Ako sa zlato odčerpáva z planéty

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Hľadač naberie jednu alebo dve lopaty zeminy z brehu alebo z dna rieky, hodí ju do podnosu s vydutým dnom a potom dlho zmýva hlinu, piesok a kamienky vo vode a sústredene hľadí. do zablateného zavesenia - nebude sa niečo lesknúť? Odmenou je niekoľko žltých zrniek piesku úplne na dne tácky. Alebo malý nuget, ak budete mať šťastie…

No a teraz si povieme ďalší príbeh o ťažbe zlata. Príbeh, ktorý s vyššie uvedeným nemá takmer nič spoločné.

Presne povedané, čisté zlato existuje čisto teoreticky. Aj v zlate 999,9, z ktorého sa vyrábajú bankové tehly, je, ako je možné pochopiť z indexu, jedna desaťtisícina nečistôt. Ale také zlato je priemyselný produkt. O tom, že niečo podobné nájdete v prírode, nie je potrebné uvažovať.

Zlatý piesok premývaný prospektormi alebo mechanizovanými bagrami je vlastne len surovina, koncentrát, ktorý sa viackrát roztopí a podrobí sa rozpusteniu-zrážaniu (rafinácii), než sa zbaví mnohých nečistôt. A predsa je jednoduchšie pracovať s ryžovým zlatom ako so zlatom z primárnych ložísk, kde žltý kov zostáva zapustený v hornine - zriedkavo vo forme žíl a často vo forme mikroskopických častíc neviditeľných voľným okom., jemne rozptýlený prach.

V druhom prípade sú podnosy, bagre a akékoľvek iné nástroje zbytočné – na pomoc si treba zavolať chémiu.

Húževnatosť plemena

Klasickým spôsobom je spracovanie drvenej rudy vodným roztokom kyanidu sodného za prítomnosti kyslíka (kyanidácia). Zlato sa v skutočnosti z rudy vymýva: jeho atóm sa v roztoku spája do jedného iónu s uhlíkom a dusíkom. Potom sa z roztoku vyzráža zlato (spolu s množstvom nečistôt, predovšetkým so striebrom).

Najťažším prípadom sú však takzvané žiaruvzdorné rudy. V nich sú zrnká zlatého prachu s priemerom niekoľkých mikrónov uzavreté v sulfidových obaloch pozostávajúcich z pyritu (zlúčeniny síry a železa) alebo arzenopyritu (železo, síra, arzén). Problém je v tom, že sulfidové škrupiny nie sú zmáčané ani rozpustené vodou, takže priama kyanizácia žiaruvzdornej rudy nedá takmer nič.

Túto škrupinu je potrebné nejako rozbiť a odstrániť z nej vzácne zrnko prachu… Alebo možno netreba trpieť – prečo sú staré dobré podnosy a bagre zlé? Nevyhnutné! Na celom svete sú ložiská rýže takmer vyčerpané a väčšina svetového zlata sa už vyrába z rúd, vrátane žiaruvzdorných rúd.

Zlato a ľad

Práve rudy tohto typu sa ťažia v lokalite závodu Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), ktorý vlastní ruská spoločnosť Polymetal – druhá najväčšia v Rusku z hľadiska ťažby zlata. Tu je okraj kopcov pokrytý tenkou tajgou, takmer neobývaný kút obrovského územia Chabarovsk.

Od výrobne rudy, kde výlučne na striedačku pracuje 1,2 tisíca zamestnancov, je do najbližšieho sídliska viac ako sto kilometrov. Mesto Amursk, kde sa výrobky GOK spracúvajú v miestnom hydrometalurgickom závode, je vzdialené asi štyristo kilometrov.

Cesta z Amurska do Albazina je asi z dvoch tretín nespevnená a rovnaké dve tretiny ide cez hustú tajgu. Stovky kilometrov bez osád, čerpacích staníc, kaviarní pri cestách a mobilných komunikácií.

Tu je spoločníkom vodiča vysielačka. Účastníci premávky počúvajú rovnakú frekvenciu, aby v prípade potreby odovzdali „susedom“nejaké informácie o situácii na ceste, na niečo upozornili, požiadali o pomoc. Do vonkajšieho sveta sa dostanete len zo satelitného telefónu, no nie je to cenovo dostupný luxus pre každého.

