Kako se zlato ispumpava sa planete

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Kopač zahvati jednu ili dvije lopate zemlje sa obale ili sa dna rijeke, baci je u poslužavnik s udubljenim dnom, a zatim dugo ispire glinu, pijesak i kamenčiće u vodi, pozorno zavirujući u blatnjavu suspenziju - zar nešto neće zasjati? Nagrada je nekoliko žutih zrna peska na samom dnu tacne. Ili mali grumen, ako budeš imao sreće…

Pa, sada ćemo ispričati još jednu priču o iskopavanju zlata. Priča koja nema skoro nikakve veze sa gore navedenim.

Strogo govoreći, čisto zlato postoji samo u teoriji. Čak iu zlatu 999,9, od kojeg se prave bankarske poluge, postoji, kako se iz indeksa može razumjeti, desethiljaditi dio nečistoća. Ali takvo zlato je industrijski proizvod. Nema potrebe razmišljati o pronalaženju nečeg sličnog u prirodi.

Zlatni pijesak ispran kopačima ili mehaniziranim bagerima je zapravo samo sirovina, koncentrat, koji će se više puta otopiti i podvrgnuti rastvaranju-taloženju (rafiniranju) prije nego što bude očišćen od mnogih nečistoća. Pa ipak, lakše je raditi s placer zlatom nego sa zlatom iz primarnih ležišta, gdje žuti metal ostaje ugrađen u stijenu - rijetko u obliku vena i često u obliku mikroskopskih čestica nevidljivih golim okom, zapravo, fino raspršena prašina.

U potonjem slučaju, ladice, bageri i bilo koji drugi alati su beskorisni - trebate pozvati hemiju u pomoć.

Upornost pasmine

Klasična metoda je prerada usitnjene rude vodenim rastvorom natrijum cijanida u prisustvu kiseonika (cijanidacija). Zlato se zapravo ispire iz rude: njegov atom se u rastvoru kombinuje u jedan jon sa ugljenikom i azotom. Zatim se iz rastvora istaloži zlato (zajedno sa nizom nečistoća, prvenstveno sa srebrom).

Ali najteži slučaj su takozvane vatrostalne rude. U njima su zrna zlatne prašine promjera nekoliko mikrona zatvorena u sulfidne ljuske koje se sastoje od pirita (spoji sumpora i željeza) ili arsenopirita (gvožđe, sumpor, arsen). Problem je u tome što se sulfidne školjke ne vlaže niti otapa vodom, pa direktna cijanizacija vatrostalne rude neće dati gotovo ništa.

Potrebno je nekako razbiti ovu školjku i ukloniti dragocjenu trunu prašine s nje… Ili možda ne morate patiti - zašto su stari dobri tacni i bageri loši? Neophodno! Širom svijeta, ležišta placera su blizu iscrpljivanja, a najveći dio svjetskog zlata već se proizvodi iz ruda, uključujući i vatrostalne rude.

Zlato i led

Upravo se rude ove vrste kopaju na lokalitetu Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), u vlasništvu ruske kompanije Polymetal - druge po veličini u Rusiji po eksploataciji zlata. Ovdje je rub brda prekriven tankom tajgom, gotovo nenaseljeni kut ogromnog Habarovskog teritorija.

Od proizvodnje rude, u kojoj 1,2 hiljade zaposlenih radi isključivo rotacijski, do najbližeg naselja ima više od stotinu kilometara. Grad Amursk, gdje se proizvodi GOK-a prerađuju u lokalnoj hidrometalurškoj tvornici, udaljen je oko četiri stotine kilometara.

Put od Amurska do Albazina je oko dvije trećine neasfaltiran, a iste dvije trećine prolazi kroz gustu tajgu. Stotine kilometara bez naselja, benzinskih pumpi, kafića pored puta i mobilnih komunikacija.

Ovdje je vozačev pratilac voki-toki. Učesnici u saobraćaju slušaju istu frekvenciju kako bi, ako je potrebno, prenijeli "komšijama" neku informaciju o stanju na putu, upozorili na nešto, zatražili pomoć. U vanjski svijet možete doći samo preko satelitskog telefona, ali to nije luksuz pristupačan za svakoga.

