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.

Золото в камне встречается довольно часто в природе. Его частицы содержатся в прожилках горных пород. Существуют методы определения подлинности благородного металла, чтобы отличить его от обманок - железной и цинковой - при помощи йода, царапания и металлоискателя. Наиболее частые спутники золота - гранит, кварц, диориты.

Как оно выглядит?

Золото в природе встречается в виде самородков, мелкозернистых россыпей, порошковой пыли. Оно включено в прожилки камней и пород. Найденные камни с включениями золота по закону передают в аффинажные предприятия.

Золото в камнях можно встретить в горных реках, скалах, горах, песке морей и озер, руде в смеси с другими минералами. Добыть его оттуда без потерь сложно. А также требуется определить, является ли это вещество именно благородным металлом, а не железным пиритом или цинковой обманкой. Пирит и другие минералы, похожие своим блеском на желтый драгоценный металл, крошатся, если их поцарапать иголкой. Золото из камней не крошится, а царапается, как и другие металлы.

Включения золота в камне

Спутники золотых песков и россыпей очень похожи на драгоценный элемент, но их можно отличить друг от друга. Часто золоту сопутствуют интрузивные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы, - это кварцевые диориты и гранит, кварц. А также соседями драгоценного элемента считаются халькопириты, галериты, пириты, антимониты, сфалериты, арсенопириты. Золото из гранита получить достаточно сложно, требуются специальные технологии.

Цинковая обманка, или сфалерит, - порода темного цвета (черного или коричневого) с характерным блеском. Встречается в виде кристаллов. Легко царапается, в отличие от драгоценного металла, и осыпается, крошится.

Золото из камней получают разными химическими методами. Сульфит свинца именуется галенитом, или свинцовым блеском. Его можно разбить молотком на кубики, на которые был разделен минерал при помощи спайных трещин.

Арсенопирит - это сульфит мышьяка, при разрушении источает чесночный запах.

Сульфит сурьмы, то есть антимонит - порода, сопровождающая золото, имеет блеск, как у свинца, цвет минерала серовато-черный. Кристаллы его игольчатые и могут включаться в кристалл кварца.

Лимонит имеет буро-оранжевую или охристую окраску. Этот минерал, называемый также железняком, является одним из самых распространенных спутников золота. Жилы кварца часто содержат в своем составе кристаллы лимонита. Золото из камней бурого минерала лимонита добывают путем сложной их обработки с помощью кислот, электролитических превращений. Может содержать большое количество металла.

Минерал железняк образует железные шляпы буро-коричневого цвета на сульфитных телах. Золото из камней получают во многих случаях из руды железняка, содержащего много примесей благородного металла. Занимаются этим золотодобывающие предприятия, аккредитованные государством.

Кварц и кварцевые диориты также содержат в себе много драгоценного металла. Они сопровождают его в горных породах, в реках можно увидеть золото из камня и в песке наряду с кристаллами кварца, из жил которого рассыпается золотая пыль и может разноситься по рекам. Иногда она может оседать в иле и почве, песке, на гальке дна рек и озер, побережьях морей и даже океанов. Мелкие частицы металла представлены в виде золотых россыпей.

Как выглядит золото в кварце? Существуют кварцевые породы разного типа - крупно-, мелкозернистые, слоистые, полосчатые, сливные с вкраплениями другого минерала - горного хрусталя. Кварц с включением золота имеет желтовато-бурую окраску. Такой минерал трудно не заметить.

Золото и песок в природе - частые спутники, особенно на дне рек и озер. Существуют несколько видов золотых россыпей:

1. Аллювиальные - образовавшиеся путем разлома горных пород и переноса россыпей по рекам.
2. Элювиальные - рудные тела, не размытые реками, залегающие в водоразделах.
3. Делювиальные - разрушенные породы, содержащие золото. Залегают на склонах гор и побережьях морей и озер.

Золото из камня и песка добывают в реках и озерах, горах при помощи специального оборудования. Россыпи можно находить специальными металлоискателями, настроив нужную частоту.

Существуют разные типы россыпей, которые, кроме золота, содержат и другие ценные породы - вольфрамиты, осмиевые и иридиевые примеси, касситерит, ильменит (титан). Золото из камней может выпасть из-за разлома, образовав россыпи из пыли. Русловые, косовые, долинные, террасовые, ложковые россыпи содержат золото и другие минералы. В руслах рек не имеется торфа, в котором встретить золотые песчинки невозможно. Косовые россыпи располагаются на отмелях, косах в виде плавучих частиц.

Заключение

Аффинаж золота из камня осуществляется специальными предприятиями, имеющими лицензию на данный вид деятельности. В горных породах залегает видимое золото, руды перерабатывают специальным образом, чтоб разделить металл от других минералов и примесей химических элементов.

Источниками получения металлического золота являются:

1. собственно золотосодержащие руды;
2. полиметаллические золотосвинцово-цинковые и платиномедно-никелевые сульфидные руды;
3. 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:

1. очень крупное – размер золотин 1…5 мм; золотины крупнее 5 мм называют самородками. Извлекается методами гравитационного обогащения;
2. 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;
3. 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;
4. тонкодисперсное – размер частиц меньше 0,001 мм (
5. субмикроскопическое – размер частиц меньше 0,1 мкм – ведет себя аналогично тонкодисперсному золоту.

Золотосодержащие руды нередко содержат углистое вещество, обладающее значительной сорбционной активностью по отношению к золотоцианистому комплексу. Это создает существенные трудности при переработке таких руд. При цианировании углистых руд наряду с процессом перехода золота в раствор идет обратный процесс сорбции золота углистым веществом. Вследствие этого потери золота с отвальными хвостами могут достигать значительных величин.

