Теоретическая часть

Таблица 1.1 - Реакции растворения минералов меди в водных растворах цианида натрия

Минерал	Химическая формула	Реакция растворения в цианистых растворах	Количество весовых частей NaCN, необходимых для растворения 1 весовой части меди, входящей в состав минерала
Самородная медь Куприт Мелаконит Халькантит Малахит Азурит Халькозин	Cu Cu2O CuO CuSO4•5H2O CuCO3•Cu(OH)2 2CuCO3• Cu(OH)2 Cu2S	2Cu+6NaCN+1/2O2+H2O= 2Na2Cu(CN)3+NaOH Cu2O+6NaCN+H2O= 2Na2Cu(CN)3+NaOH 2CuO+8NaCN+2H2O= 2Na2Cu(CN)3+(CN)2+4NaOH 2CuSO4+8NaCN= 2Na2Cu(CN)3+2Na2SO4+(CN)22CuCO3+8NaCN= 2Na2Cu(CN)3+2Na2CO3+(CN)2 2Cu(OH)2+8NaCN= 2Na2Cu(CN)3+4NaOH+(CN)2 2Cu2S+14NaCN+2H2O+O2= 2Na3Cu(CNS)(CN)3+ +2Na2Cu(CN)3+4NaOH	2,3 2,3 3,4 3,4 3,4 3,4 2,7

Измельчения золотосодержащих руд


С точки зрения обогащения, золотосодержащие руды обычно разделяют на легкообогатимые и труднообогатимые. Коренные золотосодержащие руды, в отличие от урановых или медных руд, характеризуются большим разнообразием минеральных форм нахождения золота, а также примесями, затрудняющими основной процесс промышленного извлечения — цианидно-сорбционную технологию.

Условно, с точки зрения этой технологии, коренные золотосодержащие руды можно разделить на легкоцианируемые и упорные. Для извлечения золота из легкоцианируемых руд применяют наиболее простые схемы переработки.
Так, богатые малосульфидные руды с крупновкраплённым свободным золотом можно перерабатывать с приемлемым извлечением по чисто гравитационной схеме. Это наиболее желаемый вариант, однако, подобные руды в настоящее время встречаются всё реже, и их запасы практически исчерпаны. Легкообогатимые руды со свободным, но тонковкраплённым золотом перерабатывают с использованием цианидного выщелачивания, которое в настоящее время является основным способом промышленного извлечения золота. Этот процесс предусматривает применение токсичных реагентов, что связано с проблемами обезвреживания отходов (хвостов).
Упорные труднообогатимые коренные руды характеризуются сложным вещественным составом, что делает необходимым применение специальных приемов по их переработке. Так, при переработке высокосульфидных руд применяют комбинированные схемы, включающие гравитацию для выделения свободного золота в «золотую головку», флотацию для извлечения золота, ассоциированного с сульфидами в бедный флотоконцентрат при получении хвостов с отвальным содержанием, и, наконец, переработку сульфидного концентрата. Последнюю можно осуществлять либо простым цианированием, либо с предварительным обжигом, либо после предварительного разложения (окисления) в автоклавах, либо после биовыщелачивания (окисления). Подобные приёмы приводят к удорожанию стоимости переработки, однако позволяют добиться более высокого извлечения.
Известно, что главными критериями работы предприятий являются экономические показатели, в основном — себестоимость получения 1 г золота.

