Pengayaan gravitasi bijih yang mengandung emas

Saat ini konsentrasi gravitasi emas banyak digunakan di pabrik ekstraksi emas di seluruh negara di dunia, termasuk negara produsen utama logam tersebut.

Menurut sifat bahan baku yang diolah, pabrik-pabrik ini dibagi menjadi 3 kelompok:

• bijih kuarsa dan kuarsa-sulfida yang mengandung logam mulia terutama dalam bentuk yang larut dalam sianida.
• bijih pirit dan arsenik-pirit dengan emas tersebar halus dalam sulfida yang tahan terhadap sianidasi, serta bijih yang mengandung bahan karbon aktif penyerapan.
• bijih kompleks yang mengandung, bersama dengan emas dan perak, logam berat non-ferrous (tembaga, timbal, seng, antimon), serta uranium.

Dalam setiap kelompok, jumlah perusahaan yang menggunakan proses gravitasi, pengayaan flotasi, dan sianidasi ditentukan (Tabel 1, 2).

Tabel 1. Skala penerapan gravitasi, flotasi dan sianidasi

Tabel 2. Pengayaan gravitasi bijih

Pengayaan gravitasi bijih yang mengandung emas -

Lebih dari 1/3 perusahaan mempraktikkannya, namun tanpa gravitasi, kombinasi dengan proses lain hampir tidak pernah digunakan.

Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan besar telah dicapai dalam teknologi pengayaan gravitasi bahan baku bijih emas. Hal ini diwujudkan, pertama-tama, dalam penciptaan perangkat baru yang mampu mengekstraksi tidak hanya partikel besar tetapi juga sangat kecil dari logam emas yang dilepaskan selama proses penggilingan bijih, seperti konsentrator sentrifugal dan mesin jigging sentrifugal, di mana intensitasnya pemisahan partikel emas dan mineral lain dengan kepadatan butiran yang lebih rendah meningkat berkali-kali lipat.

Dalam sebagian besar kasus, gravitasi digunakan dalam kombinasi dengan sianidasi, flotasi, atau keduanya. Untuk bijih Sederhana, skema yang paling umum adalah pengayaan gravitasi dan flotasi gravitasi dengan sianidasi tailing flotasi, dan dalam beberapa kasus, konsentrat gravitasi. Tujuan utama gravitasi dalam opsi ini adalah untuk menghilangkan emas bebas berukuran besar dari bijih menjadi produk (konsentrat) yang diproses dalam siklus metalurgi yang terpisah dari sebagian besar bijih.

Selain meningkat (biasanya sebesar 2-4% dari total perolehan emas), hal ini memungkinkan untuk mencegah atau setidaknya secara signifikan mengurangi akumulasi emas dalam peralatan penggilingan dan pencampuran.

Flotasi, seperti pengayaan gravitasi, mengacu pada metode pengayaan mekanis, ketika konsentrasi dan pemisahan komponen mineral dilakukan tanpa mengganggu struktur kristal dan komposisi kimianya. Metode tersebut juga dapat mencakup pemisahan magnetik, listrik dan radiometrik (termasuk penyortiran fotometrik), pemisahan mineral berdasarkan bentuk dan ukuran partikel, adhesi selektif (pengumpulan melalui permukaan yang lengket) dan beberapa proses lainnya. Namun, tidak seperti metode yang disebutkan di atas, termasuk metode gravitasi, flotasi didasarkan pada penggunaan reagen kimia yang melakukan berbagai fungsi.

Dasar pengayaan flotasi, yang biasanya dilakukan dalam lingkungan berair, adalah prinsip pemberian sifat hidrofobik pada butiran komponen yang diekstraksi, sehingga butiran tersebut tidak dibasahi oleh air dan “didorong” ke batas. fase cair dan gas, meskipun massa jenis butiran ini jauh lebih tinggi daripada massa jenis air.