Otprilike 50 km dalje, put za Albazino blokira brza i puna rijeka Amgun, posljednja velika pritoka Amura prije nego što se ulije u Tihi ocean. Ljeti postoji trajekt, a zimi ledeni prelaz. Prijelaz je posebno ojačan polivanjem vodom i zamrzavanjem dodatnog sloja leda, tako da rijeku zimi mirno prelaze ne samo automobili, već i traktori natovareni sa 42 tone flot koncentrata (sa GOK proizvodima) sa prikolicama.

Darovi iz crijeva

Lokalna brda nisu visoka, ali su učesnici u procesu planetarnih razmjera. Amerika i Evroazija se postepeno sudaraju jedna s drugom, stvarajući ogroman seizmički stres duž cijelog perimetra Tihog oceana.

Ovaj perimetar se zove Pacifički vatreni prsten. Sklapanje kopna na ruskom Dalekom istoku također je rezultat sudara kontinentalne i okeanske ploče. I naravno, vulkani su eruptirali u ovim krajevima. Zajedno sa tečnom magmom, nosili su zlato iz dubina na površinu, stvarajući buduće naslage.

Tragovi drevne vulkanske kaldere (vulkan koji se srušio prema unutra) takođe su pronađeni u oblasti rudnika Albazino.

U dubinama antisinklinorija, ispod sloja "mladih" kvartarnih naslaga (glina, ilovača), nalaze se sedimentne stijene poput pješčenjaka - nastale su kao rezultat trošenja drevnih planina. Tu i tamo su sedimentne stijene odozdo prema gore isječene uskim nasipima - klinovima istisnutim iz utrobe magme. Upravo u ovim nasipima geolozi pronalaze zlatna tijela.

Tone i grami

Ne tako davno smo objavili izvještaj iz rudnika bakra i rekli da ruda bakra koja se kopa rudničkim metodom sadrži samo 3% bakra. Činilo se da je to vrlo malo - samo 30 kg vrijednog metala po toni iskopanog kamena! Ruda koja se kopa u Albazino Resources sadrži u proseku 0,0005% zlata, odnosno 5 g po toni.

Da li je to zaista isplativo? Po trenutnoj svjetskoj cijeni zlata (oko 1.600 dolara po troj unci - 31,1 g), sasvim je. Ali zvuči impresivno: u standardnoj bankarskoj zlatnoj polugi (oko 12 kg) ima toliko plemenitog metala koliko i u 27 rudnih kipera sa punim rudom, nosivosti od 90 tona svaki. U stvarnosti, za dobijanje ingota biće potrebno više kamiona: još ne postoje industrijske metode za stopostotno vađenje zlata iz rude.

Kamioni od 90 tona koriste se u kamenolomima - gdje se zlato kopa na otvorenom kopu. Ovdje postoji nekoliko karijera, a sve su nazvane ženskim imenima.

Najproduktivnija za danas je Anfisa, kamenolom Olga je već razrađen i zatvoren. Život kamenoloma počinje geološkim istraživanjima koja se obavljaju metodama jezgrenog bušenja, kada se iz stijene izbuši cilindrični uzorak, i usjecima, kada se analizira drobljena stijena izvučena iz bušotine (ovo je jednostavnije i jeftinija metoda). Podaci geologa se šalju u odjel za planiranje rudarstva, gdje se uz pomoć softvera izrađuje model pojave rudnog tijela i kreira ekonomski najisplativija shema iskopavanja rude. Tada počinje rad na stvaranju kamenoloma.

Prvi korak je uklanjanje otkrivke – tla koje pokriva rudne horizonte. Pa, onda metodički, svaki dan se buše bunari u jednom ili drugom dijelu stijene, koji se pune eksplozivom, a nakon male provjere, bageri i kiperi dolaze na mjesto miniranja kako bi odabrali rudu i odvezli je do lokalni rudarski i prerađivački pogon.

