Jak złoto jest wypompowywane z planety

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Poszukiwacz zbiera jedną lub dwie łopaty ziemi z brzegu lub z dna rzeki, wrzuca ją do tacy z wklęsłym dnem, a następnie przez długi czas zmywa w wodzie glinę, piasek i kamyki, przyglądając się uważnie w błotniste zawieszenie - czy coś nie zabłyśnie? Nagrodą jest kilka żółtych ziarenek piasku na samym dnie tacy. Lub mały samorodek, jeśli masz szczęście …

Cóż, teraz opowiem kolejną historię o wydobyciu złota. Historia, która z powyższym nie ma prawie nic wspólnego.

Ściśle mówiąc, czyste złoto istnieje wyłącznie w teorii. Nawet w złocie 999,9, z którego wykonane są sztabki bankowe, znajduje się, jak można wywnioskować z indeksu, jedna dziesięciotysięczna nieczystości. Ale takie złoto to produkt przemysłowy. Nie trzeba myśleć o znalezieniu czegoś o podobnym charakterze.

Złoty piasek myty przez poszukiwaczy lub zmechanizowane pogłębiarki jest w rzeczywistości tylko surowcem, koncentratem, który topi się więcej niż jeden raz i ulega rozpuszczeniu-osadzaniu (rafinacji), zanim zostanie oczyszczony z wielu zanieczyszczeń. A jednak łatwiej jest pracować ze złotem plastycznym niż ze złóż pierwotnych, gdzie żółty metal pozostaje osadzony w skale - rzadko w postaci żył, a często w postaci mikroskopijnych cząstek niewidocznych gołym okiem, drobno rozproszony pył.

W tym drugim przypadku tace, pogłębiarki i wszelkie inne narzędzia są bezużyteczne - po pomoc trzeba wezwać chemię.

Wytrwałość rasy

Klasyczną metodą jest obróbka skruszonej rudy wodnym roztworem cyjanku sodu w obecności tlenu (cyjanizacja). Złoto jest faktycznie wypłukiwane z rudy: jego atom łączy się w roztworze w jeden jon z węglem i azotem. Następnie z roztworu wytrąca się złoto (wraz z licznymi zanieczyszczeniami, głównie srebrem).

Ale najtrudniejszym przypadkiem są tak zwane rudy ogniotrwałe. W nich ziarna złotego pyłu o średnicy kilku mikronów są zamknięte w otoczkach siarczkowych składających się z pirytu (związki siarki i żelaza) lub arsenopirytu (żelazo, siarka, arsen). Problem polega na tym, że muszle siarczkowe nie są zwilżane ani rozpuszczane przez wodę, więc bezpośrednia cyjanizacja rudy ogniotrwałej prawie nic nie da.

Trzeba jakoś tę skorupę rozbić i usunąć z niej drogocenny drobinek kurzu… A może nie trzeba cierpieć - dlaczego stare dobre tace i pogłębiarki są złe? Niezbędny! Na całym świecie złoża lokatorów są bliskie wyczerpania, a większość światowego złota jest już produkowana z rud, w tym rud ogniotrwałych.

Złoto i lód

To właśnie tego typu rudy wydobywane są na terenie Zakładu Górnictwa i Przeróbki Surowców Albazino (GOK), należącej do rosyjskiej firmy Polymetal - drugiej co do wielkości w Rosji pod względem wydobycia złota. Oto skraj wzgórz pokrytych cienką tajgą, prawie niezamieszkany zakątek ogromnego Terytorium Chabarowskiego.

Do najbliższej osady jest ponad sto kilometrów od wydobycia rudy, gdzie 1,2 tys. pracowników pracuje wyłącznie na zasadzie rotacji. Miasto Amursk, gdzie produkty Rządu Korei są przetwarzane w miejscowym zakładzie hydrometalurgicznym, oddalone jest o około czterysta kilometrów.

Droga z Amurska do Albazino jest w około dwóch trzecich nieutwardzona i te same dwie trzecie przebiega przez gęstą tajgę. Setki kilometrów bez osiedli, stacji benzynowych, przydrożnych kawiarni i łączności komórkowej.

Tutaj towarzyszem kierowcy jest krótkofalówka. Uczestnicy ruchu słuchają tej samej częstotliwości, aby w razie potrzeby przekazać „sąsiadom” informacje o sytuacji na drodze, ostrzec o czymś, wezwać pomoc. Do świata zewnętrznego można dotrzeć tylko z telefonu satelitarnego, ale nie jest to luksus na każdą kieszeń.