Približne 50 km odtiaľto blokuje cestu do Albazina rýchla a plne tečúca rieka Amgun, posledný veľký prítok Amuru pred tým, než sa vleje do Tichého oceánu. V lete je tu trajekt a v zime je tu ľadový prechod. Prechod je špeciálne spevnený poliatím vody a zamrznutím ďalšej vrstvy ľadu, takže rieku v zime pokojne prebrodia nielen autá, ale aj traktory naložené 42 tonami flotačného koncentrátu (s výrobkami GOK) s prívesmi..

Darčeky z útrob

Miestne kopce nie sú vysoké, ale sú účastníkmi procesu planetárneho rozsahu. Amerika a Eurázia sa postupne navzájom zrážajú a vytvárajú obrovské seizmické napätie pozdĺž celého obvodu Tichého oceánu.

Tento obvod sa nazýva Pacific Ring of Fire. Vrásnenie pevniny na ruskom Ďalekom východe bolo tiež výsledkom kolízie kontinentálnych a oceánskych dosiek. A samozrejme, v týchto končinách vybuchli sopky. Spolu s tekutou magmou vynášali zlato z hlbín na povrch a vytvárali budúce ložiská.

V oblasti bane Albazino sa našli aj stopy starovekej sopečnej kaldery (sopka, ktorá sa zrútila dovnútra).

V hĺbke antisynklinória sa pod vrstvou „mladých“štvrtohorných usadenín (íly, íly) nachádzajú sedimentárne horniny ako pieskovce – vznikli v dôsledku zvetrávania dávnejších pohorí. Tu a tam sú sedimentárne horniny zdola nahor prerezané úzkymi hrádzami - klinmi vytlačenými z útrob magmy. Práve v týchto hrádzach geológovia nachádzajú zlaté telá.

Tony a gramy

Nie je to tak dávno, čo sme zverejnili správu z medenej bane a hovorili, že medená ruda ťažená banskou metódou obsahuje len 3 % medi. Zdalo sa, že je to veľmi málo - iba 30 kg cenného kovu na tonu vyťaženého kameňa! Ruda, ktorá sa ťaží v Albazino Resources, obsahuje v priemere 0,0005 % zlata, inými slovami - 5 g na tonu.

Je to skutočne nákladovo efektívne? Pri súčasnej svetovej cene zlata (asi 1 600 dolárov za trójsku uncu – 31,1 g) je to celkom dosť. Ale znie to pôsobivo: v štandardnej bankovej zlatej tehličke (asi 12 kg) je toľko drahého kovu ako v 27 plných ťažobných sklápačoch s nosnosťou každého 90 ton. V skutočnosti bude na získanie ingotu potrebných viac nákladných áut: zatiaľ neexistujú žiadne priemyselné metódy na stopercentnú ťažbu zlata z rudy.

90-tonové sklápače sa používajú v lomoch – kde sa ťaží zlato v otvorenej jame. Existuje niekoľko povolaní a všetky sú pomenované ženskými menami.

Najproduktívnejšia je dnes Anfisa, kameňolom Olga je už rozrobený a uzavretý. Život lomu sa začína geologickým prieskumom, ktorý sa vykonáva metódami jadrového vŕtania, kedy sa z horniny vyvŕta valcová vzorka, a odrezkov, keď sa analyzuje drvina vyťažená z vrtu (ide o jednoduchší a lacnejší spôsob). Údaje geológov sa posielajú na oddelenie plánovania ťažby, kde sa pomocou softvéru zostaví model výskytu rudného telesa a vytvorí sa ekonomicky najvýhodnejšia schéma ťažby rúd. Potom začína práca na vytvorení lomu.

Prvým krokom je odstránenie nadložia – zeminy pokrývajúcej rudné horizonty. No a potom sa metodicky každý deň v tej či onej časti horniny vyvŕtajú studne, ktoré sa naplnia výbušninami a po malej kontrole prídu na miesto odstrelu bagre a sklápače, aby vybrali rudu a odviezli ju na miesto výbuchu. miestny ťažobný a spracovateľský závod.

