Технология переработки золотосодержащего сырья

МИНИСТЕРСТВО ОБРА ЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

№ 101

Кафедра обогащения руд цветных и редких металлов

В.А. Бочаров
В.А. Игнаткина
Д.В. Абрютин

Технология переработки
золотосодержащего сырья

Учебное пособие

Допущено учебно-методическим объединением
по образованию в области металлургии в качестве
учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению 150100 – Металлургия

Москва  2011

УДК 622.7
 
Б72

Р е ц е н з е н т
д-р техн. наук, проф. Л.С. Стрижко

Бочаров, В.А.
Б72  
Технология переработки золотосодержащего сырья : учеб. 
пособие  / В.А. Бочаров, В.А. Игнаткина, Д.В. Абрютин. – М. : 
Изд. Дом МИСиС, 2011. – 328 с.
ISBN 978-5-87623-373-8

Учебное пособие содержит сведения о химико-минералогической характеристике золотосодержащих руд, генетической и технологической классификации, технологических свойствах руд и минералов. Рассмотрены физикохимические свойства благородных металлов и их минеральных образований. 
Приведены характеристики химической устойчивости и условия растворения 
золота. Выделены основные способы подготовки руд к обогащению. Отмечены особенности применения технологических процессов (рудоподготовка, 
гравитация, флотация, химико-металлургические и другие методы). Рассмотрены гравитационно-флотационные технологии. Освещены гидрохимические процессы переработки руд, концентратов, продуктов на основе выщелачивания в кислотах, растворах цианидов, хлора, иода, брома, тиокарбамида, 
тиосульфата. Рассмотрены примеры гидро- и пирометаллургической переработки золотосодержащего сырья, включая сорбционно-экстракционные и 
биохимические процессы на российских и зарубежных предприятиях.
Предназначено для студентов направления «Металлургия» профиля «Технология минерального сырья» специальности «Обогащение полезных ископае мых» 
и может быть полезно специалистам, исследователям, занимающимся переработкой золотосодержащего сырья.

УДК 622.7

ISBN 978-5-87623-373-8
© Бочаров В.А.,
Игнаткина В.А.,
Абрютин Д.В., 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ..............................................................................................6
1. Химико-минералогическая характеристика
золотосодержащих руд .............................................................................8
1.1. Вещественный состав и общая характеристика руд ..................... 8
1.2. Генетическая и технологическая классификация руд ................. 12
2. Общая характеристика и применение золота в экономике .............39
3. Физико-химические свойства золота и минеральных
образований .............................................................................................47
3.1. Минералогический состав руд ...................................................... 47
3.2. Основные свойства рудного золота............................................... 49
4. Химические свойства золота .............................................................60
4.1. Химическая устойчивость и растворение золота ........................ 60
4.2. Цианирование золота ...................................................................... 61
4.3. Тиокарбамидное и тиосульфатное выщелачивание .................... 64
4.4. Растворение золота в кислотах ...................................................... 65
4.5. Растворение золота в растворах хлора, иода и брома ................. 66
4.6. Восстановление золота ................................................................... 68
4.7. Химико-технологические свойства и выбор способов 
обогащения золота ................................................................................. 74
 5. Подготовка минерального сырья к обогащению ............................76
5.1. Раскрытие золота, его минеральных ассоциаций в схемах 
дробления и измельчения ...................................................................... 76
5.2. Режимы рудоподготовки и кондиционирования 
разделяемых минералов ........................................................................ 84
6. Общая характеристика технологических процессов .......................96
6.1. Гравитационные процессы ............................................................ 96
6.1.1. Обогащение на отсадочных машинах  .................................. 96
6.1.2. Обогащение на винтовых аппаратах ................................... 102
6.1.3. Обогащение на концентрационных столах ........................ 106
6.1.4. Обогащение в короткоконусных гидроциклонах ................111
6.1.5. Обогащение в центробежных концентраторах ...................116
6.1.6. Технологические особенности применения каскада 
гравитационных аппаратов в схемах обогащения ....................... 127
6.1.7. Обогащение на модульных установках ............................... 130
6.1.8. Доводка гравитационных концентратов ............................. 136
6.2. Магнитно-электрические способы ............................................. 141
6.2.1. Магнитная сепарация ............................................................ 141

