4.5. Амалгамиране
Амалгамирането е процес на извличане на благородни метали от руди и концентрати с помощта на течен живак.
Процесът на амалгамиране се основава на способността на живака да омокря метални частици, да прониква в тях и да образува метални съединения с живака - амалгама.
В световната практика процесът на амалгамиране се използва широко за добив на злато.
Процесът на амалгамиране се състои от два последователни етапа: намокряне на злато с живак; дифузия (взаимодействие) на живак в злато. Първият етап е решаващ. Колкото по-добро е омокрянето, толкова по-високи са скоростите на амалгамиране.
В зависимост от условията на обединяването се разделя на вътрешно, което се извършва едновременно със смилането на рудата, и външно, което се извършва в смесителни шлюзове след смилането на рудата. Вътрешната амалгамация се характеризира с висока консумация на живак (15-20 g/t руда или пясък) поради образуването на живачна пемза, т.е. образуването на голям брой малки топчета живак. Разходът на живак при външно амалгамиране е 2-3 g/t руда.
При вътрешно амалгамиране живакът също се подава в устройството за смилане едновременно с материала. Количеството излят живак и интервалите от време между изливането зависят от естеството на материала (състав на материала, форма и размер на златните включвания), съдържанието на злато в него и условията на процеса. Тези параметри на процеса на амалгамиране се установяват чрез предварителни проучвания и се коригират от работната практика при регулиране на процеса в индустриална среда. Най-изгодно е живакът да се налива на кратки интервали, тъй като това позволява по-равномерното протичане на процеса на амалгамиране. При често подаване на живак на малки порции, възможността за живачна пемза се намалява. За доставяне на живак се използват специални хранилки, позволяващирегулирайте скоростта на подаване.
Най-пълното амалгамиране на златото се извършва при контакт с живак за 1,5-2 часа.Ефективността на амалгамирането зависи от размера на златото в материала и състоянието на повърхността на златните частици, за което концентратите се подлагат на механично или химическо почистване преди амалгамиране. Механичната обработка може да се извърши едновременно с амалгамирането, например в мелници и амалгамирани варели, към които се добавят стоманени топки. Химическата обработка се извършва с разтвори на сярна киселина в продължение на 2 ч. Най-висока ефективност на амалгамиране се наблюдава при злато с размер на частиците 0,1 - 1 mm. За по-тънкото злато той намалява, вероятно поради недостатъчната сила на сблъсъка на златни частици с живачни капки и ниската вероятност за срещата им.
Амалгамиращ варел - лят или заварен стоманен барабан с диаметър 800 mm и дължина 1200 mm. Преди амалгамирането, златосъдържащ концентрат, стоманени топки се зареждат в цевта и след известно време концентратът се смила отново, след което се излива живак в съотношение 8-15: 1 към съдържащото се в концентрата злато, добавя се вар и апаратът се върти на ниска честота в продължение на 3-4 часа, за да се предотврати пемза от живак. След това съдържанието на цевта преминава през хидроуловител, където се улавя образувалата се амалгама. Разделянето в капана се извършва с възходяща водна струя.
Външното сливане се извършва най-често при брави. Структурно шлюзът се състои от две или три последователно разположени наклонени равнини, върху които са положени медни листове, натрити с живак. При придвижване на смес от натрошена руда с вода през шлюза, свободните златни частици се утаяват на дъното на шлюза, влизат в контакт с живака и се превръщат в амалгама.
Условия на потока на суспензиятапо дължината на ключалката трябва да бъде такава, че да предотвратява отлагането на твърдата част от целулозата върху повърхността на медните листове. На практика обикновено се избират оптималният наклон (от 10 до 21%) и оптималното разреждане (минимум W:T=4:1).
Амалгамата се отстранява от листовете с гумени стъргалки, за да се избегне увреждане на основния повърхностен слой.
Предимствата на амалгамните ключалки са простотата на дизайна и работата им, липсата на нужда от електричество и ниската консумация на живак. Недостатъците включват ниска производителност; висока консумация на вода; непригодност за руди, съдържащи тежки минерали (сулфиди, шеелит и др.).
Получената амалгама се измива от механично уловени примеси с вода в миещи вани или специални шлюзове. Ютията се изважда с магнит.
Почистената амалгама се изстисква (филтрира) през плътен плат на преса. В същото време се отделя течен живак, който се изпраща в обращение. Получава се полусуха пластична амалгама, съдържаща от 20 до 50% злато, която се изпраща за стрипинг.
Дестилацията на живак (стрипинг) се извършва чрез дестилация в специални реторти, в края на които има воден охладител. Ретортите се нагряват постепенно, за да се избегне пръскането на амалгамата при рязко разлагане на интерметални съединения на живак с благородни метали. След отстраняване на по-голямата част от живака при 350-400°C, температурата в ретортата се повишава до 750-800°C. Парите от дестилиран живак се кондензират във воден охладител и полученият живак се връща към амалгамация. Процесът продължава от 3 до 6 часа.
След отстраняване се получава злато от 750-900 проби, което съдържа до 0,1% живак. След това това злато се изпраща в рафинерия за окончателно пречистване.
Амалгамирането на сребросъдържащите руди се извършва по по-сложна схема.
INВ природата в кварцовите руди среброто е представено от 2 разновидности:
- частици от сребристо злато;
- частици от самородно сребро или златно сребро и неговите съединения (хлориди, сулфиди и др.).
Частиците от сребристо злато се намокрят частично от живак и се улавят чрез амалгамиране по време на продължителен контакт. Частици от самородно сребро или златно сребро при краткотраен контакт с амалгамиращата повърхност не се намокрят от последната и се отвеждат от потока на целулозата към хвоста. Съединенията на среброто под формата на хлориди, сулфиди и т.н. изобщо не се омокрят от живак и за да бъдат извлечени чрез амалгамиране, те трябва да бъдат върнати в желязо сребро. Затова се използва специална технология и оборудване за извличане на сребро чрез амалгамиране.
Амалгамирането на сребросъдържащи руди и концентрати се извършва в специални вани за смилане и бъчви за амалгамиране.
Натрошената руда се смесва с добавяне на вода, натриев хлорид NaCl, калциниран пирит FeS2 и меден пирит CuFeS2. В края на смесването се добавя живак.
В резултат на взаимодействието на натриев хлорид с пирит и меден пирит се образуват натриева сярна сол и хлориди на мед и желязо, които от своя страна окисляват среброто в рудата:
2Ag + FeCl3 + CuCl2 → 2AgCl + FeCl2 + CuCl.
Желязото, добавено по време на амалгамирането, редуцира сребърния хлорид до свободен метал:
3AgCl + Fe → 3Ag + FeCl3.
На свой ред живакът влиза в сплав със сребро, което води до образуването на сребърна амалгама:
Ag + Hg → Амалгама.
След това амалгамата се отделя от рудата и се поставя в специална реторта за стрипинг. В резултат на нагряване живакът се изпарява, утаява се в хладилника, а среброто остава под формата на палачинка, която се наричаамалгама сребро.
Полученото сребро се подлага на смилане и се изпраща в рафинерията за извличане на чисто сребро.
При извличане на платина се използва методът на "активна" амалгамация. Състои се във факта, че изходният материал се обработва в бъчви или на шлюзове с цинкова амалгама в кисела среда. Водородът, освободен при взаимодействието на цинк и киселина, активира повърхността на платината, подобрява нейната омокряемост с живак и увеличава екстракцията в амалгама.