Lom sa rozvíja smerom nadol, jeho mierne sklonené strany sa zbiehajú do stredu v sústredných rímsach: medzi horizontmi sú ponechané "police" - bermy. Niektoré z nich sú úzke a slúžia len na konštrukčnú pevnosť bane, iné slúžia ako dopravné cesty pre technológiu. Lom – majestátny ako rímsky amfiteáter – pôsobí dojmom solídnosti, ktorá môže klamať. Boky lomu sú preto neustále snímané špeciálnym radarom schopným sledovať aj tie najmenšie pohyby horninových masívov. Takto je to pokojnejšie.

Lomy siahajú do hĺbky 200–300 m, no najčastejšie má rudné teleso úzky podlhovastý tvar a pokračuje ešte nižšie. Teoreticky môžete vytvoriť aj hlbší lom, ale aby ste vydržali mierny sklon strán, museli by ste vykopať misku obrovského priemeru a vynaložiť veľa času a energie na vykopanie úplne prebytočnej horniny. Východ? Podzemná ťažba.

V podzemí na Toyote

Na dne povrchovej jamy Olga, kde bola dokončená povrchová ťažba, sa nachádza jeden zo vstupov do podzemného kráľovstva Albazino Resources. Do hlbín serpentínovej cesty nás ženie „nezabiteľná“Toyota Land Cruiser 70, špeciálne upravená jednou z kanadských firiem na cestovanie banskými prácami. Nižšie je zvyčajný život v bani: vrtné súpravy vyvŕtajú otvory na kladenie výbušnín, podsadité lopaty vyberajú rozdrvenú rudu a potom ju premiestňujú do špeciálnych banských sklápačov.

Ak si predstavíme rudné teleso ako akýsi stĺp idúci do hĺbky, tak jeho vývoj prebieha nasledovne. Po prvé, šikmé rampy (tie isté serpentíny) sa prerazia z dna otvorenej jamy po stranách rudného telesa (v odpadovej hornine). Potom sa medzi východmi (tiež obchádzajúce rudu) robia dopravné štôlne alebo jednoducho tunely. A teraz od nich k rude rush-orts rush.

Stroje do nich vstúpia a premenia celý segment „stĺpca“na drvený kameň, ktorý sa vyvezie do hory. Ale opustenie obrovskej vyťaženej dutiny je nebezpečné, takže predtým, ako baníci zídu dolu dolovať ďalší horizont, dutiny, ktoré zostali po vybranej rude, sa zalejú betónom. V Južnej Afrike sa nachádza zlatá baňa Mponeng, ktorá klesá štyri kilometre.

V Albazine je poradie hĺbok skromnejšie: stovky metrov, ale celková dĺžka podzemného prieniku je pôsobivá. Od roku 2009 prešli baníci viac ako 100 km štôlní.

Penový kameň

Či už ťažená z kameňolomu alebo ťažená v bani, ruda končí na hromadách (halách) vedľa závodu na spracovanie rudy. Ruda môže byť čierna, sivá, takmer biela, hnedastá, ale vizuálne na nej nie sú badateľné známky zlata a nemožno ju pohľadom odlíšiť od odpadovej horniny. Farba však nie je jediným rozdielom.

S priemerom okolo 5 g zlata na tonu sa tu nachádzajú rudy s akosťou 2 g alebo menej až 3 kg na tonu. Suroviny sa líšia aj pevnosťou a extrahovateľnosťou. Na použitie rúd rôznej kvality pri práci, ale na výrobu produktov (flotačný koncentrát) v rámci plánovaných ukazovateľov sa účtujú rôzne rudy, to znamená, že sa zmiešajú v určitom pomere.

Podstatu toho, čo sa deje v GOK, možno zhrnúť do dvoch slov: mletie a flotácia. Aby sa odrezal maximálny prebytok a odobral sa zo surovín čo najviac drobných čiastočiek s obsahom zlata, ruda, či skôr kaša – vodná suspenzia sa melie v obrovských bubnoch za prítomnosti guľôčok vysokej pevnosti. oceľ. Produkt mletia sa posiela na cyklovanie (vírové oddelenie) hrubých a jemných frakcií.

