Dacă excludem aurul dizolvat în apa mărilor și oceanelor, a cărui extracție este încă neprofitabilă din cauza concentrației mici, atunci cea mai mare parte a acestuia în natură se găsește sub formă de pepite de aur — particule de pepite, diferite ca mărime și formă, distribuite în diferite roci. Cea mai mare pepită de aur cântărea 153 kg (Chile), iar un bloc de argint găsit în Schneeberg cântărea 40 de tone.
Lingourile de aur nu constau din aur pur, ci din aliaje și compuși de aur cu argint, cupru, fier, telur, seleniu, mai rar bismut, platină, iridiu și rodiu. Conținutul de metale nobile în aliaje se măsoară de obicei prin probe — miimi din masă, în aur, este de obicei de 750-900 de probe. Principala impuritate a metalului este argintul, în pepitele de aur argintul ajungând până la 30 %. Aliajul natural electrum este una dintre varietățile de zolotine, printre care porpecita (Pd), bismutoaurita (Bi), rodita (Rh), aurul platinat se disting și prin conținutul crescut de anumite impurități. Tellururile și selenurile sunt compuși chimici, dintre care cel mai frecvent este calaveritul AuTe2.
Forma pietrelor de aur este variată și poate fi rotunjită lamelară, fulg, dendritică și altele. Cele mai frecvente sunt formațiunile plate, alungite de-a lungul uneia dintre axe, cu proeminențe în formă de cârlige și o suprafață neuniformă sau grumoasă asemănătoare unei nări (fig. 91).
Dimensiunile exemplarelor de aur depind de viteza de cristalizare geologică din soluții hidrotermale; în majoritatea cazurilor, ele sunt mai scurte de 0,1 mm; se găsește adesea aur foarte mic, uneori „invizibil”, care face parte din soluțiile solide din pirita și alte sulfuri.
Argintul se găsește relativ rar ca particule individuale sau în aliaje fără aur. În minereurile sulfuroase împreună cu incluziuni metalice în cristale de galenă, calcopirita și alte sulfuri argentita Ag2S, precum și în amestecuri izomorfe de antimonide și arsenide de argint cu galenă și argentită. Cerargyrita, o clorură naturală de argint AgCl, este puțin frecventă în minereurile oxidate.
Zăcămintele de aur sunt subdivizate în zăcăminte primare, care sunt rezultatul unor procese geologice primare, și placeri, care sunt formate prin transformări secundare ale minereurilor primare datorate schimbărilor sezoniere de temperatură, oxidării, distrugerii masivelor și deplasării mineralelor de către apă și vânt.
În ceea ce privește prelucrarea lor ulterioară, minereurile din zăcămintele primare se împart în cuarț și oxidate (fără sulfuri), cuarț-sulfuri, telururi etc. Rocile gazdă pot fi granite și gnaisuri sau sulfuri: pirită, pirhotită, arsenopiridă, calcopiridă etc.
Rocile intermediare pot fi granite și gnaisuri sau sulfuri: pirită, pirhotită, arsenopiridă, calcopiridă etc. În minereurile sulfuroase, mineralele de cupru și plumb sunt însoțitoare frecvente ale aurului, care este fin diseminat în ele sau sub formă de adaos izomorf.
De obicei, aurul din minereuri este de 5-15 g/t, în zăcăminte rare bogate poate ajunge până la sute de grame pe tonă. Rentabilitatea depinde de compoziția rocii și de natura prezenței sale. Dacă se preconizează doar extragerea aurului, acesta ar trebui să fie mai mare de 3-5 g/t, în caz contrar costurile de exploatare și prelucrare putând să nu fie justificate. De mare importanță este natura apariției — costul de extracție și de livrare a minereului.
În placeri, masa principală de sulfuri este oxidată. Minele de aur se găsesc aici într-un amestec de bolovani, pietricele, nisip și argilă. Apariția la suprafață face adesea posibilă exploatarea placherelor prin metoda mecanizată deschisă, folosind drage, hidromonitoare, excavatoare și alte utilaje foarte productive, prin urmare nivelul rentabil al conținutului de aur aici este mai scăzut — 150-300 mg/m 3 de nisip.
Îmbogățirea placentei
Pentru a separa granulele de aur suficient de mari din rocă se utilizează gravitația, folosind diferența de densitate dintre aurul nativ γ = 18000-19000 kg/m 3 , mineralele oxidate ( γ =2600-6000 kg/m 3 ) și sulfuri (γ =5000-7000 kg/m 3 ).
La dimensiuni egale sau apropiate, granulele grele se depun mai repede în apă decât granulele ușoare. O particulă care cade într-un mediu vâscos, în special în apă, este afectată de masă și de frecare. Inițial se depune cu o viteză accelerată, dar în același timp frecarea crește și, după un anumit timp, viteza de cădere devine o viteză „critică” constantă.