Kamenolom se razvija prema dolje, njegove blago nagnute strane konvergiraju se prema centru u koncentričnim izbočinama: između horizonta su ostavljene "police" - berme. Neki od njih su uski i služe samo za strukturnu čvrstoću rudnika, drugi se koriste kao transportni putevi za tehnologiju. Kamenolom - veličanstven poput rimskog amfiteatra - odaje utisak čvrstine koja može zavarati. Stoga se strane kamenoloma neprestano skeniraju posebnim radarom koji može pratiti i najmanja kretanja stijenskih masa. Ovako je mirnije.

Kamenolomi idu do 200-300 m dubine, ali najčešće rudno tijelo ima uski duguljasti oblik i nastavlja se još niže. Teoretski, možete napraviti dublji kamenolom, ali da biste izdržali blagi nagib stranica, morali biste iskopati zdjelu ogromnog promjera i potrošiti mnogo vremena i energije da iskopate potpuno višak stijene. Izlaz? Podzemno rudarenje.

Pod zemljom na Toyoti

Na dnu otvorenog kopa Olga, gdje je završena eksploatacija kopa, nalazi se jedan od ulaza u podzemno carstvo Albazino Resources. U dubinu serpentina vozi nas "neubijeni" Toyota Land Cruiser 70, specijalno modifikovan od strane jedne od kanadskih firmi za putovanje kroz rudničke radove. Ispod je uobičajeni životni vek rudnika: bušaći uređaji buše rupe za postavljanje eksploziva, zdepaste mašine sa kašikom izvlače zdrobljenu rudu, a zatim je prenose u specijalne minske dampere.

Ako zamislimo rudno tijelo kao neku vrstu stupa koji ide u dubinu, onda se njegov razvoj odvija na sljedeći način. Prvo se sa dna površinskog kopa probijaju nagnute rampe (te iste serpentine) sa strane rudnog tijela (u otpadnoj stijeni). Zatim se između izlaza (također zaobilazeći rudu) prave transportni nanosi ili jednostavno tuneli. A sada od njih do rude navale-orci jure.

U njih ulazi mašinerija i čitav segment "kolone" pretvara u lomljeni kamen, koji se iznosi na planinu. Ali napuštanje ogromne iskopane šupljine je opasno, tako da prije nego što rudari krenu u kopanje na sljedećem horizontu, praznine koje su ostale od odabrane rude se zaliju betonom. U Južnoj Africi postoji rudnik zlata Mponeng, koji se spušta četiri kilometra.

U Albazinu je red dubina skromniji: stotine metara, ali ukupna dužina podzemnog prodora je impresivna. Od 2009. godine rudari su prošli preko 100 km tunela.

Pjenasti kamen

Bilo da se uzima iz kamenoloma ili se kopa u rudniku, ruda završava na gomilama (gomilama) pored postrojenja za preradu rude. Ruda može biti crna, siva, gotovo bijela, smećkasta, ali na njoj se vizualno ne uočavaju tragovi zlata i nemoguće ju je vidom razlikovati od otpadne stijene. Međutim, boja nije jedina razlika.

Sa prosječno oko 5 g zlata po toni, ovdje se nalaze rude od 2 g ili manje do 3 kg po toni. Sirovine se također razlikuju po snazi i mogućnosti ekstrakcije. Za korištenje ruda različitog kvaliteta u radu, ali za proizvodnju proizvoda (flotacijski koncentrat) u okviru planiranih pokazatelja, naplaćuju se različite rude, odnosno miješaju se u određenom omjeru.

Suština onoga što se dešava u VK može se sažeti u dvije riječi: mljevenje i flotacija. Kako bi se odsjekao maksimalni višak i od sirovina oduzeo što više sitnih čestica koje sadrže zlato, ruda, tačnije kaša - vodena suspenzija, melje se u ogromnim bubnjevima u prisustvu kuglica visoke čvrstoće. čelika. Proizvod za mljevenje šalje se na cikloniranje (vorteksno odvajanje) grubih i finih frakcija.