Сорбционная способность углистых веществ может проявляться в различной степени. В некоторых рудах углистые обладают высокой осадительной способностью и сильно осложняют процесс цианирования. Но есть и такие руды, в которых активность углистых компонентов выражена значительно слабее или вообще заметно не проявляется. Поэтому присутствие углистых веществ в золотосодержащей руде еще не дает оснований считать ее упорной. Упорность руд данного типа может быть установлена только технологическими испытаниями. Следует заметить, что выделение углистого флотацией обычно не дает положительных результатов, во флотоконцентрат наряду с углеродистыми компонентами переходят также наиболее легко флотируемые частицы самородного золота.

При невысоком содержании углерода и его незначительной сорбционной активности удовлетворительное извлечение золота из углистых руд можно достичь непосредственным цианированием, проводимым, однако, с соблюдением специальных условий.

При цианировании углистых руд кинетика перехода благородных металлов в раствор определяется соотношением скоростей двух противоположных процессов - растворения и сорбции. Поскольку скорость сорбции прямо пропорциональна концентрации благородных металлов, в начальный момент цианирования, когда концентрация золота в растворе невелика, скорость растворения значительно превосходит скорость сорбции, и концентрация металла в растворе возрастает.

По мере протекания процесса цианирования скорость растворения золота уменьшается, а концентрация его в растворе растет; соответственно увеличивается скорость сорбции. В определенный момент времени скорости обоих процессов становятся я равными. Этому состоянию соответствует максимум на кинетической кривой. При дальнейшем цианировании руды концентрация золота и его извлечение в раствор начинают снижаться, так как скорость сорбции превышает скорость растворения (нисходящая ветвь кривой). Таким образом, максимальному извлечению золота при цианировании углистых руд соответствует вполне определенная продолжительность выщелачивания. В рассматриваемом случае она составляет 35-40 ч. Помимо концентрации золота в цианистом растворе, скорость сорбции зависит также от величины поверхности углистого .

Поэтому при цианировании углистых руд следует поддерживать оптимальную степень измельчения материала. При грубом измельчении руды до -4 мм происходит недостаточно полное вскрытие золота и, как следствие, низкая скорость цианирования и пониженное извлечение золота в раствор. Напротив, измельчение до крупности - 0,074 мм чрезмерно, так как сильная золота наблюдается уже в начальный период цианирования. Очевидно, что оптимальная степень измельчения в рассматриваемом случае соответствует крупности материала - 0,83 мм.

Таким образом, один из приемов непосредственного цианирования углистых руд заключается в проведении обычного цианистого процесса, но с соблюдением оптимальных степени измельчения и продолжительности контакта руды с цианистым раствором.

Другой прием непосредственного цианирования заключается в проведении выщелачивания в несколько последовательных стадий небольшой продолжительности с обновлением (сменой) растворов на каждой стадии. Этот прием основан на том, что сорбция золота уменьшается с понижением его концентрации в растворе, смена растворов позволяет поддерживать концентрацию металла на относительно низком уровне, что уменьшает скорость сорбции и сокращает потери золота с хвостами цианирования.

Адсорбционная способность углистых веществ, входящих в состав золотых руд, может быть несколько снижена предварительной обработкой руды флотационными маслами, керосином, продуктами перегонки каменного угля и некоторыми другими реагентами. В результате такой обработки на поверхности углистых минералов образуется пленка, препятствующая контакту угля с золотосодержащим раствором. Однако эффективность такого приема невелика, и в настоящее время его применяют редко.

Определенный интерес представляет углистых руд с применением водорастворимых органических нитрилов (органических цианидов), в частности, α-гидроксинитрилов, малононитрила (нитрила малоновой кислоты) и др. Эти соединения содержат в своем составе нитрильную группу CN, которая, очевидно, и играет основную роль в процессе растворения золота, связывая его в комплексный анион типа ⁻ , подобно тому, как это происходит при обычном цианировании. Как показывают исследования, применение соединений этого типа для цианирования углистых руд повышает извлечение золота за счет уменьшения его сорбции углистым веществом. Последнее обусловлено, по-видимому, тем, что размер образующихся комплексных анионов золота превышает размер микропор углистого вещества. Возможности практического использования органических нитрилов для цианирования углистых руд окончательно не установлены.

Наиболее эффективным способом цианирования углистых руд и концентратов является сорбционное выщелачивание. При введении ионита в цианируемую пульпу золото-цианистый комплекс интенсивно сорбируется смолой, поэтому концентрация золота в жидкой фазе пульпы в течение всего процесса сохраняется на низком уровне, и сорбция золота углистым веществом ослабляется.

Введение ионита в пульпу резко подавляет сорбцию золота углистым веществом и, соответственно, повышает извлечение золота. Технология сорбционного выщелачивания углистого сырья имеет свои особенности. Главными из них являются исключение операции предварительного цианирования и проведение сорбционного выщелачивания при повышенной (до 3-4 %) концентрации ионита в пульпе. Оба эти приема максимально уменьшают концентрацию золота в жидкой фазе цианируемой пульпы и тем самым подавляют сорбцию золота углистым веществом. Опыт отечественной извлекательной промышленности показывает, что по сравнению с обычным цианированием сорбционная технология повышает извлечение золота из углистого сырья на 15-20 %.

Нередко встречаются углистые руды, в которых частично или полностью тонко вкраплено в сульфидные , преимущественно в и . Такие зуды, как правило, обогащают флотационным методом. При этом в концентрат переводят углистое вещество, золотосодержащие и значительную часть свободного золота. Для вскрытия тонкодисперсного золота и выжигания углерода концентрат подвергают двухстадиальному окислительному обжигу; полученный огарок цианируют. Возможна также переработка концентрата на медеплавильных или свинцовых заводах. Хвосты флотации, если в них остается заметное количество свободного золота, подвергают цианированию.