На диаграмме показана динамика роста себестоимости унции (31,1 г) и стоимости унции на рынке за период 5 лет, с 2007 по 2011 годы. Как видно, за это время себестоимость унции поднялась с 376 до 662$ или за грамм — с 12,1 до 21,3$. Более свежие данные, опубликованные в журнале «Эксперт-Урал» №12 (март 2015 г), говорят, что мировой уровень себестоимости колеблется около 1200$/унцию. Как жить? По расчётам аналитиков и данным финансовой отчётности российских золотодобывающих компаний, себестоимость добычи золота в среднем по отрасли находится на уровне 1100-1200$ за тройскую унцию. А в России жить можно, поскольку обвал рубля в 2014-м году спас ситуацию.
Поэтому, несмотря на вполне приемлемую себестоимость на некоторых предприятиях, составляющую 4,35$/г (австралийская компания Bending Mining NL) и 12,6$/г (канадская компания на Чукотке), постоянно идёт поиск путей её снижения, в том числе и за счёт новых технологий.
На просторах интернета можно натолкнуться на определённые расчёты и выводы, что примерно половину себестоимости добычи золота, а часто даже больше, на текущий момент составляют энергетические затраты. Наиболее затратной статьёй при переработке руд цианистым процессом является стоимость потребляемого цианистого натрия. В себестоимости переработки одной тонны руды или концентрата затраты на цианид составляют до 40% [1]. Казалось бы, просто направь свои организаторские способности, умственные усилия на решение задач по снижению расхода электроэнергии и цианида и всё — себестоимость резко пойдет вниз. Тенденция, приведённая на диаграмме, сохраняется и по сегодняшний день, следовательно, чтобы её переломить нужен другой подход. И он существует: инновационные решения, только действительно инновационные, а не рацпредложения, коими изобилует наша производственная действительность.
Компания ТТД предлагает технологию переработки золотосодержащей руды с применением современного инновационного оборудования — планетарной мельницы [2], с себестоимостью извлечения золота в богатый (содержание золота 75-96%) концентрат на уровне 2,0-2,7$/г или 62,2-83,9$/унцию в зависимости от содержания золота в руде. Как видно, по отношению к мировой и российской тенденции, себестоимость извлечения одного грамма или унции золота по предлагаемой технологии в 10-15 раз ниже.




Основу предлагаемой технологии составляет способ селективного измельчения в планетарной мельнице, когда золото за счёт мягкости и ковкости не измельчается, а слегка расплющивается и при последующей классификации по крупности остаётся либо на сите или попадает в крупный продукт при воздушной сепарации, при этом минералы вмещающей породы (кварц, сульфиды, углистые вещества) прекрасно измельчаются и проходят через сито или выносятся с тонким продуктом воздушной сепарации. С помощью селективного измельчения и классификации на ситах или в воздушных сепараторах можно эффективно извлекать золото крупностью до 10 мкм. Предлагаемая технология не использует реагенты и цианид.
Метод селективного измельчения испытывается в компании ТТД более 15 лет — сначала он применялся для доводки концентратов, полученных на пилотной установке ТТД (получены концентраты с содержанием золота 92-96%), а затем при переработке керновых проб. Сравнительные испытания двух 200-метровых скважин по традиционной технологии и технологии селективного измельчения показали прирост содержания золота на 52%, причём, в основном, крупного золота, которое по традиционной технологии не попадает в конечный продукт.
Наиболее интересные испытания в непрерывном сухом режиме на стенде ТТД были проведены на пробе месторождения «Наталка». При содержании золота в исходной руде 1,7 г/т после селективного измельчения в планетарной мельнице был получен концентрат с содержанием золота 92% и хвосты с содержанием 0,15 г/т.
Очевидно, при использовании радиометрической сепарации (при благоприятном минеральном составе), когда на основное обогащение поступает только 30-35% от исходной руды, себестоимость обогащения снижается в 1,5 раза и может составить 1,2-1,8$/г, расчёт сделан при содержании золота в руде 5-6 г/т. При снижении содержания золота до 2-3 г/т себестоимость обогащения составит 3,9-4,0$/г. Наиболее интересная разработка технологии обогащения с помощью радиометрической сепарации представлена компанией «ЭГОНТ», контакты с которой наша компании поддерживает более 20-ти лет.
Предлагаемую технологию можно оценить на примере расчётной технологической схемы, представленной