6.2.2. Электрическая сепарация ..................................................... 142
6.2.3. Радиометрическая сепарация ............................................... 146
6.2.4. Магнитно-гидродинамическая и магнитногидростатическая сепарации .......................................................... 149
6.2.5. Магнитно-флокуляционная сепарация ................................ 150
6.2.6. Магнитно-жидкостная сепарация ........................................ 152
6.3. Флотационное обогащение .......................................................... 154
6.3.1. Общая характеристика процессов ....................................... 154
6.3.2. Основные принципы применения флотореагентов ........... 155
7. Гравитационно-флотационные технологии ....................................160
7.1. Рудоподготовка и кондиционирование пульп ............................ 160
7.2. Практика гравитационно-флотационного извлечения
золота ..................................................................................................... 167
7.3. Особенности флотационного извлечения золота
из руд цветных металлов ..................................................................... 205
7.4. Изучение распределения золота при обогащении пиритных 
(массивных) медно-цинковых руд ...................................................... 212
7.5. Гравитационные способы извлечения золота из руд 
цветных металлов ................................................................................. 215
7.6. Технология извлечения золота из окисленных руд ................... 217
8. Гидрохимические процессы переработки руд и концентратов ....220
8.1. Выщелачивание золота в щелочных растворах цианидов ....... 220
8.2. Тиокарбамидное, тиосульфатное и сульфитное
выщелачивание ..................................................................................... 221
8.3. Выщелачивание с использованием кислот ................................ 225
8.4. Выщелачивание в растворах хлора, иода ................................... 226
8.5. Выщелачивание просачиванием ................................................. 227
8.6. Кучное выщелачивание ................................................................ 228
8.7. Выщелачивание перемешиванием .............................................. 230
8.8. Сорбционное выщелачивание ..................................................... 231
8.9. Автоклавное выщелачивание ...................................................... 232
8.10. Биохимическое выщелачивание ................................................ 234
8.11. Методы извлечения золота из растворов .................................. 239
8.12. Технологии химического обогащения (по данным
В.В. Лодейщикова, ОАО «Иргиредмет») ........................................... 248
8.12.1. Переработка пиритсодержащих руд и продуктов ............ 248
8.12.2. Переработка пирротинсодержащих руд и продуктов ...... 258
8.12.3. Переработка сернистых руд ................................................ 259
8.12.4. Обогащение глинистых руд ................................................ 266
8.12.5. Обогащение руд черных металлов .................................... 272

9. Пирометаллургические процессы переработки концентратов .....275
9.1. Окислительный обжиг сульфидных материалов....................... 276
9.2. Хлорирующий окислительный обжиг ........................................ 281
9.3. Щелочной и другие виды обжига ............................................... 289
9.4. Магнитно-электроимпульсная обработка .................................. 291
10. Плавка упорных концентратов ......................................................295
10.1. Плавка медных концентратов .................................................... 295
10.2. Плавка цинковых концентратов ................................................ 297
10.3. Плавка свинцовых металлов ...................................................... 299
10.4. Плавка сурьмяных продуктов .................................................... 303
10.5. Плавка сульфидных концентратов ............................................ 304
10.6. Плавка концентратов на сплав металл Доре ............................ 305
 11. Аффинажная переработка золотосодержащих материалов .......307
11.1. Хлорирование золота .................................................................. 308
11.2. Электролитическое рафинирование золота ............................. 309
11.3. Электролитическое рафинирование серебрянозолотых
сплавов ................................................................................................... 312
12. Обезвреживание сточных вод обогащения и растворов 
выщелачивания золота и цветных металлов ......................................313
12.1. Очистка сточных цианистых вод .............................................. 313
12.2. Очистка отработанных электролитов и сточных вод ............. 316
12.3. Извлечение благородных металлов из техногенных
продуктов и растворов ......................................................................... 317
13. Пробоотбор и контроль на золотоизвлекательных
предприятиях .........................................................................................320
13.1. Пробоотбор .................................................................................. 320
13.2. Контроль и управление технологическими процессами ........ 321
Заключение ............................................................................................324
Библиографический список .................................................................326

