Круговорот золота в природе
Разрушаясь, породы коренных месторождений под действием меняющейся температуры воздуха, ветра и дождя превращаются в рыхлый материал и образуют россыпи, которые сначала остаются на том же месте, где и материнские породы, и называются элювиальными. Однако под влиянием гравитации и природных факторов материал россыпи отрывается от коренного месторождения и начинает сползать по склону, образуя дел
ювиальную россыпь. Если путь перемещения преграждает протекающая по долине река, то она переносит золото в другое место, где оно, переоткладываясь, образует аллювиальную россыпь.
Как уже упоминалось, не последнюю роль в трансформации коренного месторождения в россыпное играют микроорганизмы, обладающие избирательной аурофильностью, т. е. способностью извлекать из окружающей среды и концентрировать внутри себя золото (схема 2). Они выделяют его из горных пород, переносят в грунтовые воды и укрупняют.
На микроуровне это происходит следующим образом: клеточная стенка бактерии взаимодействует с коллоидными частицами золота при помощи селективно действующих гликопротеидов. В результате на поверхности бактерии собираются частицы металла, затем происходит их перекристаллизация и они укрупняются в десятки раз. Таким образом, бактерия одевается в «шубу» из микрокристаллов золота. Образующиеся бактериальные организмы срастаются в достаточно крупные агрегаты, которые можно выделить. Так возможно сконцентрировать золото, рассредоточенное в коллоидной системе в виде мельчайших частиц. Затем может происходить растворение тонкого золота под действием органических комплексообразователей: золото переходит из нейтрального состояния в ионную форму. Переход ионного золота в коллоидное состояние благодаря стабилизации органическими соединениями происходит в природе самопроизвольно. Довершает процесс рудообразования работа аурофильных бактерий, которые укрупняют и осаждают частицы коллоидного золота.
Коренные и россыпные месторождения существенно различаются по своим свойствам. Как правило, россыпи более доступны: они залегают на поверхности земли, хотя известны случаи, когда их обнаруживают и на больших глубинах. В процессе образования россыпей золото частично механически очищается от примесей, и поэтому в таких месторождениях (особенно аллювиального типа) оно чище рудного и имеет более высокую пробу. Россыпное золото отличается от рудного и внешним видом. В аллювиальных россыпях весь материал подвергался длительному механическому воздействию, в результате которого золото приобретает округлую форму — окатывается, в руде же коренных месторождений обычно распространено угловатое золото. Еще одно отличие — присутствие самородков, которые образуются только при разрушении коренных месторождений. Очень важно, что золото в россыпях находится в свободном виде, и поэтому нет необходимости применять дорогостоящие и трудоемкие процессы дробления и измельчения, буровзрывные работы, которые необходимы при разработке коренных месторождений.
Таким образом, при равном содержании золота для добычи россыпи экономически более выгодны, чем коренные месторождения. Не случайно исторически освоение новых золотоносных районов начиналось с добычи золота из россыпи, а после ее истощения переходили к коренному месторождению. Однако надо отметить, что наряду с достоинствами у россыпного месторождения есть и недостатки: быстрое истощение запасов, небольшие размеры месторождений и их нелокализованность, требующая проведения работ на обширной территории.
В разное время приоритет в разработке золота отдавался месторождениям разного типа (рис. 3). Более ста лет назад из россыпей добывали почти 90 % всего золота. В 70-е гг. прошлого века их доля составляла не более 3-5 %. В последнее время с открытием новых типов россыпных месторождений их вклад в общее производство золота снова увеличился до 14-15 %. Однако основными на сегодняшний день считаются коренные месторождения.
По своему происхождению обособленно стоят крупнейшие золотые месторождения Южной Африки, которые сложены золотоносными конгломератами (сцементированными галечниками). Механизм их образования, вероятно, отличается от описанного выше для коренных и россыпных месторождений и до настоящего времени точно не определен. Исследователи полагают, что в далекий геологический период по галечникам циркулировали золотосодержащие гидротермальные растворы. Другая версия — там первично образовалась морская россыпь, которая впоследствии под воздействием магмы приняла современный вид. Если геологи разгадают загадку образования месторождений Южной Африки, то, возможно, они смогут обнаружить и другие аналогичные им богатейшие скопления золота.
Способы добычи золота
В отечественной практике при открытом способе разработки коренных месторождений глубина карьеров обычно не превышает 200-250 м. Чаще всего золото коренных месторождений заключено в кварцевых жилах разной толщины и длины, которые могут быть одиночными или залегают целыми семействами, образуя рудную зону. Такие месторождения обычно невыгодно разрабатывать открытым способом, так как рудные жилы круто уходят вглубь и с глубиной количество пустой породы увеличивается. На практике при разработке коренных тонкожильных скоплений применяют подземный способ разработки. Трудность добычи золота из коренных месторождений связана еще с высокой твердостью пород, образующих жилу.
Промышленный процесс получения золота из коренных месторождений один из самых сложных: из огромного массива руды надо выделить содержащееся в ней небольшое количество золота с минимальными потерями. Традиционными методами получения, включающими стадии дробления, измельчения, промывки и амальгамации, наши предки пользовались еще в древние времена. Все эти операции сохранили свою актуальность, но проводят их с помощью современных средств.
Технологические схемы переработки коренных золотосодержащих руд включают процесс подготовки руды (дробление и измельчение), глубокое обогащение измельченной легко- и среднеобогатимой руды, переработку труднообогатимой руды и бедных концентратов с помощью гидро- и пи-рометаллургических процессов (рис. 4). На первом этапе глыбы золотоносной породы размером более 1,5 м подвергают измельчению с помощью различных дробилок в две или три стадии до получения частиц размером меньше 10 мм. Степень измельчения определяется минеральным составом и вкрапленностью золота, физическими характеристиками руд (твердость, абразивность, крупность частиц золота, характеристики поверхности руды). Так, золотосульфидно-кварцевые руды Березовского месторождения (Свердловская обл., Россия) измельчают до 0,4 мм и отсадкой извлекают крупное золото, а на Кочкарской фабрике (Челябинская обл.) перед сорбционным цианированием руды применяют тонкое измельчение (до 0,074 мм).
После подготовки руду подвергают обогащению. В простейшем случае извлечение золота проводят гравитационным методом (отсадкой), в основе которого лежит способность тяжелых золотин оседать быстрее, чем легкая пустая порода.
Скачать реферат