ЗОЛОТО

Обогащение золотоносных песков на шлюзах. Золотой концентрат, шлих. Отсадочная машина. Концентрационный стол

Главный принцип – сила тяжести

Зерна золота в песках россыпей находятся в виде механических примесей, т. е. в свободном состоянии. Поэтому при обогащении их не подвергают дроблению, как это делается, к примеру, при обогащении руды.

Для обогащения золотоносных песков россыпей применяют такие способы, при которых минеральные зерна разделяются благодаря разности их удельных весов. По сравнению с другими способами такое обогащение – гравитационное – просто, экономично и характеризуется сравнительно высоким извлечением золота.

Если смесь минеральных зерен одинакового удельного веса, но различного диаметра бросить в сосуд с водой, то скорость падения их будет неодинакова: более крупные зерна упадут на дно сосуда скорее, чем мелкие. Если же взять смесь зерен одинакового диаметра, но различного удельного веса, то скорость падения зерен с большим удельным весом будет выше и они начнут осаждаться на дно раньше зерен с меньшим удельным весом.

Если опустить в сосуд с водой смесь золота и пустой породы, то на его дне последовательно будут откладываться: вначале крупные частицы золота, не имеющие в данной смеси «равнопадающих» с ними зерен пустой породы, после этого – равнопадающие зерна пустой породы и золота, затем – только зерна пустой породы. В случае, если осаждение происходит не в спокойной воде, а в восходящем потоке, скорость падения зерен будет меньше, и зерна, имеющие скорость падения в воде меньшую, чем скорость восходящего потока, будут вынесены потоком вверх.

На описанных принципах и основаны процессы гидравлической классификации и отсадки.

Наиболее распространенный способ обогащения, основанный на принципе гравитации, – обогащение на шлюзах. Шлюзы просты по конструкции, высоко производительны и как правило обеспечивают сравнительно высокое извлечение золота. Шлюз представляет собой наклонный желоб, изготовленный из дерева или листовой стали. Размеры шлюза самые различные: иногда длина достигает 50 м и ширина варьирует от 0,5 до 1,6 м, но чаще длина шлюза 15–20 м, ширина 0,6–0,8 м. Дно шлюза застилается дырчатым покрытием, состоящим из ячеек, так называемым трафаретом. Но это первое, «ложное» дно шлюза: под трафаретом находится «коренное» дно, устланное ворсистой тканью, или резиной, или плетенкой из прутьев.

Обогащение на шлюзах основано на принципах теории движения минеральных зерен в струе воды, текущей по наклонной плоскости. Скорость движения жидкости в этом случае зависит от угла наклона плоскости и от характера поверхности дна.

Поток воды с золотосодержащим песком при движении по шлюзу расслаивается. Мелкие частицы легких минералов уносятся водой, а на дне шлюза задерживаются зерна, для смыва которых скорость потока недостаточна. Это – крупные зерна легких минералов и имеющие с ними равную скорость движения зерна тяжелых минералов. Понятно, что скорость потока должна выдерживаться очень точно – на дне не должно остаться пустой породы, вода не должна «унести» тяжелые зерна золота. Постепенно на дне шлюза накапливается золотой концентрат.

До последнего времени считалось, что трафареты служат не только для накопления концентратов, но и для вторичного обогащения осевшего материала. При этом имелось в виду, что материал, поступая на шлюз, расслаивается. Зерна, имеющие большую скорость падения, осаждаются быстрее, заполняя ячейки трафаретов, а зерна с меньшей скоростью уносятся водным потоком. Зерна, заполнившие ячейки трафаретов, не остаются неподвижными, а восходящими струями турбулентного потока периодически перераспределяются и «занимают места» в соответствии со своим удельным весом: зерна золота опускаются на дно ячеек, а крупные зерна пустой породы выходят на поверхность и затем смываются потоком.

В последнее время выдвинута другая теория образования концентратов. Согласно этой теории, материал, отложившийся в ячейках трафарета, остается неподвижным. Трафареты предохраняют частицы золота от выноса их из ячеек водным потоком, и поэтому, чем больше скорость потока, тем больше должна быть глубина ячеек, образованных трафаретами, и наоборот. Например, для обогащения материала крупностью меньше 1 мм в качестве застила применяют сукно без трафаретов.

Шлюзы до сих пор служат основными приборами для обогащения золотосодержащих песков. Особенно широко применяют их при добыче песков гидравлическим способом. В этом случае шлюз обычно устанавливают на эстакаде.

Концентрат снимают раз в сутки с головной части шлюза и три раза в месяц со всей площади шлюза.

Отсадка отличается от гидравлической классификации тем, что осаждение происходит в потоке воды, периодически изменяющем направление своего движения – от восходящего к нисходящему, в так называемом пульсирующем потоке.

При отсадке вначале смесь расслаивается и на дне образуется слой зерен с большим удельным весом и наиболее крупных зерен с меньшим удельным весом. Этот слой называют постелью. Теперь необходимо обогатить материал. Это выполняют восходящие потоки воды, которые разрыхляют постель. В образовавшиеся промежутки между зернами «проваливаются» зерна тяжелых минералов, а падающие одновременно с ними зерна легких минералов задерживаются, так как их поперечные размеры больше. Так происходит дальнейшее расслоение зерен по удельным весам, причем в нижнем слое осаждаются зерна, обладающие большим удельным весом, а в верхнем – зерна легких минералов.

Зерна большего удельного веса – это крупинки золота, их направляют для дальнейшей обработки, а верхний «пустой» слой удаляют.

Отсадочные машины получили применение главным образом при обогащении песков, содержащих «тонкое» золото, которое плохо извлекается на шлюзах. Отсадочные машины подразделяют на два основных типа: с неподвижным и подвижным решетами. В машинах первого типа решето, на котором располагается материал, неподвижно, и пульсирующие потоки воды создаются особым механизмом. В машинах второго типа решету вместе с расположенным на нем материалом, находящимся в наполненной водой ванне, придается возвратно‑поступательное движение. Этим и создается пульсирующий поток воды.

отсадочная машина для добычи золота

Схема поршневой отсадочной машины.

Расслаивание песков по удельному весу, форме и крупности зерен при смыве их водой по наклонной поверхности легло в основу процесса обогащения на так называемых концентрационных столах. Расскажем вкратце, что представляет собой этот метод обогащения.

Концентрационному столу придается возвратно‑поступательное движение, скорость которого от начала хода вперед постепенно нарастает, а затем, достигнув наибольшей величины, резко убывает до нуля, после чего стол движется в обратном направлении. Скорость движения при этом резко нарастает, а затем медленно падает до нуля.

Зернам, находящимся на поверхности стола (на его деке), сообщается прерывистое движение вперед. Зерна одинаковой крупности, но различного удельного веса в конце хода вперед и в начале обратного хода будут иметь различную скорость: тяжелые зерна будут двигаться с большей скоростью, чем легкие, и поэтому за одно и то же время пройдут большее расстояние.

Большое влияние на расслаивание золотоносного песка оказывает нарифление деки стола. Рифли располагаются на поверхности стола параллельно направлению его продольного качания. Высота рифлей увеличивается от верхнего загрузочного края к нижнему. Расстояние между рифлями зависит от крупности обрабатываемого материала и средней скорости потока. Наилучшее расстояние между рифлями такое, которое примерно равно расстоянию естественного волнообразования в водном потоке, движущемся по наклонной плоскости.