ПРЕДИСЛОВИЕ

Технология золотосодержащих руд сложна и многообразна. Технологическая схема переработки руд в зависимости от особенностей 
минерального, фазового, химического, гранулометрического состава, 
крупности и геометрической формы частиц золота, чистоты поверхности золотин, которые определяют «упорность» минерального сырья, включает десятки технологических операций, относящихся к сочетанию обогатительных и химико-металлургических процессов.
Современные технологии переработки золотосодержащих руд 
в технологической цепочке имеют развитые циклы рудоподготовительных операций – рентгенорадиометрическая сепарация, само- и 
полусамоизмельчение, каскады гравитационных аппаратов, методы 
магнитно-электрической сепарации, флотация, различные способы 
выщелачивания (кучное, сорбционное, бактериальное, «уголь в пульпе»), осаждение золота из растворов выщелачивания (сорбционноэкстракционное, электролиз), электролитическое рафинирование и 
многие другие специальные способы переработки руд, минеральных 
материалов, доводки черновых концентратов, пирометаллургические, 
химические и другие методы обработки золотосодержащих концентратов цветных и других металлов.
Книга состоит из 13 глав.
В гл. 1 приведена химико-минералогическая характеристика золотосодержащих руд, дана генетическая и технологическая классификация руд, выделены технологические особенности минеральных 
образований золота, рудных, породных и сопутствующих минералов. 
В гл. 2 указаны краткие сведения о производстве золота в РФ и зарубежных странах и регионах мира, состояние технологии, характеристика благородных металлов, их применение в экономике. В гл. 3 
рассмотрены физико-химические свойства благородных металлов, их 
минеральных образований, особенности химического, фазового и минералогического состава руд, гранулометрический состав минералов 
и золота. В гл. 4 выделены химические свойства золота, условия растворения золота в растворах кислот, щелочей, в растворах цианида, 
тиомочевины, тиосульфатов; способы осаждения золота из растворов. 
В гл. 5 включены способы подготовки минерального сырья к обогащению, условия раскрытия золота и его минеральных форм, схемы, 
режимы рудоподготовки и кондиционирования, физико-химическая 
подготовка разделяемых минералов, принципы разделения минералов 

по крупности, плотности и т.д. В гл. 6 дана характеристика технологических процессов: гравитационных методов и аппаратов; особенности применения каскада гравитационных аппаратов, модульных 
установок, процессов доводки черновых концентратов; магнитноэлектрических методов; флотационных способов.  В гл. 7 подробно 
рассмотрены гравитационно-флотационные технологии золотосодержащих руд: процессы рудоподготовки, схемы обогащения российских и зарубежных золотоизвлекательных фабрик. В гл. 8 освещены 
гидрохимические процессы переработки руд и концентратов: выщелачивание с использованием кислот; растворов хлора, иода, брома, 
тиокарбамида, тиосульфата, серощелочных растворов, цианидных 
растворов; выделены способы и аппараты выщелачивания, включая 
биохимические процессы; приведены примеры гидрохимического 
выщелачивания золота; описаны способы осаждения золота; выделены схемы химического обогащения руд и концентратов (пиритных, 
пирротиновых, сурьмяных, серных, глинистых и др.). В гл. 9 описаны 
пирометаллургические процессы переработки концентратов: обжиг, 
магнитно-электроимпульсная, электрохимическая, электронная и другие способы обработки. В гл. 10 рассмотрены процессы плавки упорных концентратов: медных, цинковых, свинцовых, сурьмяных, сульфидных; плавка концентратов на сплав металл Доре. В гл. 11 кратко
изложена технология аффинажной переработки золотосодержащих 
материалов. В гл. 12 даны способы обезвреживания сточных вод обогащения и растворов выщелачивания золота и цветных металлов. 
В гл. 13 приведены основы организации пробоотбора и контроля на 
золотоизвлекательных предприятиях.
Гл. 1, 2 написаны В.А. Бочаровым, гл. 3, 4 – В.А. Игнаткиной, главы 5–10 написаны совместно В.А. Бочаровым и В.А. Игнаткиной, 
гл. 11–13 – Д.В. Абрютиным. Общее редактирование учебного пособия выполнено проф. В.А. Бочаровым.
Авторы благодарны Ю.А. Котляру, М.А. Меретукову, Л.С. Стрижко, В.В. Лодейщикову, М.И. Фазлуллину, А.А. Абрамову, В.П. Небере, 
авторам докладов, тезисов, опубликованных в трудах конференций 
«Плаксинские чтения», «Неделя Горняка», «Конгресс обогатителей 
стран СНГ» за 2001–2010 гг., и многим другим за ценные материалы 
и результаты исследований по практике переработки руд.

1. ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ 
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД

1.1. Вещественный состав и общая 
характеристика руд

Понятие «вещественный состав» включает в себя информацию о 
минералогическом, химическом, фазовом, гранулометрическом составах, текстурно-структурных характеристиках, физико-химических и 
технологических свойствах рудного сырья. Параметры вещественного состава определяются при технологическом опробовании, геологотехнологическом картировании, геолого-технологическом моделировании, которые осуществляются на всех стадиях геологических работ, 
технологической оценки и промышленной переработки руд месторождения. При этом решаются следующие задачи:
– изучение минералогического и химического состава; 
– изучение минеральных форм рудных и породных компонентов;
– исследование технологических свойств минералов и руд с целью 
определения оптимальных методов их разделения и получения высоких результатов;
– исследование возможных способов повышения контрастности 
свойств разделяемых полезных и породных компонентов;
– определение текстурно-структурных признаков во взаимосвязи с 
технологическими свойствами и показателями обогащения;
– выделение технологических типов и сортов руд разных тел, блоков, горизонтов с определением прогнозируемых показателей обогащения по исследованным технологическим схемам;
– определение комплекса критериев, характеризующих вещественный 
состав типов руд по основным технологическим параметрам, на основе 
которых формируются технологические свойства руд и минералов, определяющие направления в разработке оптимальных схем обогащения;
– классификация и изучение вещественного состава техногенных 
месторождений с определением экономической оценки утилизации 
минеральных заскладированных материалов с извлечением ценных 
компонентов.
Технологические свойства минералов и выбор методов обогащения определяются типоморфно-генетическими особенностями формирования рудопроявлений золота и других благородных металлов. 
Различным генетическим типам месторождения (в основу которых 
положена классификация Бетехтина) присущи строго конкретные ассоциации минералов и рудных элементов (табл. 1.1).

На выбор схемы и показателей обогащения влияют основные 
геолого-минералогические критерии: содержание ценных компонентов, минералогический состав рудных и породных минералов, формы 
проявления ценных элементов, изоморфизм и примесный состав минералов, степень окисленности, текстурно-структурные признаки.

Таблица 1.1
Распределение компонентов в некоторых генетических типах месторождений

Генетические типы
месторождений
Полезные и рудные компоненты
основные
попутные
Магматический титаномагнетитовый
Железо, титан,
ванадий, апатит
Хром, платиноиды, медь, цирконий, 
золото, серебро, титан, ниобий,
редкоземельные элементы, галлий, 
скандий
Магматический
медно-никелевый 
Никель, медь, кобальт, платиноиды
Селен, теллур, серебро, золото,
пирротин, таллий, галлий
Пегматитовый
редкометальный 
Литий, бериллий, 
тантал, ниобий
Олово, уран, торий, рубидий, титан, 
скандий, иттрий, цезий, церий, редкоземельные элементы, ювелирные
камни, кварцево-полевошпатовые, 
керамическое сырье
Карбонатитовый
редкометальный 
Ниобий, тантал,
цир коний, редкоземель ные элементы