На рисунке 1 показана технологическая схема цепи аппаратов обогатительной установки. Исходный материал крупностью 900-1200 мм загружают в бункер исходной руды 1 объемом 45 м³, откуда с помощью пластинчатого питателя он попадает в мельницу самоизмельчения 2 [3]. Разгрузка мельницы 2 состоит, в основном, из продукта крупностью -50+0 мм, где класс -10 мм составляет не более 20%. Разгрузка мельницы 2 направляется на крутонаклонный конвейер 3, который далее подаёт её на грохот 4 для отсева класса -10 мм. Класс -50+10 мм поступает на комплекс радиометрической сепарации 5, который направляет в отвал до 70% Хвосты крупностью — 44 мкм, выделенные на циклоне 15 и фильтре 16 с помощью герметичных разгрузчиков 18, 19, поступают в самосвал 20 и далее — в хвостохранилище. Туда же направляются с помощью самосвала 21 и крупные хвосты, выделенные радиометрической сепарацией.
Для создания разряжения, транспортировки мелких хвостов и создания необходимых условий работы циклона и воздушных сепараторов используется высоконапорный вентилятор 17.


Таблица 1. Ориентировочные технико-экономические показатели работы фабрики производительностью 100 т/час
В таблице 1 на примере показаны ориентировочные технико-экономические показатели работы фабрики производительностью 100 т/час, а в таблице 2 — расчёт периода окупаемости.



Таблица 2. Расчёт периода окупаемости
1.5 Методы технологические схемы при измельчении золотосодержащих руд

Подавляющее большинство золотосодержащих руд содержит значительное количество тонковкрапленного золота. Измельчение выполняется в одну, две или три, редко — в четыре стадии, иногда с доизмельчением различных золотосодержащих продуктов, например концентратов или огарков, получающихся в последующих за измельчением процессах обработки (отсадка, концентрация на столах, шлюзах и барабанных концентраторах, флотация, обжиг).

Основными факторами, определяющими необходимую степень измельчения и влияющими на построение схем измельчения, являются: минеральный состав и физические характеристики руд, в частности их крупность, твердость и абразивность; состояние золота в рудах (крупность частиц, ассоциации с другими минералами, характеристика поверхности золотин); необходимая степень измельчения; формы измельчения, типы и размеры применяемых мельниц; характеристика измельчительной среды; типы футеровок; скорость вращения мельниц; способ их разгрузки (центральная или периферическая через решетку); циркулирующие нагрузки; разбавление пульпы в мельницах и бесконечное количество других. Вследствие этого трудно найти совершенно аналогичные схемы измельчения руд хотя бы на двух соседних золотоизвлекательных фабриках,, даже принадлежащих одной компании и обрабатывающих более или менее аналогичные руды.

Сухое измельчение применяется в тех случаях, когда измельченный материал дальше по технологическому процессу должен использоваться в сухом виде, или, наоборот, когда измельчению предшествует какой-нибудь из методов сухого обогащения. Такого рода схему, в частности, практикует фабрика Гетчелл, на которой руду из карьера после предварительного трехстадийного дробления и сушки подвергают сухому измельчению до крупности — 1,65 мм в стержневой мельнице (2,4 X 3,7 м), работающей в замкнутом цикле-с вибрационным грохотом. Измельченную руду складируют в бункере обжигового цеха, откуда она по системе транспортеров подается: на обжиг в печь кипящего слоя.

В последние годы в зарубежной литературе опубликован ряд статей и патентов, касающихся перспектив использования метода сухого измельчения в технологии переработки золотосодержащих и других руд. Приводится обзор оборудования, применяемого для сухого измельчения. Высказываются предложения о постройке экспериментальной подвижной установки для промышленных испытаний данного процесса. Отмечается [24], что некоторое снижение производительности мельниц при переходе с мокрого измельчения на сухое обусловлено недостаточным диаметром цапф мельницы. Для успешной работы на режиме сухого измельчения барабан мельницы должен быть заполнен на 30—35%, причем отношение длины барабана мельницы к его диаметру должно быть 0,9—1,0. Сконструированные по этому принципу новые мельницы типа Леопард (диаметром 1,4—1,8 м) имеют привод от фрикционных роликов, футерованных резиной.

Упрощенная конструкция мельницы и применение сварки позволили снизить стоимость машины в 2,5 раза сравнительно с обычными мельницами того же размера.