Hidrofobisitas diberikan pada butiran mineral melalui reagen pengumpul (kolektor) yang dimasukkan ke dalam suspensi dan dipasang pada permukaan partikel yang diekstraksi, misalnya sulfida. Proses pemisahan yang terakhir dari sisa massa bijih (“tailing” flotasi) diintensifkan dengan mengaerasi pulp dengan udara, menggunakan bahan pembusa khusus dan reagen yang menghambat flotasi mineral batuan sisa, serta dengan mengatur nilai pH, yaitu menciptakan lingkungan pulp yang asam, basa atau netral.

Berkat beragamnya reagen flotasi, yang jumlah totalnya sekitar 6-8 ribu, dimungkinkan untuk mengkonsentrasikan hampir semua mineral melalui flotasi. Atas dasar yang sama, prinsip dan metode pemisahan (pemilihan) berbagai campuran mineral telah dikembangkan untuk memperoleh produk individual (konsentrat) yang memenuhi persyaratan pasar dan kondisi untuk penggunaan selanjutnya atau pemrosesan kimia dan metalurgi. Dalam kaitan ini, flotasi sebagai salah satu metode pengayaan mekanis bahan baku mineral mempunyai potensi yang sangat besar sehingga menyebabkan penggunaannya secara luas di berbagai industri, termasuk metalurgi non-besi dan besi, industri batubara, dalam produksi berlian, grafit. fosfor, barit, magnesit, tanah liat koalin murni dan produk mineral lainnya. Saat ini, lebih dari 2 miliar ton mineral diproses setiap tahun dengan metode flotasi, dan ini merupakan karakteristik terbaik dari proses teknologi ini.

Flotasi memegang peranan yang cukup penting dalam benefisiasi bahan baku bijih emas. Namun, hal ini memperhitungkan satu keadaan penting yang membedakan kemampuan flotasi bijih emas dari sebagian besar bijih logam non-besi. Yang terakhir ini dicirikan oleh pemisahan yang jelas dari tahapan teknologi utama: pembalut bijih dan pemrosesan konsentrat metalurgi. Tahapan-tahapan ini dilakukan di masing-masing perusahaan (pabrik konsentrasi, pabrik metalurgi), yang seringkali merupakan bagian dari berbagai asosiasi produksi. Pada saat yang sama, sebagian besar pabrik ekstraksi emas beroperasi sesuai dengan skema dengan siklus lengkap pemrosesan bijih hingga produk akhir yang dapat dipasarkan - emas batangan (paduan Dore). Oleh karena itu, pengolahan bijih di perusahaan pertambangan emas biasanya dilakukan dengan skema gabungan, menggabungkan operasi pengayaan flotasi gravitasi dengan sianidasi dan operasi kimia dan metalurgi lainnya (peleburan, pemanggangan, autoklaf atau oksidasi biokimia, dll.).

Manfaat flotasi bijih di pabrik pemulihan emas

Menurut aktivitas flotasi pada bijih, mineral yang mengandung emas dapat disusun dengan urutan sebagai berikut (dalam urutan menurun):

- percampuran logam emas dengan besi sulfida (pirit, arsenopirit) dan sulfida logam non-besi berat (kalkopirit, galena, dll.);

- sulfida yang mengandung emas itu sendiri, di mana emas hadir dalam bentuk inklusi logam tipis;

- butiran emas bebas dan paduan emas dan perak alami (elektrum, kustelite, dll.)

Efek terbesar dari penggunaan flotasi dicapai ketika mengekstraksi emas dari bijih dengan mineralisasi dominan sulfida. Flotasi sangat jarang digunakan untuk bijih emas teroksidasi, karena tidak memberikan pemulihan logam yang memuaskan menjadi konsentrat, sehingga jauh lebih rendah dalam hal ini dibandingkan proses sianidasi bijih secara langsung. Namun penggunaan flotasi ternyata sangat berguna dalam proses studi mineralogi untuk mengisolasi butiran halus emas bebas dari bijih teroksidasi untuk pemeriksaan mikroskopis selanjutnya guna menentukan ukuran dan morfologi butiran emas. Biasanya proses flotasi bijih emas dilakukan dalam lingkungan yang sedikit basa (pH = 7-9). Untuk menciptakan lingkungan seperti itu, soda atau kapur digunakan (yang terakhir lebih jarang digunakan, karena memiliki sifat depresif yang lemah terhadap pirit yang mengandung emas, dan sampai batas tertentu, terhadap emas asli).

