Nie istnieje jedna uniwersalna maszyna do wydobycia złota. Dobór sprzętu zależy przede wszystkim od tego, czy złoto znajduje się w twardej skale, czy w luźnych osadach aluwialnych. W pierwszym przypadku potrzebne są urządzenia do wiercenia, urabiania i transportu urobku, a w drugim – maszyny wykorzystujące separację grawitacyjną, takie jak pogłębiarki i płuczki bębnowe.
Maszyny stosowane przy różnych metodach wydobycia
Technologia wydobycia łączy dwa odrębne etapy. Pierwszy to urabianie, czyli odspajanie skały lub pobieranie osadu zawierającego złoto. Drugi obejmuje przetwarzanie urobku i oddzielanie złota od materiału płonnego. To rozróżnienie jest ważne, ponieważ koparka, wiertnica i wozidło służą do pozyskania materiału, natomiast trommel, stół wstrząsowy czy wirówka służą do jego wzbogacania.
| Metoda | Główne maszyny | Cel |
|---|---|---|
| Odkrywkowa | Koparki, wiertnice, spycharki, wozidła technologiczne | Usunięcie nadkładu, urabianie skały i transport rudy |
| Podziemna | Wiertnice, ładowarki LHD, wozidła podziemne, przenośniki | Udostępnienie głębokiego złoża i wywóz urobku |
| Aluwialna | Pogłębiarki, płuczki bębnowe, śluzy, stoły wstrząsowe | Pobranie osadów i grawitacyjne oddzielenie złota |
Wydobycie złota z twardej skały
Złoża skalne występują między innymi w żyłach i innych formacjach, w których złoto jest związane z rudą. Technologia zależy od głębokości złoża, twardości skały, jej miąższości oraz zawartości złota. Płytkie i rozległe złoże może być eksploatowane odkrywkowo, natomiast głębokie złoże wymaga budowy wyrobisk podziemnych.
Sprzęt w kopalni odkrywkowej
W kopalni odkrywkowej najpierw usuwa się nadkład, czyli warstwy gruntu i skał przykrywające rudę. Do tych prac wykorzystuje się koparki hydrauliczne, spycharki i ładowarki kołowe. Wiertnice wykonują otwory w twardej skale, które mogą służyć do robót strzałowych albo pobierania próbek geologicznych.
Po urabianiu koparki ładują urobek do wozideł technologicznych. Pojazdy te przewożą rudę do zakładu przeróbczego, a materiał o mniejszej wartości do wyznaczonego miejsca składowania. W dużych zakładach część transportu przejmują przenośniki taśmowe, szczególnie na stałych i powtarzalnych trasach.
Sprzęt w kopalni podziemnej
W podziemnych wyrobiskach maszyny muszą pracować w ograniczonej przestrzeni, dlatego stosuje się urządzenia o zwartej konstrukcji. Ładowarki LHD – ang. Load-Haul-Dump – nabierają urobek, przewożą go na krótkim odcinku i wysypują do wozidła, leja lub punktu załadunkowego.
Wiertnice podziemne przygotowują otwory wiertnicze, a specjalistyczne wozy transportują rudę i skałę płonną. Na dłuższych odcinkach wykorzystuje się przenośniki taśmowe, które mogą kierować urobek w stronę szybu lub stacji przeładunkowej. Wybór między transportem kołowym a przenośnikami zależy od odległości, nachylenia wyrobisk i wymaganej wydajności.
Wydajność maszyn nie jest jedynym kryterium. Większe urządzenia mogą szybciej przemieszczać materiał, ale wymagają szerszych wyrobisk, większej ilości energii i rozbudowanego zaplecza serwisowego. Dlatego sprzęt dobiera się do geometrii kopalni i planowanego przepływu urobku, a nie tylko do jego maksymalnej ładowności.
Wydobycie złota z osadów aluwialnych
Złoża aluwialne, nazywane też placerowymi, powstają w luźnych osadach rzecznych, żwirach i piaskach. Złoto występuje w nich jako cięższe ziarna lub większe fragmenty, które można oddzielić od lżejszego materiału dzięki różnicy gęstości. Ten etap nazywa się separacją grawitacyjną.
Pogłębiarki ssące i czerpakowe
Pogłębiarki pobierają osad z dna rzeki, zbiornika albo wyrobiska zalanego wodą. Pogłębiarka ssąca wykorzystuje pompę i przewód ssawny do transportu mieszaniny wody oraz osadu. Wersje czerpakowe pobierają materiał za pomocą czerpaków zamontowanych na łańcuchu lub kole.
Pobrany materiał trafia do układu płuczącego. Sama pogłębiarka nie jest więc wyłącznie urządzeniem transportowym, ponieważ często współpracuje z instalacją, która wstępnie klasyfikuje i wzbogaca osad. Zastosowanie takiego sprzętu zależy od głębokości złoża, warunków hydrologicznych i możliwości bezpiecznego prowadzenia prac.
Płuczki bębnowe, śluzy i stoły
Trommel, czyli płuczka bębnowa, obraca przesiewany materiał w cylindrycznym bębnie. Woda rozluźnia żwir i wypłukuje drobniejsze frakcje, a perforowana powierzchnia oddziela większe kawałki skały. Dalsza część instalacji kieruje materiał do śluzy, koncentratora lub innego urządzenia wzbogacającego.
Śluzy wykorzystują przepływ wody i specjalne elementy zatrzymujące cięższe cząstki. Stoły wstrząsowe wykonują rytmiczne ruchy, dzięki czemu ziarna o różnej gęstości i wielkości przemieszczają się w odmienny sposób. Stosuje się je zwykle do dokładniejszego wzbogacania koncentratu po wcześniejszym przesiewaniu i płukaniu.
W tej metodzie najważniejsze są przepływ wody, uziarnienie materiału i różnica gęstości. Zbyt szybki przepływ może wypłukać część złota, a zbyt wolny ogranicza wydajność instalacji. Dlatego maszyny do złóż aluwialnych dobiera się do charakterystyki osadu, a nie do twardości skały.
Maszyny do przetwarzania urobku
Po wydobyciu ruda trafia do zakładu przeróbczego. Urządzenia z tej grupy nie urabiają złoża, lecz przygotowują materiał do odzysku złota albo prowadzą jego separację. Główne maszyny można podzielić według funkcji:
- Kruszarki szczękowe i stożkowe – zmniejszają rozmiar brył rudy i przygotowują je do dalszego mielenia.
- Młyny kulowe – rozdrabniają kruszywo do drobniejszej frakcji, aby uwolnić ziarna złota uwięzione w skale.
- Wirówki separacyjne – wykorzystują siłę odśrodkową i różnice gęstości do wzbogacania materiału.
- Stoły wstrząsowe – rozdzielają cząstki dzięki połączeniu ruchu stołu, przepływu wody i różnej gęstości ziaren.
W niektórych zakładach stosuje się także procesy chemiczne, między innymi ługowanie rud o niskiej zawartości złota. Są one częścią przeróbki i odzysku metalu, a nie samego urabiania złoża. Wymagają zamkniętych instalacji, kontroli procesu oraz właściwego postępowania z pozostałościami technologicznymi.
Najprostszy podział wygląda więc następująco: złoża skalne wymagają wiercenia, odspajania, kruszenia i transportu, natomiast złoża aluwialne przede wszystkim pobierania osadu, płukania i separacji grawitacyjnej. Ostateczna konfiguracja maszyn zależy od głębokości złoża, twardości skały, zawartości złota w rudzie oraz relacji między wydajnością a kosztami operacyjnymi.