В японском патенте указывается, что исходную руду измельчают в шаровой мельнице до 0,25 мм, просушивают и с помощью сухого воздуха отделяют пыль в первом циклоне. Фракцию, содержащую золото, еще раз просушивают, измельчают в шаровой мельнице до 0,15 мм и отделяют от пыли во втором циклоне. После подсушки золотую фракцию снова измельчают в шаровой мельнице до —0,074 мм, отделяют от пыли в третьем воздушном циклоне и амальгамируют, получая амальгаму золота и серебра.
В обширной статье, посвященной проблеме сухого измельчения, отмечается, что имеющее в ряде случаев место расхождение между содержанием золота в исходных рудах и балансовым содержанием металла, подсчитанным по результатам опробования продуктов обогащения (товарные концентраты 4- хвосты), может быть вызвано «жизнетворным» (по-видимому, микробиологическим) действием воды, используемой в качестве среды измельчения. Это утверждение, по мнению автора статьи, нельзя доказать без длительных и дорогих научных экспериментов. Но интересен факт, что, сохраняя тонко-измельченную минерализованную руду в сухом состоянии как можно дольше, можно, по-видимому, добиться в ряде случаев значительного увеличения общего извлечения металла в процессе обогащения. Так, например, на фабрике Олд Ник переход на сухое измельчение позволил повысить извлечение золота с 43 до 83% [25].
Отмечается, что после длительной экспериментальной и исследовательской работы удалось создать полностью оборудованную полупромышленную установку для сухого измельчения и соответствующую лабораторию. Изучены детали технологического процесса, которые теперь могут быть объяснены. Привлечено внимание к вопросу предварительной сепарации измельченной руды (сухое обогащение). Представлена программа дальнейших исследований и промышленных испытаний в указанном направлении.

На основании представленных материалов можно заключить, что сухое измельчение и обогащение золотосодержащих руд, безусловно, достаточно перспективно, особенно для районов с острым недостатком воды (пустынные и полупустынные местности).

Тем не менее, подавляющее большинство действующих золотоизвлекательных фабрик практикует измельчение руд в водной, водно-щелочной и цианистой средах.

В зависимости от характера перерабатываемых руд, принятой технологической схемы обогащения и других факторов (например, сроков деятельности и перспектив дальнейшего развития предприятия) в качестве аппаратов для мокрого измельчения золотосодержащих руд используются: стержневые, шаровые и галечные мельницы (рис. 10) в редких случаях — чилийские мельницы (бегунного типа) и толчеи.

Толчеи до недавнего времени были достаточно широко распространены в зарубежной практике (Америка, Африка, Австралия). Преимущество толчейных установок — относительно небольшая масса отдельных частей, легко перевозимых в бездорожных и малоосвоенных районах. Недостаток их — невысокая производительность, особенно при тонком измельчении руды. Поэтому толчеи в последние годы начинают повсеместно вытесняться более производительными измельчающими аппаратами, прежде всего стержневыми и шаровыми мельницами. Тем не менее, еще существует значительное количество предприятий с измельчением руды в толчеях.
На фабрике Морро-Вельхо таким способом измельчают пирро-тиновую золотосодержащую руду до крупности — 0,25 мм. Измельчение в толчеях в замкнутом цикле с сотрясательным грохотомосуществляется на фабрике Коннемара Голд Майнз. Интересна практика измельчения золотосодержащих руд на фабрике Кэм энд Мотор производительностью 800 т/сутки [3, 26]. Схема измельчения на данном предприятии представлена двумя стадиями. В первом цикле измельчения установлено 56 толчейных пестов, выдающих продукт крупностью 0,41 мм, который поступает на концентрационные столы. Хвосты столов классифицируют и пески доизмельчают во втором цикле в трубных мельницах.
На фабрике Портовело руда после дробления в щековых Дробилках до крупности 73% класса — 25 мм поступает в толчеи, которые сочетают в себе работу дробилок тонкого дробления и мельниц грубого измельчения. В результате измельчения в толчеях выдается продукт крупностью 21% класса —0,04 мм, служащий исходным питанием шаровых мельниц [27].До 1953 г. в качестве аппаратов для грубого измельчения руды толчеи применялись и на фабрике Хоумстейк. В 1953 г. имеющиеся толчеи (180 пестов) и значительное количество небольших шаровых и стержневых мельниц II стадии измельчения были демонтированы и заменены более крупными измельчительными установками производительностью 1200 ml су тки каждая.