Około 50 km dalej droga do Albazino jest zablokowana przez szybką i pełną rzeki Amgun, ostatni duży dopływ Amuru przed wpadnięciem do Oceanu Spokojnego. Latem kursuje prom, a zimą przeprawa lodowa. Przeprawa jest specjalnie wzmocniona poprzez zalanie jej wodą i zamrożenie dodatkowej warstwy lodu, dzięki czemu rzekę zimą spokojnie pokonują nie tylko samochody, ale także ciągniki załadowane 42 tonami flotokoncentratu (z produktami GOK) z przyczepami.

Prezenty z jelit

Tutejsze wzgórza nie są wysokie, ale są uczestnikami procesu o skali planetarnej. Ameryka i Eurazja stopniowo zderzają się ze sobą, tworząc ogromne naprężenia sejsmiczne na całym obwodzie Oceanu Spokojnego.

Ten obwód nazywa się Pacyficznym Pierścieniem Ognia. Pofałdowanie lądu na rosyjskim Dalekim Wschodzie było również wynikiem zderzenia płyt kontynentalnych i oceanicznych. I oczywiście w tych częściach wybuchły wulkany. Wraz z płynną magmą wynieśli złoto z głębin na powierzchnię, tworząc przyszłe złoża.

Ślady starożytnej kaldery wulkanicznej (wulkanu, który zapadł się do wewnątrz) znaleziono również na obszarze kopalni Albazino.

W głębi antysynklinorium, pod warstwą „młodych” osadów czwartorzędowych (gliny, iły) znajdują się skały osadowe, np. piaskowce – powstały w wyniku wietrzenia starszych gór. Gdzieniegdzie skały osadowe odcinane są od dołu wąskimi groblami - klinami wyciskanymi z wnętrzności magmy. To właśnie w tych groblach geolodzy znajdują złote ciała.

Tony i gramy

Nie tak dawno opublikowaliśmy raport z kopalni miedzi i powiedzieliśmy, że ruda miedzi wydobywana metodą kopalnianą zawiera tylko 3% miedzi. Wydawało się, że to bardzo mało – tylko 30 kg cennego metalu na tonę wydobytego kamienia! Ruda wydobywana w Albazino Resources zawiera średnio 0,0005% złota, czyli 5 g na tonę.

Czy to naprawdę opłacalne? Przy obecnej światowej cenie złota (około 1600 USD za uncję trojańską - 31,1 g) jest całkiem. Ale brzmi to imponująco: w standardowej sztabce złota bankowego (około 12 kg) jest tyle samo szlachetnego metalu, co w 27 wywrotkach do kopalni pełnej rudy o ładowności 90 ton każda. W rzeczywistości, aby zdobyć sztabkę, potrzeba więcej ciężarówek: nie ma jeszcze przemysłowych metod stuprocentowego wydobycia złota z rudy.

90-tonowe wywrotki są używane w kamieniołomach - gdzie złoto wydobywa się w odkrywce. Jest tu kilka karier, a wszystkie noszą żeńskie imiona.

Najbardziej produktywną na dziś jest Anfisa, kamieniołom Olga został już opracowany i zamknięty. Życie kamieniołomu zaczyna się od eksploracji geologicznej, którą przeprowadza się metodami wiercenia rdzeniowego, kiedy ze skały wywierca się próbkę cylindryczną, oraz zrębów, gdy analizuje się tłuczoną skałę wydobywaną z odwiertu (jest to łatwiejsze i tańsza metoda). Dane geologów przesyłane są do działu planowania górniczego, gdzie za pomocą oprogramowania budowany jest model występowania złóż rudy i tworzony jest najbardziej ekonomicznie wykonalny schemat wydobycia rudy. Wtedy rozpoczyna się praca nad stworzeniem kamieniołomu.

Pierwszym krokiem jest usunięcie nadkładu - gruntu pokrywającego poziomy rudne. Cóż, więc metodycznie, każdego dnia, w jednej lub drugiej części skały wiercone są studnie, które są wypełnione materiałami wybuchowymi, a po małej kontroli na miejsce wybuchu przyjeżdżają koparki i wywrotki, aby wybrać rudę i zawieźć ją na miejsce wybuchu. lokalny zakład wydobywczy i przetwórczy.