Etil atau butil xantat digunakan sebagai pengumpul. Minyak pinus atau kresol biasanya digunakan sebagai bahan pembusa. Untuk mengaktifkan pirit, tembaga sulfat dimasukkan ke dalam pulp (selama penggilingan).

Depresi mineral gangue, termasuk tanah liat, dihasilkan oleh silikat dan (lebih jarang) natrium sulfida. Yang terakhir ini juga digunakan untuk sulfidasi permukaan partikel mineral teroksidasi (malachite, azurite, cerussite, anglesite, smithsonite, dll.) untuk memberikan aktivitas flotasi padanya.

Untuk flotasi bijih emas dan perak, tergantung pada komposisi materialnya, berbagai perangkat digunakan: mesin flotasi mekanis multi-ruang, pneumomekanis, pneumatik, serta mesin flotasi volume besar (tangki). Dalam beberapa tahun terakhir, kolom flotasi telah dikembangkan dan berhasil dioperasikan di sejumlah perusahaan pertambangan emas, yang dirancang untuk pengayaan bijih yang digiling halus dan bubur untuk konsentrasi emas asli dan sulfida yang mengandung emas kasar dalam siklus penggilingan bijih. Flotasi kilat dipandang sebagai alternatif metode gravitasi untuk mengekstraksi emas dari bijih yang “baru dihancurkan” dan efektif digunakan di pabrik.

Flotasi sangat jarang digunakan sebagai satu-satunya proses teknologi. Ini terutama adalah perusahaan yang memproses bijih kompleks, yang, bersama dengan emas dan perak, mengandung logam non-besi lainnya (tembaga, timbal, seng, antimon) dalam konsentrasi dan bentuk mineral yang memungkinkan dan kelayakan ekonomi dari ekstraksi terkait logam-logam ini. menjadi produk cair yang dapat dipasarkan. Melakukan flotasi dalam mode reagen khusus memungkinkan untuk mengisolasi konsentrat tembaga, timbal, seng dan antimon dengan komposisi standar dari bijih emas, yang dikirim untuk pemrosesan selanjutnya ke pabrik metalurgi khusus. Selama flotasi, sebagian besar logam mulia yang ada dalam bahan baku juga masuk ke dalam konsentrat ini. Kemungkinan ekstraksi selanjutnya ditentukan oleh teknologi produksi metalurgi utama.

Strategi utama perusahaan pertambangan emas yang melakukan pengolahan bijih polimetalik secara kompleks, selain memperoleh konsentrat logam non-ferrous berkualitas melalui flotasi, adalah untuk memastikan ekstraksi emas semaksimal mungkin di lokasi menggunakan proses teknologi lain, khususnya pengayaan gravitasi dan sianidasi. Teknologi gabungan gravitasi-flotasi-sianida untuk pemrosesan bijih kompleks dipraktikkan oleh sebagian besar perusahaan.

Objek yang disukai untuk penggunaan flotasi adalah bijih yang tahan teknologi, di mana emas berasosiasi erat dengan besi sulfida dan tidak dapat diekstraksi dengan sianidasi tanpa menggunakan proses persiapan yang agak rumit dan mahal: pemanggangan oksidatif, autoklaf, atau oksidasi biokimia sulfida.

Flotasi memungkinkan tidak hanya untuk mengkonsentrasikan sulfida yang mengandung emas (pirit, arsenopirit) dalam sejumlah kecil konsentrat yang dikirim untuk pemrosesan metalurgi, tetapi juga untuk memisahkan sulfida ini, misalnya pirit dan arsenopirit atau pirit dari berbagai generasi, berbeda dalam kandungan emas.

Sebagai salah satu opsi, pengayaan bijih emas kadar rendah (Au 2,2 g/t) dilakukan dengan menggunakan teknologi gabungan flotasi gravitasi. Dalam proses flotasi, digunakan aktivator khusus emas metalik dan percampuran emas dengan pirit. Dalam kombinasi dengan kalium amil xantat (pengumpul pirit) dan karbon dioksida dimasukkan ke dalam pulp untuk mempertahankan nilai pH optimal = 8,4-8,6, reagen ini memungkinkan untuk mengekstrak 85% emas ke dalam konsentrat sambil mempertahankan sekitar 75% pirit. hadir dalam tailing flotasi terutama fraksi yang tidak mengandung emas. Dengan mempertimbangkan gravitasi, total perolehan emas menjadi konsentrat di pabrik lebih dari 90% - dengan hasil konsentrat hanya 1,9% bijih.

