Дәріс 15

Алтын өндірісі

Дәрістің мақсаты: Алтын кендерімен, қасиетімен, бөліп алу және қолданылуымен танысу

Жоспар:

1. Алтынның қасиеттері мен қолданылуы

2. Алтынның кендері

3. Алтынды амальгамдау арқылы концентраттардан бөліп алу

4. Алтынды циандау арқылы концентраттардан бөліп алу

5. Электролитті қоқырлардан алтынды бөліп алу

6. Таза алтынды алу (аффинаж)

Кілт сөздер: Амальгамдау үрдісі, циандау, шлюздер, перколяция, гравитациялық байыту, ерітіндіні фильтрлеу, кен қабатының гидроөткізгіштігі.

Алтынның қасиеттері мен қолданылуы

Атомдық номері	79
Атомдық массасы	196,967
Тығыздығы, г/см³	79,32
Балқу температурасы, °С	1063
Қайнау температурасы, °С	2966

Алтын және күміс өзінің химиялық тұрақтылығының және жоғары құнының арқасында тауар - ақша қарым - қатынасының даму дәуірінде құн өлшемі ретінде пайдаланылып ақша функциясын атқарды. Кейінірек ақша эквиваленті функцияларын тек алтын ғана атқарды.

Күміс химия өнеркәсібінде бірқатар химиялық үрдістердің каталлизаторы ретінде, фото және кино материалдары үшін жарыққа сезімтал эмульсиялар өндірісінде кеңінен қолданылады. Алтын мен күміс қазіргі уақытта зергерлік бұйымдар өндірісімен қатар, даттанбайтын сенімді контактілер дайындау үшін электрондық приборларда қолданылады.

ХХ ғасырдың ортасындағы техникалық революциясының нәтижесінде жаңа үрдістер, технологиялар, өндіріс салалары: электроника, ядролық энергетика, ғарыштық зымыран кешендері пайда болды. Оларды іске асыру үшін жаңа қасиеттерге ие материалдар қажет болды. Берілген талаптарды көптеген сирек металдар қанағаттандыра алатындығы анықталды.

Алтын құм мен сомтума түрінде кенқайрандардан шаю арқылы ерте заманнан бастап өндірілген. Адамзат 2000 жыл бұрын қышқылдармен өңдеу арқылы алтын мен күмісті бөле алған; алтын кендерден амальгамдау әдісімен де (сынапта ерітіп) өндірілді. Ертеде алтын өндірісінің орталықтары Мысыр, Қытай мен Америкада орналасқан.

Қайта өркендеу кезеңі (XV - XVI ғасырлар) кендерді өңдеу саласында бірқатар жетілдірулермен және алтын мен күміс өндіру көлемдерінің артуымен сипатталады. Кейіңгі кезеңдерде алтын өндіру көлемдерінің артуы жаңа кен орындарының ашылуымен байланысты болды: Бразилия (XVII ғасыр аяғы - XVIII ғасыр басы), Калифорния мен Австралияда (XIX ғасыр ортасы) бай кенқайрандары, Онтүстік Африкадағы өте ірі түбірлі алтын кен орындары, сонымен қатар Аляска мен Үндістандағы кен орындар.

XIX ғасырдың ортасынан бастап алтынды кендерден циандау әдісін қолданып өндіре бастады.

Алтынның кендері

Табиғатта алтын кен орындарының екі түрі кездеседі: алтын кварцпен немесе сульфидтермен ассоциацияланған түбірлі (кенді) кен орындары және түбірлі алтынды жыныстардың атмосфералық бұзылуынан пайда болған және өзен арналарында жаңа шоғыр түрінде орналасқан кенқайран кен орындары. Бұл кен орындарында алтын бөлшектері бос күйінде, бірақ құмды және сазды жыныстармен араласқан түрінде кездеседі. Құрамында алтын мөлшері 3 - 5 г / т - дан (0,0003 - 0,0005%) артық кендердің өңделуі тиімді болып саналады.

Алтын табиғатта басқа элементтермен химиялық қосылыс түзбей сом тума түрінде кездеседі, бірақ құрамында әрқашан қоспа түрінде металдар кездеседі: күміс (1 - 10%), мыс (0,2% - ға дейін), темір (1% - ға дейін). Мыс - никель кен орындарында алтын палладий, родий, платина қоспаларымен кездеседі. Байыту нәтижесінде бөлініп алынған түйіршіктердің құрамында алтын мөлшері 75 - 90% құрайды. Кенқайран кен орындарының алтын бөлшектерінің және түбірлі кендердегі алтын кірінділерінің өлшемдері кең интервалда ауытқиды: 2 - ден 0,001 мм - ге дейін.

Алтын сонымен қатар мыс, никель, қорғасын және т.б. металлургиясының рафинадтау өндірісінің қалдықтарынан да алынуы мүмкін.

Қазіргі уақытта алтын өңдеу фабрикаларында алтынды кендерден бөліп алудың негізгі үрдісі ретінде циандау, яғни оның цианды ерітінділерде ерітіп алтын құрамдас ерітіндіні бос жыныстан бөліп алу қолданылады. Бірақ көптеген жағдайда кендердің құрамында ұсақ алтын бөлшектерімен қатар, өлшемдері 0,2 мм - ден ірі бөлшектер де кездеседі. Ірі бөлшектер цианды ерітінділерде баяу ериді, бұл алтын түсімінің төмендеуіне әкеледі. Мұндай жағдайда технологиялық сұлбаға ірі алтын бөлшектерін бөліп алуға мүмкіндік беретін қосымша операцияларды еңгізеді: гравитациялық байыту мен алынған концентратты амальгамдау.

Байыту үрдісінің алдында кенқайран кен орындарының кендері сумен шайылады, ал түбірлі кен орындарының кендері ұсатылып, алтынның ең кіші бөлшектеріне сәйкес келетін ірілікке дейін ұнталады.

Алтын (18 - 19 г / см³) мен бос жыныс (2,6 г / см³) тығыздықтарының елеулі айырмашылығының арқасында алтын кендерін гравитациялық әдістермен байыту тиімді. Гравитациялық байытудың ең қарапайым құрылғысы болып шлюздер саналады. Олар көлбеу орналсқан жазықтықтың - науашаның көлденен бекітілген пластиналар түрінде орындалады. Алдын ала сумен шайылған кен науашаның жоғарғы бөлігіне беріледі. Төмен аққан су ағыны құм мен саздың ұсақ бөлшектерінен құралған жүзгіндерді өзімен бірге шайып әкетеді де, ал алтын мен басқа да ауыр минералдар, яғни шлихтер көлденен пластиналарда бөгеліп қалады (сурет 1). Алтынның ұсақ бөлшектерін ұстап қалу үшін шлюздерде көлденен пластиналар орнына шашақты беттерді қолданады. Шлюздердегі алтынның орташа түсімі 40 - 50% құрайды. Шлюздермен қатар алтын құрамдас кендерді байыту практикасында гравитациялық байытудың басқа да көптеген аппараттарын қолданады: концентрациялық үстелдер, шөктіру машиналары, гидроциклондар, классификаторлар және т.б. 2 - ші суретте үздіксіз жұмыс істейтін жетілдірілген шлюздің сұлбасы келтірілген.