Kamieniołom rozwija się ku dołowi, jego łagodnie opadające boki zbiegają się ku środkowi koncentrycznymi półkami: między horyzontami „półki” – pozostawione nasypy. Niektóre z nich są wąskie i służą jedynie do wzmocnienia konstrukcji kopalni, inne służą jako drogi transportowe dla technologii. Kamieniołom – majestatyczny niczym rzymski amfiteatr – sprawia wrażenie solidności, które może mylić. Dlatego boki kamieniołomu są stale skanowane przez specjalny radar, który może śledzić najmniejsze ruchy mas skalnych. W ten sposób jest spokojniej.

Kamieniołomy sięgają głębokości 200–300 m, ale najczęściej złoże rudy ma wąski, podłużny kształt i ciągnie się jeszcze niżej. Teoretycznie można stworzyć głębszy kamieniołom, ale żeby wytrzymać łagodne nachylenie boków, trzeba by wykopać misę o ogromnej średnicy i poświęcić dużo czasu i energii na wydobycie całkowicie nadmiaru skały. Wyjście? Górnictwo podziemne.

Pod ziemią na Toyocie

Na dnie odkrywki Olga, gdzie zakończono wydobycie odkrywkowe, znajduje się jedno z wejść do podziemnego królestwa Albazino Resources. W głąb serpentyny wjeżdża nas „niemożliwa do zabicia” Toyota Land Cruiser 70, specjalnie zmodyfikowana przez jedną z kanadyjskich firm do poruszania się po wyrobiskach górniczych. Poniżej przedstawiamy zwykłe życie w kopalni: platformy wiertnicze wiercą otwory do układania materiałów wybuchowych, krępe maszyny kubełkowe wyjmują zmiażdżoną rudę, a następnie przenoszą ją do specjalnych wywrotek kopalnianych.

Jeśli wyobrazimy sobie złoże rudy jako rodzaj kolumny schodzącej w głąb, to jej rozwój przebiega następująco. Najpierw pochyłe rampy (te same serpentyny) przebijają się od dna odkrywki po bokach złoża rudy (w skale płonnej). Następnie pomiędzy wyjściami (również z pominięciem rudy) powstają chodniki transportowe, czyli po prostu tunele. A teraz od nich do pośpiechu rudy.

Maszyny wjeżdżają do nich i zamieniają cały segment „kolumny” w tłuczeń, który wywozi się w górę. Ale wyjście z ogromnej wyeksploatowanej wnęki jest niebezpieczne, dlatego zanim górnicy zejdą, by wydobyć kolejny horyzont, puste przestrzenie po wybranej rudzie zalewa się betonem. W RPA znajduje się kopalnia złota Mponeng, która ciągnie się w dół o cztery kilometry.

W Albazino kolejność głębokości jest skromniejsza: setki metrów, ale całkowita długość podziemnej penetracji jest imponująca. Od 2009 roku górnicy przeszli ponad 100 km tuneli.

Kamień piankowy

Niezależnie od tego, czy pochodzi z kamieniołomu, czy wydobywana w kopalni, ruda ląduje w pryzmach (hałdach) obok zakładu przeróbki rudy. Ruda może być czarna, szara, prawie biała, brązowawa, ale nie widać na niej żadnych śladów złota i wzrokiem nie można jej odróżnić od skały płonnej. Jednak kolor nie jest jedyną różnicą.

Przy średnio około 5 g złota na tonę, znajdują się tutaj rudy o zawartości od 2 g lub mniej do 3 kg na tonę. Surowce różnią się również wytrzymałością i zdolnością do ekstrakcji. Aby w pracy wykorzystać rudy o różnej jakości, ale w celu wytworzenia produktów (koncentratu flotacyjnego) w ramach planowanych wskaźników, pobiera się różne rudy, to znaczy miesza się je w określonej proporcji.

Istotę tego, co dzieje się w Korei Południowej, można podsumować w dwóch słowach: szlifowanie i flotacja. Aby odciąć maksymalny nadmiar i wydobyć z surowca jak najwięcej drobnych cząsteczek zawierających złoto, rudę, a raczej zawiesinę wodno-szlamową rozdrabnia się w ogromnych beczkach w obecności kulek o dużej wytrzymałości. stal. Produkt mielenia jest kierowany do cyklonowania (separacji wirowej) frakcji grubej i drobnej.