Sedimentarea este dispunerea strat cu strat pe fundul unui vas a particulelor precipitate din pulpa mai multor minerale, corespunzător densității acestora. Stratificarea este mai clară dacă particulele sunt de aceeași dimensiune, de exemplu ca urmare a cernerii sau clasificării preliminare; totuși, aceasta din urmă nu este necesară: la înălțimi mici, viteza nu atinge viteza critică, ci depinde în principal de densitate. Pentru a limita înălțimea de cădere și a elimina prinderea unor particule de către altele, sedimentarea se realizează într-un flux de fluid pulsatoriu, care poate avea o direcție variabilă ascendentă și descendentă sau o direcție constantă numai ascendentă.
Mașina de sedimentare cu diafragmă are o carcasă dreptunghiulară de oțel (fig. 92) și un fund conic legat de aceasta printr-o diafragmă de cauciuc.
Prin acțiunea unei tije cu un excentric, fundul se mișcă în sus și în jos, provocând o pulsație a pulpei cu o amplitudine de 5-80 mm. În partea superioară a corpului se află o sită din plasă de oțel, iar pe aceasta se află un pat de bile de oțel sau magnetită cu o grosime de 15-16 mm. Particulele grele, care pătrund prin pat, sunt evacuate prin partea de jos, iar particulele ușoare, care au trecut succesiv prin spațiile de peste sită ale mai multor secțiuni, sunt antrenate de scurgere. Alimentarea cu apă sub și peste strat, care slăbește patul, favorizează separarea. Randamentul concentratului și conținutul de aur depind de prezența altor minerale grele, cum ar fi sulfurile. Randamentul concentratului este de 0,2-0,8 % în (masă), iar conținutul de aur este de până la 65 %.
Masa de concentrare este un alt aparat pentru concentrarea gravitațională (figura 93).
Are o suprafață de lucru — o punte acoperită cu linoleum, pânză, cauciuc sau ciment, în plus, lamele de lemn sunt folosite pentru a face o riffle. Puntea este montată pe un pat cu o înclinare transversală de până la 9 grade. Pulpa de minereu cu particule de dimensiuni aproximativ egale este introdusă în cutia de încărcare și iese din aceasta pe masă cu un jet plat. Prin intermediul unui mecanism special, masa este supusă unei mișcări reciproce în direcția longitudinală, care are caracterul unor șocuri unilaterale ascuțite cu o amplitudine de 12-30 mm și o frecvență de 230-300 pe minut.
În acest caz, fiecare particulă este supusă acțiunii fluxului de apă, care o traversează, și a șocurilor, care o aruncă de-a lungul mesei; ca urmare, ea se deplasează în unghi față de diagonală, iar minereul este dispus pe evantaiul mesei. Minerale cu densități diferite ies de pe masă în părți diferite ale acesteia.
O ecluză este un plan înclinat cu laturi, prin care se evacuează continuu suspensia de material care urmează să fie îmbogățit. Comportamentul solidelor depinde de densitatea și dimensiunea acestora, de frecarea pe suprafața ecluzei și de viteza de curgere. Pulpa care curge este stratificată: granulele grele se scufundă în partea mai adâncă a fluxului, iar granulele ușoare sunt antrenate de straturile superioare ale fluxului. Particulele mari și ușoare se rostogolesc în josul ecluzei împreună cu pulpa curgătoare. Prin ajustarea pantei, a adâncimii și a vitezei fluxului, numai particulele dorite pot fi sedimentate constant. Preclasificarea în funcție de grosime facilitează acest lucru.
Pentru acoperirea ecluzelor se utilizează carderoy — țesătură de bumbac durabilă cu peri frecați, catifea cu cicatrici largi și rare, plis, cauciuc canelat, pâslă, pânză, covoare țesute grosier, prelată, pânză, pânză de pânză și alte materiale.
Particulele cele mai mari sunt prinse pe silozuri cu ondulații transversale, în timp ce particulele mici necesită acoperiri cu grămadă scurtă, aproape netede. În celulele grămezii apar curenți de apă ascendenți, care agită granulele ușoare sedimentate accidental, iar granulele grele sunt reținute chiar și la un debit relativ rapid. Toate acestea favorizează o separare destul de clară a mineralelor. Pe măsură ce lungimea și elasticitatea grămezii cresc, recuperarea aurului din concentrate crește, dar concentratele devin mai slabe din cauza înfundării crescute cu minerale ușoare.
Pe măsură ce concentratul se acumulează, separarea se deteriorează, astfel încât suprafața grămezii este curățată periodic; această operațiune este cunoscută sub numele de spoloshing. Spolosarea frecventă reduce productivitatea. În acest sens, sunt convenabile ecluzele cu laturi lungi care se ating reciproc, cu punți basculante fixate pe semiexe. Pentru spoloskiing, unul dintre ele este înclinat cu 60 de grade în jos și concentratul este spălat cu un jet de apă, în timp ce celălalt continuă să lucreze.
