние 
10-100 

мелкие 
1 - 10 

очень мелкие 
<1 

По содержанию золота в руде, г/т: 

очень богатые 
> 10 

богатые 
5-10 

средние 
2 - 5 

бедные 
0,5-2,0 

очень бедные 
< 0,5 

По объему производства золота, т/год: 

очень крупные 
> 50 

крупные 
10-50 

средние 
5-10 

мелкие 
1-5 

очень мелкие 
<1 

По себестоимости добычи и переработки, долл/год: 

высокорентабельные 
<4 

рентабельные 
4 - 6 

средней рентабельности 
6-10 

низкорентабельные 
10-14 

убыточные (на грани) 
> 14 

В последние годы в России наметилась тенденция к увеличению спроса на золото, а соответственно и к производству продукции 
золотодобывающих и золотоперерабатывающих предприятий, хотя 
еще сохраняется инерция замедленного их развития. Причинами неустойчивого развития предприятий золотой промышленности является отработка богатых месторождений и переход на труднообогатимое бедное минеральное сырье, требующее значительных капитальных и эксплутационных затрат, а также неустойчивость рынка энергетических ресурсов. 

За рубежом около 90 % золота производят из руд коренных 
месторождений. Еще несколько лет назад в РФ до 90 % золота добывалось из россыпей. В настоящее время добыча золота из россыпей 
снизилась до 60 %; в последние годы наметилась тенденция к увеличению производства золота из коренных руд. 

10 

в России в конце 90-х годов XX в. по сравнению с 1990 г. 
произошло снижение добычи золота. В мировом объеме добычи Россия переместилась с 3-го на 4-е место. Однако в 2001 г. уже было добыто около 124 т золота в 2002 г. 175 т. 

В табл. 1.3 приведены данные о производстве золота в РФ за 
последние три года XX в. (по данным Минфина РФ, союза золотопромышленников России и журнала «Майнинг Эньюзл Ревью»). 

Таблица 1.3 

Производство золота в десяти основных золотодобывающих регионах России, т 

Территории Российской Федерации 

Всего 
В том числе: 

Магаданская область 
Красноярский край 
Республика Саха (Якутия) 
Иркутская область 
Хабаровский край 
Амурская область 
Республика Бурятия 
Чукотский автономный округ 
Свердловская область 
Читинская область 

1998 г. 

114 

30,3 
14,1 
11,1 
10,9 
5,6 
8,7 
4,6 
6,2 
3,4 
4,1 

1999 г. 

126 

29,3 
18,2 
13,0 
12,3 
12,3 
9,3 
5,5 
6,0 
4,2 
4,5 

2000 г. 

143 

29,4 
17,7 
17,0 
16,3 
14,3 
11,8 
7,5 
6,0 
4,9 
5,1 

Федеральной программой намечен рост добычи и производства золота в РФ в 2,5 раза, т.е. с 143 до 300 т золота в год, в том числе и за счет освоения россыпей. 

В РФ имелись богатые аллювиальные месторождения россыпей, которые добывались и осваивались в первую очередь по наипростейшей технологии, с малыми капитальными затратами и высокими показателями по сравнению с рудными месторождениями. На 
сегодня эти россыпи в основном отработаны, и в ближайшие годы 
доля рудного золота будет расти и сокращаться доля россыпного золота. Задача ускоренного освоения перспективных коренных месторождений золота определена в Федеральной программе как стратегическое направление развития золотодобывающей отрасли. Руды 
многих коренных месторождений являются упорными по ряду основных технологических признаков: наличие субмикроскопических 
минеральных ассоциаций золота с размером частиц от тысячных до 
нескольких десятых долей миллиметра, связанных с пиритом, арсенопиритом, пирротином и другими сульфидами; присутствие шла
11 

мующихся теллуридов, других минералов, растворимых в цианиде, 
сорбционно-активного органического углерода, глинистых компонентов; высокое содержание мышьяка, наличие окисленных пленок 
гидратированных оксидов железа и др. Все это позволяет отнести 
подобные руды к типу упорного сырья для цианирования, которое 
является основным классическим процессом извлечения золота из 
руд. Например, при цианировании концентратов, выделенных из руд 
Майского месторождения, извлечение золота составляет 10 ... 20% 
при содержании его в концентрате 70 г/т. 