Уран, торий, стронций, барий,
скандий, цементное сырье

Скарновый
магнетитовый
Железо
Кобальт, ванадий, никель, бор, висмут, 
селен, теллур, серебро, редкоземельные 
элементы, скандий, бериллий,
цирконий, платина
Гидротермальный
медно-молибденовый
Молибден, медь
Вольфрам, рений, германий, висмут, 
селен, теллур, золото, серебро
Гидротермальный молибден-вольфра мовый
Молибден,
вольфрам
Олово, бериллий, висмут, скандий, 
теллур, селен, серебро, золото
Гидротермальный
кас ситерит-сульфидный 

Олово, свинец, 
цинк
Индий, медь, кобальт, кадмий, германий, селен, теллур, серебро, золото, 
висмут, галлий, таллий, бериллий, 
скандий, редкоземельные элементы
Гидротермальный
и стратиформный
Свинец, цинк
Серебро, кадмий, германий, кобальт, 
висмут, индий, галлий, медь, селен, 
теллур, олово, таллий, сурьма,
бериллий, золото, барит
Колчеданный
медно-цинковый
Медь, пирит, цинк
Кадмий, германий, серебро, золото, 
кобальт, висмут, свинец, индий,
галлий, ртуть, сурьма, мышьяк,
таллий, селен, платиноиды
Стратиформный,
медистые песчаники
и сланцы

Медь
Свинец, цинк, кобальт, серебро,
золото, рений, селен, платиноиды

Формы нахождения золота в земной коре разнообразны – самородное, теллуридное, ферри-формы, тонкодисперсное включение в 
сульфидах, сорбированное, металлоорганическое, водорастворимое. 
В зависимости от массового содержания и соотношения форм разнообразны и типы золотосодержащих руд и месторождений. Технологическая оценка золотосодержащих руд определяется генотипом месторождения, глубиной и условиями залегания руд, характером рудной 
минерализации, содержанием, крупностью, формой нахождения золота, наличием примесей.
Технологические свойства золота в техногенном месторождении 
значительно отличаются от рудного золота. При хранении золотосодержащих пород и хвостов золотоизвлекательных предприятий в отвалах, на складах, хвостохранилищах происходят значительные геохимические изменения исходного минерального материала. Золото, 
несмотря на низкую растворимость, способно к комплексообразованию, механической миграции и геохимической подвижности в виде 
микроскопических форм. С разрушением золотосодержащих рудных 
минералов и пород под действием различных климатических и геохимических факторов при хранении в техногенных минеральных объектах (ТМО) золото может переходить в раствор, мигрировать и осаждаться повторно. Мигрированные процессы золота при техногенном 
минералообразовании зависят от степени устойчивости к разрушению рудных минералов – носителей золота. Устойчивость горных пород в техногенных объектах в отношении выделения золота в жидкую 
фазу можно расположить в ряд: метаморфические – магматические 
кислые – габброиды – ультрабазиты – гранодиориты – кварцевые диориты – диориты – габбродиориты – амфиболиты – углистые и глинистые сланцы – алевролиты. Кроме механического переноса возможно 
и химическое растворение золота, которое происходит на всех стадиях рудообразования, разработки, обогащения, хранения, транспортировки золотосодержащих материалов.
 
Основная золотосырьевая база коренных месторождений сосредоточена в России – на Урале, в Республике Саха (Якутия), в Забайкалье, на Дальнем Востоке и Северо-Востоке. Основную часть 
рудных месторождений золота составляют гидротермальные эндогенные золото-кварцевые, золото-кварц-сульфидные, золото-теллуридные, золото-сульфидные. Большинство экзогенных месторождений приурочено к корам выветривания, «железным шляпам» 
серно-медно-колчеданных и полиметаллических месторождений,