Dimensiunile tipice ale punții unei ecluze staționare: suprafața (0,75-1,2) x (1,8-5,4) m 2 , panta 10-17 %, la cordieroy până la 29 %. Productivitatea, măsurată prin cantitatea de minereu (tone) care trece prin 1 m 2 de suprafață a ecluzei pe zi, ajunge la 20 pentru aurul grosier și scade la 1 atunci când se captează aur fin și sulfuri.
Ecluzele cu bandă sunt mai productive decât ecluzele staționare, sunt convenabile pentru purificarea concentratului sau atunci când producția lor este mare. O curea de cauciuc fără sfârșit întinsă între două tamburi are laturile suprapuse care rețin materialul lins. Tamburul principal inferior este acționat de un motor și deplasează cureaua la o viteză de 0,75-1,5 m/min. Tamburul sclav are un aspersor și o perie cilindrică.
Capcana este un aparat foarte simplu, dar util pentru separarea aurului mare (fig. 94).
Camerele piramidale de fier sunt așezate în cascadă cu așteptarea ca pulpa să curgă singură. În părțile superioare ale acestora sunt întinse ochiuri de plasă, prinzând particulele cele mai mari, iar cele mai mici sunt evacuate periodic prin spițele inferioare. Pentru o mai bună separare, partea centrală a camerelor este alimentată continuu cu apă, a cărei turbulență este suprimată de deflectoarele laterale.
Schemele de ameliorare a aluviunilor depind de caracteristicile fizice ale materiei prime. În cazul în care nisipurile conțin până la 10 % nămoluri și argilă, sunt necesare puține tratamente simple, dar pe măsură ce aceste impurități cresc până la 80 %, schemele de ameliorare devin mai complexe, unul dintre acestea fiind prezentat în figura 95.
În ultimele decenii, mecanizarea mineritului și a prelucrării a condus la utilizarea pe scară largă a excavatoarelor, buldozerelor, dragelor, hidro-monitoarelor și a altor utilaje, precum și la proiectarea și utilizarea instalațiilor mobile de spălare — dispozitive care conțin diverse seturi de echipamente de prelucrare. Astfel de unități pot fi ușor dezasamblate, transportate și reasamblate într-o nouă locație, pe măsură ce secțiunile individuale sau plajele mici sunt epuizate. Instalația include un spălător, ecluze principale și de coadă cu caneluri și tufe, dispozitive de captare a pepitelor și, uneori, alte echipamente. De pe fundul râurilor și lacurilor, nisipurile aurifere sunt extrase și îmbogățite cu ajutorul dragelor — unități mobile montate pe pontoane.
Prelucrarea nămolurilor
Concentratele primare rezultate din concentrarea gravitațională a zăcămintelor de tip placer — nămoluri cenușii — sunt de obicei sărace în aur. Schema de rafinare ulterioară a acestora este aleasă în funcție de compoziția lor. Pentru a îndepărta particulele relativ ușoare, se recurge la reîmbogățirea pe ecluze, mașini de stripare și mese de concentrare, obținându-se diverse produse reciclate și nămoluri îmbogățite.
Nămolurile sunt rafinate și curățate din nou la fața locului, iar aurul din nămoluri este transportat în containere metalice la rafinării.
Extracția aurului prin metode gravitaționale depinde de particularitățile materiilor prime prelucrate și variază foarte mult — 25-75%.
Îmbogățirea minereului
Dacă minereul, în plus față de extragerea aurului, este potrivit pentru topirea cuprului și a plumbului, acesta este flotat și o parte din metalele nobile, care au trecut în concentratele de plumb sau cupru, sunt extrase prin topire și electroliză împreună cu metalul de bază. Uneori, după flotare, este avantajos să se obțină un concentrat de pirită din care aurul poate fi extras prin hidrometalurgie. În absența metalelor grele, se utilizează flotarea aurului și sulfurile de fier aurifere, iar concentratele sunt apoi cianurate.
În orice caz, granulele de aur mai mari de 0,1 mm sunt favorabile separării preliminare prin gravitație relativ ieftine; în plus, ele nu flotează bine.
Concentrarea gravitațională a minereurilor native se realizează cu ajutorul aparatelor descrise anterior — capcane, mașini de sedimentare, ecluze cu grămadă și mese de concentrare.
În prezent, pentru separarea particulelor grele se utilizează și hidrocicloane cu con scurt.
Hidrocicloanele convenționale sunt din ce în ce mai utilizate în sistemele de măcinare în locul clasificatoarelor și servesc, de asemenea, la separarea suspensiei fine, sărace în aur.
Măcinarea fină înainte de flotare se realizează etapizat în mori de pietriș sau de minereu-pietriș, evitându-se contaminarea cu fier. Se recurge din ce în ce mai mult la autoșlefuire.
Pentru flotare se utilizează colectori sulfohidrilici — xantogenați cu diferite lungimi ale lanțului hidrocarbonat și esteri ai acidului ditiofosforic. Uleiul de pin sau cresolul servesc drept agenți de spumare. În cazurile în care este prezentă pirita, care nu conține aur, aceasta este suprimată cu var.