В зарубежной практике такие руды перерабатывают по химико-металлургическим технологиям: окислительный обжиг - цианирование; бактериальное окисление - цианирование. Извлечение золота при этом возрастает до 92 ... 97 %, однако эти процессы энергоемки, поскольку требуют больших затрат энергии на дезинтеграцию 
и вскрытие золота. Подобные технологии отрабатываются и на отечественных рудах. В академических, отраслевых институтах разрабатывается (акад. РАН В.А. Чантурия) новая технология вскрытия 
золота под воздействием мощных электромагнитных или электрических импульсов, позволяющая снизить энергозатраты в 2-3 раза при 
высоком уровне извлечения золота. 

В мировой практике за последние 10-15 лет наблюдается 
значительный рост добычи золота, который произошел вследствие 
внедрения таких новых технологий, как кучное выщелачивание, сорбционное извлечение золота из растворов (пульп) активными углями, 
применение модульных малотоннажных установок. Основным сырьем 
для этих технологий является техногенное сырье золотоизвлекательных фабрик, старых россыпей, бедные забалансовые руды и т.д. С 
1999 г. подобные технологии находят широкое применение и в РФ. 

В настоящее время перед золотодобывающей отраслью РФ 
стоят следующие задачи: 

- 
добыча и переработка золоторудного минерального сырья 
с мелким и тонкодисперсным золотом (- 0,25 ^ 0,15) + 0,001 мм; 

- 
вовлечение в переработку труднообогатимых упорных и 
бедных золотосодержащих руд; 

- 
разработка вяломерзлых и талых месторождений золота 
северного и северо-восточного регионов РФ; 

- 
извлечение золота из техногенного сырья. 

В связи с этим возникает необходимость направленного поиска нетрадиционных технологий и объектов переработки сырья: кучное 
выщелачивание золота из бедных руд и техногенных образований, 
12 

бактериальное и другие методы выщелачивания золота из упорных 
сульфидных тонкодисперстных и углистых руд. В РФ кучное выщелачивание реализовано в Башкирии, на Чукотке, в артелях «Саяны», 
«Амур» и др. Исследованы с положительными результатами десятки 
объектов для кучного выщелачивания золота. Освоена технология 
подземного выщелачивания золота в Свердловской области. 

Таким образом, оценка золотосодержащих месторождений 
должна начинаться с рассмотрения генотипа, глубины и условий залегания руд; характера минерализации; содержания, крупности, 
формы золота; свойств полезных минералов и пород; обводненности; 
наличия примесей и т.д. 

1.2. Промышленные типы месторождений 

Месторождения золота являются полиформационными по 
времени; они маломощны, но многочисленны, имеют вулканогенное 
и гидротермальное происхождение и возникли в широком температурном режиме (90 ... 1300 °С) на разных глубинах от 10 м до 5 км; 
генетически связаны со всем спектром пород (основных, щелочных, 
кислых и др.). 

Вмещающие породы могут быть вулканогенные и осадочные. 
Кроме самостоятельных рудопроявлений золото концентрируется во 
многих рудных месторождениях: меди, серебра, свинца, цинка, 
вольфрама, молибдена, олова, висмута, урана, железа и других, в которых находится в виде примесей в различной форме. Некоторые 
месторождения золота являются комплексными. Существует несколько классификаций месторождений золота; все они имеют либо 
генетический, либо технологический характер. 

В основном встречаются три типа рудопроявлений золота: россыпи, коренные, конгломераты. Основная золотосырьевая база России 
расположена на Урале, в Якутии, Забайкалье, на Дальнем Востоке. 

1.2.1. Коренные месторождения 

Различают экзогенные (поверхностные) и эндогенные (глубинные) месторождения. Минеральный состав эндогенных месторождений представлен кварцем, карбонатами, борнитом, гематитом, 
сульфидами и др. В экзогенных месторождениях качественный состав основных минералов близок к минеральному составу эндогенных месторождений, но содержание золота иное. Как правило, руды 

13