Najfinija prašina ide na flotaciju, krupna zrna na ponovno mljevenje. Sulfidni filmovi koji okružuju zlato, kao što je već spomenuto, nisu navlaženi vodom. Ovo je problem za hemijsko dobijanje zlata, ali za obogaćivanje, koje se uglavnom zasniva na fizičkim procesima, nedostatak postaje prednost. Pulpa je zasićena zrakom, dodaju joj se pjenasti spojevi alkohola visoke molekularne težine.

Mjehurići okružuju sulfidne "kapsule" i podižu ih prema gore. Vrijedna pjena se ispušta, a ruda koja se još nalazi u flotacijskoj mašini ide na domljevenje i opet na flotaciju. Rezultat cijelog višestepenog procesa je čvrsti mulj (kolač) istisnut iz pjene, nazvan flotacijski koncentrat. Posljednja faza je sušenje u bubnju, gdje se kolač dovodi do standardne vlažnosti od 6%. Suhi koncentrat se utovaruje u posebne vreće koje sadrže 14 tona sirovina. Tri od ovih vreća se stavljaju na platformu sa traktorom i idu u Amursk, metalurzima.

Nekoliko brojeva. Iz rude koja se isporučuje u VK, u prosjeku se dobije 85–87,5% zlata. Flotacijski koncentrat više ne sadrži 5, već 50 g vrijednog metala po toni. Dakle, standardni bankovni ingot sadrži približno istu količinu zlata kao sirovina koja se prevozi na 6 prikolica sa opterećenjem od 42 tone svaka. Impresivno!

Molecule Adventures

Samo Amurski hidrometalurški kombinat daje nam odgovor na pitanje kako, na kraju krajeva, ukloniti zlato iz postojane ljuske. Ovde, u preduzeću koje je takođe u vlasništvu Polymetala, u ruskom iskopavanju zlata prvi put je primenjena takozvana autoklavna tehnologija. Autoklav je zapravo peć: dugačak horizontalni čelični cilindar, iznutra prekriven membranom otpornom na kiseline i oblogom - tri sloja opeke otporne na toplinu i kiseline.

Pulpa (mješavina flotacijskog koncentrata s vrućom vodom) i čisti kisik se ubacuju u autoklav pod pritiskom i pokreće se egzotermna reakcija oksidacije sumpora. Piriti i arsenopiriti se raspadaju, a u smjesi se pojavljuje slobodno zlato. Na fotografiji ispod je najspektakularniji trenutak: smeđi talog katode se topi u svijetložutu Doré leguru. Vrući metal se sipa u keramičke kalupe (kalupe).

Ali to nije sve: pred nama je pravi hemijski triler. Nakon isparivača (gdje temperatura i pritisak suspenzije naglo padaju), smjesa se šalje na neutralizaciju – uklanjanje sumporne kiseline nastale tokom reakcije. Predstoji cijanidacija (koja će konačno postati moguća), a sumporna kiselina, kada se disocira u rastvoru, formira pozitivan vodikov ion.

Kada se susreće sa cijanidom, vodonik se lako kombinuje sa jonom cijanida (CN) da bi formirao cijanovodičnu kiselinu (HCN), koja će ispariti. Stoga se sumporna kiselina mora ukloniti neutralizacijom, a tek tada, tokom cijanizacije, zlato može formirati ion - dicijanoaurat. Napunjeni, ovi ioni se lijepe za aktivni ugalj posebno dodat u pulpu. Sve se to zove sorpcija, ali u fazi desorpcije alkalna otopina NaOH doslovno ispire ione koji sadrže zlato iz uglja, koji se šalju u elektrolizator.

Tu se dicijanoaurat raspada i konačno se čisto zlato taloži na katodi. Smeđi sediment se šalje na topljenje i tamo se pretvara u svijetložute nozdrve teške ingote, u obliku bankovnih. Ali to još uvijek nije zlato, već takozvana legura Dore, u kojoj ima oko 90% zlata, nekoliko posto srebra, te nikla i bakra. Ovi metali se toliko vole i rastvaraju jedan u drugom tako lako da je 999-karatno zlato moguće izolovati samo tokom rafiniranja. Ali druga kompanija će se baviti rafiniranjem. Rudnici zlata i metalurzi Polimetala obavili su glavni posao.