Применение чилийских (бегунных) мельниц в технологии обработки золотосодержащих руд длительное время определялось необходимостью осуществления процесса внутренней амальгамации руд с одновременным их измельчением. Преимуществом аппаратов данного типа является простота их конструкции, нечувствительность к крупности загружаемой в них руды, неприхотливость и надежность в работе. К недостаткам бегунных мельниц следует отнести их небольшую производительность и высокий расход энергии, потребляемой на измельчение.

В силу этих обстоятельств, а также в связи с переходом на амальгамацию преимущественно гравитационных концентратов (осуществляемую, как правило, в амальгамационных бочках) мельницы данной конструкции также вытесняются из зарубежной практики более производительными шаровыми и стержневыми мельницами. Следует отметить, что последние в ряде случаев можно использовать и в качестве аппаратов внутренней амальгамации (фабрика Хоумстейк). В настоящее время бегунные мельницы сохранились лишь на небольших предприятиях, реконструкция которых задерживается из-за отсутствия надежной сырьевой базы.

Наибольшее распространение в зарубежной золотодобывающей промышленности получили вращающиеся мельницы, использующие в качестве измельчающих тел металлические стержни, шары или рудную гальку.

Стержневое измельчение руд в целом не типично для зарубежных золотоизвлекательных фабрик, хотя и применяется на многих из них, особенно в Канаде и Австралии. Стержневые мельницы применяются только в первых стадиях измельчения, так как они, обеспечивая измельчение сравнительно крупного питания и получение более или менее равномерного по крупности продукта, не дают достаточно тонкого измельчения. За небольшими исключениями (рудники Ламак и Кэмпбел Чибугама в Канаде), такие мельницы работают в открытых циклах, подготавливая руду для последующего измельчения в шаровых или галечных мельницах. Размеры стержневых мельниц, применяемых для измельчения золотосодержащих руд, ограничены. Диаметры мельниц не превышают 2,4 м, за исключением фабрики Дални, где установлена стержневая мельница диам. 3,66 м.

Футеровку цилиндрической части барабана стержневых мельниц изготовляют, как правило, из хромомолибденовой или марганцовистой стали, торцовую футеровку со стороны загрузки — из хромомолибденовой стали, а со стороны разгрузки — из марганцовистой стали. Срок службы цилиндрической футеровки в среднем соответствует обработке около 500 тыс. т исходной руды.

Применяемые за рубежом шаровые мельницы более разнообразны по конструкции и размерам. Краткая характеристика их будет дана ниже, при описании существующих схем измельчения руд на золотоизвлекательных фабриках.

В качестве классифицирующих аппаратов на зарубежных фабриках используют реечные, чашевые и спиральные классификаторы, а также гидроциклоны. Преимущество механических классификаторов — возможность замкнуть цикл мельница—классификатор без дополнительной перекачки пульпы благодаря транспортирующей способности этих машин возвращать недоизмельченные пески в мельницу граблями или спиралями. Достоинство гидроциклонов — отсутствие подвижных частей, малые габариты и высокая производительность. К недостаткам гидроциклонов относится необходимость подачи пульпы под некоторым давлением и быстрый износ насосов и Песковых насадок циклонов. Вообще механические классификаторы применяются преимущественно в первых стадиях измельчения, т. е. на более грубом материале, а гидроциклоны (иногда чашевые классификаторы) — в конечных циклах измельчения.