Najdrobniejszy pył trafia do flotacji, gruboziarniste do przemiału. Warstewki siarczkowe otaczające złoto, jak już wspomniano, nie są zwilżane wodą. Jest to problem przy chemicznym odzysku złota, ale przy wzbogacaniu, które opiera się w dużej mierze na procesach fizycznych, wada staje się zaletą. Miazga jest nasycana powietrzem, do których dodaje się spieniające związki alkoholi o dużej masie cząsteczkowej.

Bąbelki otaczają „kapsułki” siarczków i unoszą je w górę. Cenna piana jest wyrzucana, a ruda znajdująca się jeszcze w maszynie flotacyjnej trafia do przemiału i ponownie do flotacji. Wynikiem całego wieloetapowego procesu jest wyciskanie stałego osadu (osadu) z pianki, zwanego flotacyjnym koncentratem. Ostatnim etapem jest suszenie w bębnie, gdzie ciasto zostaje doprowadzone do standardowej wilgotności 6%. Suchy koncentrat ładowany jest do specjalnych worków zawierających 14 ton surowca. Trzy takie worki kładzione są na platformie z traktorem i jadą do Amurska, do hutników.

Kilka liczb. Z rudy dostarczanej do Korei Południowej odzyskuje się średnio 85–87,5% złota. Koncentrat flotacyjny nie zawiera już 5, ale 50 g cennego metalu na tonę. Tak więc standardowa sztabka bankowa zawiera w przybliżeniu taką samą ilość złota, jak surowce przewożone na 6 przyczepach z ładunkiem 42 ton każda. Robi wrażenie!

Przygody cząsteczek

Dopiero Kombinat Hydrometalurgiczny Amur daje nam odpowiedź na pytanie, jak w końcu usunąć złoto z trwałej skorupy. Tutaj, w przedsiębiorstwie również należącym do Polymetal, po raz pierwszy w rosyjskim wydobyciu złota zastosowano tak zwaną technologię autoklawową. Autoklaw to właściwie piec: długi, poziomy walec stalowy, wewnętrznie pokryty membraną kwasoodporną i wykładziną - trzy warstwy cegieł żaroodpornych i kwasoodpornych.

Miazga (mieszanina koncentratu flotacyjnego z gorącą wodą) i czysty tlen są podawane do autoklawu pod ciśnieniem i uruchamiana jest egzotermiczna reakcja utleniania siarki. Piryty i arsenopiryty rozpadają się, aw mieszaninie pojawia się wolne złoto. Na poniższym zdjęciu jest najbardziej spektakularny moment: brązowy osad katody topi się w jasnożółty stop Doré. Gorący metal wlewany jest do form ceramicznych (form).

Ale to nie wszystko: czeka nas prawdziwy thriller chemiczny. Za parownikiem (gdzie temperatura i ciśnienie zawiesiny gwałtownie spadają) mieszanina jest kierowana do neutralizacji - usunięcia kwasu siarkowego powstałego podczas reakcji. Cyjanizacja jest przed nami (która w końcu stanie się możliwa), a kwas siarkowy po zdysocjowaniu w roztworze tworzy dodatni jon wodorowy.

Po zetknięciu się z cyjankiem wodór łatwo łączy się z jonem cyjankowym (CN), tworząc kwas cyjanowodorowy (HCN), który odparowuje. Dlatego kwas siarkowy musi zostać usunięty przez neutralizację i dopiero wtedy, podczas cyjanizacji, złoto może utworzyć jon - dicyjanoaurynian. Naładowane jony te przyklejają się do węgla aktywnego specjalnie dodanego do masy włóknistej. Wszystko to nazywa się sorpcją, ale na etapie desorpcji alkaliczny roztwór NaOH dosłownie wypłukuje z węgla jony zawierające złoto, które są przesyłane do elektrolizera.

Tam dicyjanoaurynian rozkłada się i ostatecznie na katodzie osadza się czyste złoto. Brązowy osad kierowany jest do przetopu i tam zamienia się w jasnożółte, ciężkie sztabki nozdrzy, przypominające brzegi. Ale to nadal nie jest złoto, ale tzw. stop Dore'a, w którym jest około 90% złota, kilka procent srebra, a także nikiel i miedź. Metale te tak bardzo się kochają i rozpuszczają się w sobie tak łatwo, że 999-karatowe złoto można wyizolować tylko podczas rafinacji. Ale inna firma będzie zaangażowana w rafinację. Główną pracę wykonali górnicy złota i metalurdzy z Polymetalu.