Saat memproses bijih karbon sulfida, peningkatan kualitas dan pengurangan hasil konsentrat yang mengandung emas dicapai melalui penghilangan flotasi awal fraksi limbah batubara dari bijih dalam hal kandungan emas, atau melalui flotasi karbon dan sulfida secara berurutan dengan pemilihan bahan yang cermat. rezim reagen pada setiap tahap.

Jika terdapat secara simultan bahan tahan api (dalam sulfida) dan emas yang mudah tersianidasi dalam bijih, pengayaan flotasi dilengkapi dengan operasi sianidasi, yang dilakukan pada bijih asli sebelum flotasi atau tailing pengayaan flotasi. Konsentrat pirit dan arseno-pirit yang diperoleh selama flotasi juga diproses di lokasi dengan sianidasi, tetapi hanya setelah paparan awal secara kimia, termokimia atau biokimia dari sulfida yang mengandung emas.

Di perusahaan yang mengolah bijih dengan komposisi sederhana dengan emas yang relatif mudah tersianidasi, flotasi hanya digunakan jika hal tersebut memastikan produksi limbah tailing yang mengandung emas dan jika pada saat yang sama biaya pemrosesan hidrometalurgi berkurang secara signifikan, karena tidak seluruh massa bijih. mengalami sianidasi, tetapi hanya konsentrat flotasi.

Flotasi telah menjadi proses yang sangat beragam dalam hal reagen yang digunakan dan peralatan yang digunakan, sehingga memungkinkan penggunaannya lebih luas dari sebelumnya, termasuk pada bijih berkadar rendah dan kompleks. Karena flotasi, dimungkinkan untuk meningkatkan perolehan emas dan memastikan profitabilitas yang dapat diterima dari pengembangan deposit. Pada saat yang sama, sifat multivariat dari proses ini memerlukan studi laboratorium dan teknologi bijih yang serbaguna dan menyeluruh, serta pengalaman dan pengetahuan yang luas, untuk menemukan opsi yang tepat yang akan memberikan efek terbaik untuk kondisi tertentu.

Dasar teknologi modern untuk mengekstraksi emas dan perak dari bijih endapan primer adalah sianidasi, yang terdiri dari pencucian selektif logam mulia dengan larutan alkali sianida: natrium, kalium, kalsium. Kemudian logam terlarut dipisahkan dari larutannya dengan berbagai metode untuk akhirnya mendapatkan produk komersial berkualitas tinggi - logam batangan (Dore metal), dikirim ke kilang. Dalam beberapa kasus, pemurnian emas dan perak dilakukan langsung di lokasi, yaitu. dalam kondisi perusahaan pertambangan emas.

Perlu dicatat bahwa di masa lalu, sianidasi konsentrat gravitasi yang mengandung partikel besar emas dan mineral berat lainnya (khususnya sulfida) dalam perangkat tipe tangki (agitator mekanis dan pneumomekanis) dianggap tidak dapat diterima karena rendahnya laju pelarutan emas. dan sulitnya menjaga suspensi dalam kondisi tersuspensi, yang mengakibatkan pengendapan fraksi berat di bagian bawah peralatan. Saat ini, masalah ini diselesaikan melalui penggunaan drum mixer horizontal, serta perangkat dengan sirkulasi paksa larutan sianida dan reaktor kerucut. Perangkat ini memungkinkan sianidasi konsentrat gravitasi yang mengandung emas dengan hampir semua karakteristik granulometri. Dengan demikian, teknologi tradisional konsentrasi gravitasi emas dengan finishing mendalam dari konsentrat primer menjadi “kepala emas” yang kaya, cocok untuk peleburan menjadi paduan emas-perak (logam Dore), dilengkapi dengan metode alternatif pengolahan konsentrat hidrometalurgi dengan logam sedang. konten, setelah pemurnian satu atau dua kali pada tabel konsentrasi atau perangkat finishing lainnya.