Широко применяют гидроциклоны при стадиальных схемах флотации. Так, на фабрике Делнайт применяют схему, изображенную на рис. 11. Здесь предусмотрено предварительное разделение пульпы в гидроциклоне на песковую и шламовую фракции. Хвосты второй флотации классифицируются в гидроциклонах, слив которых (99% класса —0,074 мм и 0,41 г/т золота) направляют в отвал. Нижний продукт гидроциклона (66% от питания гидроциклона, содержание золота 1,61 г/т) поступает на третью флотацию.
Применение развернутой схемы гидроциклонирования позволяет получить при флотации общее извлечение 93,9% [32].
В руде, поступающей на фабрику Голден Ридж, содержится значительное количество глинистого материала, который ухудшает технологический процесс. Руду измельчают в стержневой мельнице, работающей в замкнутом цикле с гидроциклоном, гидроловушкой и отсадочной машиной. Глинистые шламы из исходной руды удаляют в гидроциклонах после классификации в чашевом классификаторе с двумя контрольными классификациями слива. Затем руду разделяют в циклонах на песковый и шламовый продукты. Шламовый продукт выводят из процесса. Гидроциклонирование ведут в цианистых растворах. Это обеспечивает снижение содержания золота в хвостах цианирования с 0,7 до 0,32 г/т [18].

Обесшламливание в гидроциклонах с направлением в дальнейшую обработку только Песковой фракции производится на фабрике Пачук при переработке старых отвалов. Шламовую часть направляют в отвал; песковую после доизмельчения флотируют [33, 34].

Схему с двойной классификацией пульпы практикует и фабрика Хоумстейк. На фабрике установлены четыре стержневые мельницы Марси-66, а для первичной классификации — четыре гидроциклона диам. 508 мм и три реечных классификатора. В цикле измельчения осуществляется амальгамация свободного золота. Измельченный продукт (8% класса +0,15 мм и 67% класса —0,074 мм) поступает на вторичную классификацию, осуществляемую в четырех чашевых классификаторах с диаметром чаши 6,1 л и семи гидроциклонах диам. 508 мм. Слив и пески гидроциклонов направляют на раздельное цианирование [28, 35—37].

Применение гидроцнклонов взамен механических классификаторов существенно влияет на компоновку отделений измельчения, длина которых значительно уменьшается. Гидроциклоны, работающие с шаровыми мельницами, располагают так, чтобы пески из них поступали непосредственно в питание мельниц. В проектах новых фабрик наблюдается тенденция к размещению мельниц 1-й и 2-й стадий на одной отметке с расположением стержневых и шаровых мельниц разгрузочными концами в сторону общего зумпфа для питания гидроциклопов.

Учитывая, что тонкое измельчение руды — относительно дорогостоящий процесс, за рубежом большое внимание уделяют правильному выбору схемы измельчения, обеспечивающей высокие технологические показатели при минимальных энергетических и материальных затратах.
Из 57 золотоизвлекательных фабрик, по которым имеется достаточная информация, 20 фабрик, или 35%, применяют одностадийное измельчение, 31 фабрика, или 54%, работает на двухстадийном измельчении, 5 фабрик имеют три стадии измельчения и одна фабрика измельчает руду в четыре стадии.
На фабрике Лаформа в измельчение поступает руда крупностью — 38 мм. Измельчение выполняется в одну стадию в шаровой мельнице (2х 1,5 м), работающей в замкнутом цикле с двухкамерной отсадочной машиной и спиральным классификатором. Пески классификатора возвращают в мельницу, а концентраты отсадки амальгамируют в бочке. Хвосты амальгамации идут на отсадку, а слив классификатора поступает на флотацию.
Нетрудно заметить, что данная схема отличается от ранее опи-саной схемы одностадийного измельчения руды на фабрике Голден Ридж и в то же время обе они непохожи на технологическую схему измельчения, принятую на Вотл Гали (рис. 12).
Кроме упомянутых предприятий, одностадийные схемы измельчения, в частности, практикуют на фабриках Ла-Мазата, Кэрлин, Айрон Кинг, Мюриел, Кэнимба, Голден Валли, Барбертон, Пунта дель Кобр, Эль Саладо, Пунитакви и т. д. На большинстве из них перерабатываются руды с относительно крупным золотом, вскрытие которого обеспечивается при грубом помоле. Некоторым исключением является фабрика Кэрлин, перерабатывающая руду с очень тонким золотом (размер золотин порядка нескольких микронов). Применяемое на фабрике одностадийное измельчение руды (60% класса —0,074 мм) возможно только лишь потому, что вмещающими золото породами служат известковые алевролиты, характеризующиеся очень пористой механической структурой.