Najjemnejší prach ide na flotáciu, hrubé zrná na prebrúsenie. Sulfidové filmy obklopujúce zlato, ako už bolo spomenuté, nie sú zmáčané vodou. To je problém pri chemickom získavaní zlata, ale pre zhodnocovanie, ktoré je založené prevažne na fyzikálnych procesoch, sa nevýhoda stáva výhodou. Buničina je nasýtená vzduchom, pridávajú sa do nej penivé zlúčeniny vysokomolekulárnych alkoholov.

Bubliny obklopujú sulfidové "kapsuly" a zdvíhajú ich nahor. Vypustí sa cenná pena a ruda, ktorá je ešte vo flotačnom stroji, ide na prebrúsenie a opäť na flotáciu. Výsledkom celého viacstupňového procesu je tuhý kal (koláč) vytlačený z peny, nazývaný flotačný koncentrát. Poslednou fázou je sušenie v bubne, kde sa koláč privedie na štandardnú vlhkosť 6 %. Suchý koncentrát je naložený do špeciálnych vriec obsahujúcich 14 ton surovín. Tri z týchto vriec sa dajú na plošinu s traktorom a idú do Amurska k hutníkom.

Niekoľko čísel. Z rudy dodanej GOK sa získa v priemere 85 – 87,5 % zlata. Flotačný koncentrát už neobsahuje 5, ale 50 g cenného kovu na tonu. Štandardný bankový ingot teda obsahuje približne rovnaké množstvo zlata ako suroviny prepravované na 6 prívesoch s nákladom 42 ton. Pôsobivé!

Dobrodružstvá molekúl

Len Amurský hydrometalurgický kombinát nám dáva odpoveď na otázku, ako napokon odstrániť zlato z perzistentnej škrupiny. Tu, v podniku, ktorý tiež vlastní Polymetal, bola pri ruskej ťažbe zlata prvýkrát použitá takzvaná autoklávová technológia. Autokláv je vlastne pec: dlhý vodorovný oceľový valec, zvnútra pokrytý kyselinovzdornou membránou a obložením - tromi vrstvami žiaruvzdorných a kyselinovzdorných tehál.

Do autoklávu sa pod tlakom privádza buničina (zmes flotačného koncentrátu s horúcou vodou) a čistý kyslík a spúšťa sa exotermická reakcia oxidácie síry. Pyrity a arzenopyrity sa rozpadajú a v zmesi sa objavuje voľné zlato. Na fotografii nižšie je najpozoruhodnejší moment: hnedá katódová zrazenina je roztavená do svetložltej zliatiny Doré. Horúci kov sa naleje do keramických foriem (formy).

Ale to nie je všetko: pred nami je skutočný chemický thriller. Po odparke (kde teplota a tlak kalu prudko klesnú) sa zmes odošle na neutralizáciu – odstránenie kyseliny sírovej vytvorenej počas reakcie. Pred nami je kyanidácia (ktorá bude konečne možná) a kyselina sírová, keď je disociovaná v roztoku, vytvára kladný vodíkový ión.

Pri stretnutí s kyanidom sa vodík ľahko spája s kyanidovým iónom (CN) za vzniku kyseliny kyanovodíkovej (HCN), ktorá sa odparí. Preto treba kyselinu sírovú odstrániť neutralizáciou a až potom pri kyanizácii môže zlato vytvárať ión – dikyanoaurát. Nabité, tieto ióny sa prilepia na aktívne uhlie špeciálne pridané do buničiny. To všetko sa nazýva sorpcia, ale v štádiu desorpcie alkalický roztok NaOH doslova vypláchne z uhlia ióny obsahujúce zlato, ktoré sa posielajú do elektrolyzéra.

Tam sa rozkladá dikyanoaurát a nakoniec sa na katóde ukladá čisté zlato. Hnedý sediment sa posiela na tavenie a tam sa mení na svetložlté ťažké ingoty nosných dierok v tvare bankových. To ale stále nie je zlato, ale takzvaná Dore zliatina, kde je asi 90% zlata, pár percent striebra a tiež nikel a meď. Tieto kovy sa tak milujú a rozpúšťajú sa v sebe tak ľahko, že 999-karátové zlato je možné izolovať až pri rafinácii. Ale iná spoločnosť sa bude zaoberať rafináciou. Hlavnú prácu vykonali zlatokopi a metalurgovia Polymetalu.