Efektivitas opsi ini semakin meningkat jika tidak hanya konsentrat gravitasi yang mengalami sianidasi, tetapi juga tailing dari pengayaan gravitasi bijih (menggunakan mode pelindian yang “lebih lembut”), karena dalam hal ini dimungkinkan untuk mengarahkan residu padat dari bijih tersebut. siklus “konsentrat” ke dalam proses hidrometalurgi umum yang pada akhirnya menghasilkan produk komersial tunggal.

Sejarah industri pertambangan dan metalurgi dunia, kemungkinan besar, tidak mengetahui contoh lain dari perkembangan dinamis dan penguasaan proses teknologi, seperti pencucian emas dengan sianida. Hal ini misalnya dibuktikan dengan gambar berikut. Proses sianidasi dipatenkan pada bulan Oktober 1887. Tahun berikutnya, 1888, demonstrasi instalasi semi-industri dibuat, dan pada tahun 1889, pabrik sianidasi bijih emas pertama di dunia dibangun. Setahun kemudian, pabrik sianidasi industri kedua mulai beroperasi, produksi emas selama 4 tahun meningkat dari 9 kg (1890) menjadi 9 ton (1893), yaitu. seribu kali. Perkembangan pesat teknologi sianidasi selanjutnya mengarah pada fakta bahwa proses ini dengan cepat mengambil tempat terdepan dalam produksi emas dunia secara keseluruhan dari bahan baku bijih, yang selama 110 tahun (1890-2000) tumbuh dari 200 menjadi 2500 ton per tahun. Selama 20 tahun terakhir, 92% emas dunia diperoleh dengan menggunakan sianidasi dari bijih endapan primer (8% sisanya adalah bagian logam yang diekstraksi dari bijih logam berat non-ferrous: tembaga, timah , antimon, dll.).

Keunggulan teknologi sianidasi, yang dilakukan dengan menggunakan larutan dengan konsentrasi sianida yang sangat rendah (0,3-1 g/l ke bawah), pertama-tama terletak pada kenyataan bahwa hal itu dilakukan dalam lingkungan yang sedikit basa (pH = 9,5 ~ 11,5) pada suhu normal (“ruangan”) dan tekanan atmosfer, yang menentukan efisiensi ekonomi yang tinggi dari sianidasi bijih emas.

Peran penting dimainkan oleh perkembangan Biro Tambang AS (US BM) pada ekstraksi adsorpsi emas dari media sianida dengan karbon aktif granular (1952) dan pelindian tumpukan sianida (HC) dari bijih bongkahan dan timbunan bijih (1969) .

Fasilitas pelindian tumpukan emas adsorpsi karbon komersial pertama didirikan pada tahun 1974 untuk timbunan batuan yang mengandung kurang dari 2,5 g/t emas, sehingga pada saat itu tidak menguntungkan untuk memprosesnya menggunakan teknologi pabrik konvensional. Pada tahun 80-an abad terakhir, proses KB menjadi sangat luas di industri pertambangan emas di Amerika Serikat, dan kemudian di negara-negara lain. Hal ini difasilitasi oleh pengembangan USBM selanjutnya untuk aglomerasi awal bijih yang dihancurkan halus dan berlendir sebelum KB (1979). Di Rusia, selama 10 tahun terakhir, telah didirikan sekitar 20 perusahaan industri yang melakukan pelindian tumpukan bahan mentah bijih emas, dengan total volume pemrosesan lebih dari 5 juta ton per tahun.

Biasanya, bijih tambang terbuka dengan kandungan emas 0,5 hingga 1,5 g/t mengalami pelindian tumpukan, yang mana 50 hingga 80% logamnya diperoleh kembali melalui sianidasi. Hal ini memastikan pengoperasian perusahaan yang menguntungkan dengan berbagai ukuran: dari 0,5 hingga 15 juta ton bijih per tahun. Terkadang kombinasi operasi pelindian bijih timbunan dan bendungan digunakan.