Наиболее распространены в зарубежной практике схемы двустадийного измельчения, применяемые на многих фабриках Канады, Австралии, ЮАР, Ганы, Родезии и т. д

Обычно в первой стадии тонкого измельчения используют стержневые мельницы, дающие более равномерный по крупности продукт с меньшим его переизмельчением. Во 2-й стадии применяются шаровые или рудно-галечные мельницы.
В ряде случаев в первой стадии измельчения устанавливают короткие шаровые мельницы с большим диаметром и принудительной разгрузкой. В таких мельницах перед разгрузочной цапфой ставят колосниковую решетку, задерживающую крупные куски руды и шары, а пульпа разгружается через обычную воронку. Быстрое прохождение материала через мельницу снижает его переизмельчение. Таким образом, эти мельницы работают в таком же режиме, как стержневые.
На крупных многосекционных фабриках предпочитают устанавливать стержневые мельницы на одном уступе длинной осью поперек здания, а шаровые на другом уступе длинной осью вдоль здания. Такая схема создает удобные условия для выгрузки и загрузки стержней, не увеличивая ширину мельничного пролета. При измельчении до 50—60% класса —0,074 мм обычно 30% нагрузки передается на стержневые мельницы и 70% на шаровые, что при мельницах одинаковых размеров приводит к соотношению их числа 1 : 2, которое можно считать классическим. При этом в целях экономии предпочитают применять тихоходные шаровые мельницы с центральной разгрузкой. Лишь на немногих фабриках среднего масштаба принято соотношение 1 : 1 при соответственном увеличении размеров шаровой мельницы [42].

Измельчение руды в три и более стадий применяется на золото-извлекательных фабриках довольно редко, главным образом при тонком золоте или тонких вкраплениях золотосодержащих минералов. Так, в руде, поступающей на фабрику Лейк Вью энд Стар, значительная часть золота представлена тонкими включениями теллуридов. После трехстадийного дробления руду измельчают в три приема в шаровых мельницах, работающих в замкнутом цикле с гидроциклонами, с промежуточным извлечением освобождающегося в цикле измельчения золота в гравитационный концентрат. Слив гидроциклона третьей стадии измельчения поступает в цикл флотации (рис. 14) [28, 43].

Технологическая схема фабрики Сноу Лейк включает трехстадийное измельчение руды с дополнительным доизмельчением пром-продуктов флотации [44].
Трехстадийное измельчение золотосодержащих руд практикуется также на фабриках Вестерн Дип Левелз, Сигма Майнз и др.
Применяемые за рубежом схемы измельчения золотосодержащих руд, кроме количества стадий, различаются также и по характеру цикла: открытый или замкнутый. В открытом цикле обычно работают стержневые мельницы, питающиеся более крупной рудой, содержащей, как правило, незначительное количество готового по крупности класса. Однако имеются примеры работы в открытом цикле и шаровых мельниц, так же как и стержневые мельницы в ряде случаев работают в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами.

На многих фабриках, где в качестве основного технологического процесса извлечения золота применяется цианирование, измельчение ведут в оборотных цианистых растворах, что позволяет перевести 40—70% золота в раствор в процессе измельчения и ограничить обводнение цианистой схемы во избежание выброса обеззолоченных цианистых растворов, содержащих не только цианиды, но иногда и небольшие количества растворенного золота, а также сократить продолжительность выщелачивания в агитаторах (переме-шивателях).

Например, на фабрике Тайольтита (Мексика) дробленую руду измельчают в цианистом растворе в мельницах (2,3x3,05 и 1,83X Х2,44 м) до 80% класса —0,074 мм. Измельченная руда поступает на перемешивание в агитаторы Дорра [48]. Общий вид фабрики Тайольтита представлен на рис. 16.
На фабрике Грейт Вестерн Консолидейтед руду измельчают в две стадии в стержневой и шаровой мельницах, работающих в замкнутом цикле с реечными классификаторами. Выщелачивание золота проводят цианистым калием в присутствии извести. Оба реагента загружают в мельницы [28].
Измельчение в цианистом растворе проводят на фабрике Кон, при этом в цикле измельчения извлекается 65% золота от исходного содержания в руде (17,5 г/т). Общее извлечение золота составляет 92% [10]. 
На фабрике Питчуэй производительностью 150 т/сутки дробленая руда двумя питателями подается в шаровую мельницу (2,44 X Х1,53 м). Измельчение ведут в растворе цианистого калия без подачи извести (расход цианида 390 г/т руды). Одновременно с рудами по этой же схеме перерабатывают рудные отвалы прежних лет. Предварительно обработанный в цианистом растворе материал проходит ряд гидроциклонов, песковая часть которых поступает в рудные мельницы на доизмельчение, объединяясь с массой руды. Слив гидроциклонов (85—90% класса —0,074 мм) направляют на агитацию [49].
На ряде обогатительных фабрик в цикле измельчения загружают флотореагенты.
Так, на фабрике Голден Манитоу в мельницу подаются аэрофлоты 31 (8 г/т) и 208 (27 г/т). Это позволяет лучше провести цикл флотации пирита и халькопирита, с которыми связано золото [17].
В процессе измельчения руд в водной среде вода обогащается ионами железа и других металлов, присутствующих в основном в виде сульфитов, обусловливая кислую реакцию воды. Флотация пирита лучше протекает в слабощелочной среде. Поэтому на фабрике Мариетта, перерабатывающей полиметаллическую руду, в шаровую мельницу вводят соду и известь, после измельчения до 86% класса —0,074 мм пульпа поступает на флотацию [33, 50].

На фабрике Дални, обогащающей арсенопиритную золотосодержащую руду, в питание первичной стержневой мельницы вводят соду (0,756 кг/т), бутиловый и амиловый ксантогената при общем расходе последних 0,065 кг/т. В питание шаровой мельницы подают медный купорос (0,055 кг/т) для активации арсенопирита. Это дает возможность хорошо подготовить пульпу перед флотацией [31].

В последние годы за рубежом проводятся работы по созданию нового измельчительного оборудования и исследованию самого процесса измельчения руд.

Кроме мельниц самоизмельчения типа Аэрофол, Каскад и прочее (данные о работе которых будут представлены далее), испытываются аппараты различной конструкции, применение которых в золотодобывающей промышленности может представить определенный интерес.

Например, известно, что Планиоль использовал мельницы, похожие на импеллер вертикального насоса, в которых измельчаемый материал устремляется вдоль радиальных лопаток и разбивается, ударяясь о периферию диска. Автор исследовал распределение энергии при работе в вакууме. Полученные результаты показали, что энергия расходуется на измельчение в полном соответствии с законом Риттингера и что тонкое измельчение в этой мельнице должно происходить с меньшими затратами энергии, чем в шаровых мельницах [19].

Запатентована мельница для мокрого измельчения руд, обеспечивающая одновременное измельчение и перемешивание материала (при извлечении драгоценных металлов из руды). Мельница состоит из цилиндрического корпуса, заполняемого мелющими телами, и вертикально установленного вала с дисками для перемешивания. Пульпа подается снизу аппарата, а готовый продукт отводится сверху, предварительно пройдя через контрольное сито. Избыточное давление в камере измельчения, создаваемое за счет предварительного ввода воздуха, интенсифицирует процесс вследствие увеличения гравитационных сил, возникающих при дроблении и перемешивании материала. Давление в камере поддерживают в зависимости от вида обрабатываемого материала.

Описаны роликовые мельницы (центробежные и пружинные), однако прямого указания о их применении на золотоизвлекательных фабриках нет 151].

Интересное математическое исследование условий повышения эффективности процесса измельчения было выполнено Заннорасом, который заключает, что необходимо применять наименьший размер шаров наибольшей плотности и выбирать крупность питания в зависимости от крепости материала [52]. Предполагается также, что скорость вращения, загрузку шаров и разбавление следует отрегулировать таким образом, чтобы обеспечивалась кинетическая энергия раздавливания (удара), соответствующая крепости раздрабливаемой руды [11].