Sebagian besar bijih mengalami pelindian tumpukan setelah penghancuran awal hingga 65 mm dan aglomerasi bijih yang dihancurkan dengan larutan kapur dan sianida. Pengolahan bijih kadar rendah (Au kurang dari 0,5 g/t) dilakukan tanpa penghancuran dan aglomerasi menggunakan metode pelindian bendungan. Pemulihan emas menjadi larutan adalah 70%, termasuk. 80% - dengan pelindian tumpukan dan 65% - dengan pelindian bendungan.

Arah lain untuk meningkatkan efisiensi proses hidrometalurgi adalah integrasi operasi pelindian timbunan dan bendungan dengan teknologi sianidasi pabrik.

Proses pelindian bendungan dilakukan pada bijih berukuran “lubang dasar” tanpa penghancuran terlebih dahulu. Emas diekstraksi dari solusi dalam instalasi terpisah. Batubara jenuh emas dari kedua siklus pelindian digabungkan dan dielusi menggunakan teknologi standar. Total perolehan emas adalah 90%, termasuk dalam siklus teknologi pabrik - 95% dan dalam pencucian bendungan - 73%.

Kemungkinan pengolahan bahan bijih emas kadar rendah yang menguntungkan melalui sianidasi dikonfirmasi oleh praktik perusahaan yang melakukan ekstraksi emas tambahan dari tailing lama pengayaan tahun-tahun sebelumnya. Masalah ini, mengingat pentingnya (termasuk bagi industri pertambangan emas Rusia), patut mendapat pertimbangan khusus dalam publikasi terpisah. Di sini perlu dicatat bahwa, mengingat biaya minimal untuk mengembangkan jenis deposit emas "teknologi" ini dan menyiapkan tailing lama untuk pemrosesan hidrometalurgi selanjutnya (sianidasi menggunakan teknologi pabrik), profitabilitas proses dipastikan dengan ekstraksi emas pada tingkat tertentu. 0,4-0,5 g/t bahan baku asli.

Objek penerapan sianidasi tidak hanya bahan yang mengandung emas yang buruk, tetapi juga cukup kaya, khususnya konsentrat dari flotasi dan pengayaan gravitasi bijih.

Sedangkan untuk konsentrat yang mengandung emas gravitasi, hingga saat ini satu-satunya metode pemrosesan yang dapat diterima adalah penyelesaian mendalam (pembersihan ulang) dengan peleburan selanjutnya dari "kepala emas" yang dihasilkan menjadi batangan logam. Namun, kini telah diciptakan perangkat khusus yang memungkinkan pencucian butiran besar emas metalik dengan larutan sianida.

Area penting dalam penggunaan proses sianida adalah pemrosesan bijih tahan api dan konsentratnya. Ini termasuk bahan yang mengandung inklusi emas terdispersi dalam butiran besi sulfida padat dan tidak larut sianida: pirit dan arsenopirit. Kemungkinan pemrosesan bahan-bahan tersebut dengan metode hidro atau pirometalurgi "bebas sianida" telah dipelajari sejak lama. Namun, hasil positif dari sisi ekonomi belum diperoleh. Oleh karena itu, hampir semua perusahaan pertambangan emas yang beroperasi saat ini mengekstraksi emas dari bijih pirit tahan api dan arsenopirit (konsentrat) dengan proses sianida yang sama, tetapi hanya setelah tambahan mekanis (penggilingan halus dan ultrahalus), kimia (oksidasi autoklaf), termokimia (pembakaran) atau biokimia. pembukaan sulfida yang mengandung emas. Biasanya, biaya operasi persiapan ini jauh lebih mahal dibandingkan sianidasi itu sendiri. Namun, jika digabungkan, keduanya memastikan ekstraksi emas yang tinggi dalam produk komersial akhir dan efisiensi ekonomi keseluruhan dari proses teknologi.

Sianidasi juga memainkan peran penting dalam pemrosesan bijih emas kompleks yang mengandung tembaga, timbal, antimon, seng, dan logam non-besi berat lainnya, yang ekstraksi terkaitnya tampaknya memungkinkan secara teknologi dan layak secara ekonomi.