Kako se zlato ispumpava s planeta

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Prospektor zahvati jednu ili dvije lopate zemlje s obale ili s dna rijeke, baci je u pladanj s udubljenim dnom, a zatim dugo ispire glinu, pijesak i kamenčiće u vodi, pozorno gledajući u blatnjavu suspenziju - neće li nešto zasjati? Nagrada je nekoliko žutih zrna pijeska na samom dnu pladnja. Ili mali grumen, ako budeš imao sreće…

Pa, sad ćemo ispričati još jednu priču o iskopavanju zlata. Priča koja nema gotovo nikakve veze s navedenim.

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

Zlatni pijesak koji ispiru kopači ili mehanizirane jaruže zapravo je samo sirovina, koncentrat, koji će se više puta otopiti i podvrgnuti otapanju-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, a često u obliku mikroskopskih čestica nevidljivih golim okom, zapravo, fino raspršena prašina.

U potonjem slučaju, ladice, jaruže i bilo koji drugi alat su beskorisni - trebate pozvati kemiju u pomoć.

Upornost pasmine

Klasična metoda je obrada zdrobljene rude vodenom otopinom natrijevog cijanida u prisutnosti kisika (cijanizacija). Zlato se zapravo ispire iz rude: njegov atom se u otopini spaja u jedan ion s ugljikom i dušikom. Zatim se iz otopine istaloži zlato (zajedno s 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 (spojevi sumpora i željeza) ili arsenopirita (željezo, sumpor, arsen). Problem je u tome što se sulfidne školjke ne vlaže niti otapaju vodom, pa izravna cijanizacija vatrostalne rude neće dati gotovo ništa.

Potrebno je nekako razbiti ovu školjku i ukloniti dragocjenu trunu prašine s nje… Ili možda ne trebate patiti - zašto su dobri stari pladnjevi i jaruže loši? Neophodan! U cijelom svijetu, 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 lokaciji Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK) u vlasništvu ruske tvrtke Polymetal - druge po veličini u Rusiji po eksploataciji zlata. Ovdje je rub brežuljaka prekriven tankom tajgom, gotovo nenaseljeni kut ogromnog Habarovskog teritorija.

Od proizvodnje rude, u kojoj radi 1,2 tisuće zaposlenika 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 crpki, kafića uz cestu i mobilne komunikacije.

Ovdje je suputnik vozača voki-toki. Na istoj frekvenciji slušaju i sudionici u prometu kako bi po potrebi "susjedima" prenijeli neku informaciju o stanju na cesti, upozorili na nešto, zatražili pomoć. U vanjski svijet možete doći samo putem satelitskog telefona, ali to nije luksuz za svakoga.

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

Darovi iz crijeva

Lokalna brda nisu visoka, ali su sudionici procesa planetarnih razmjera. Amerika i Euroazija postupno se sudaraju jedna s drugom, stvarajući ogroman seizmički stres duž cijelog perimetra Tihog oceana.

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

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

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

Tona i grama

Ne tako davno objavili smo izvješće iz rudnika bakra i rekli da ruda bakra iskopana rudarskom 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 prosjeku 0,0005% zlata, drugim riječima - 5 g po toni.

Je li stvarno isplativo? Po trenutnoj svjetskoj cijeni zlata (oko 1600 dolara po troj unci - 31,1 g), sasvim je. Ali zvuči impresivno: u standardnoj bankovnoj zlatnoj polugi (oko 12 kg) ima toliko plemenitog metala koliko i u 27 rudarskih kamiona s punom rudom nosivosti od 90 tona svaki. U stvarnosti, za dobivanje ingota bit će potrebno više kamiona: još ne postoje industrijske metode za stopostotno vađenje zlata iz rude.

Kiperi od 90 tona koriste se u kamenolomima - gdje se zlato kopa na otvorenom. 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 istraživanjem koje se provodi 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 šalju se u odjel za planiranje rudarstva, gdje se uz pomoć softvera izrađuje model pojave rudnog tijela i izrađuje ekonomski najisplativija shema iskopavanja rude. Tada počinje rad na stvaranju kamenoloma.

Prvi korak je uklanjanje otkrivke – tla koje prekriva rudne horizonte. Pa, onda se metodički, svaki dan, buše bušotine u jednom ili drugom dijelu stijene, koje se pune eksplozivom, a nakon male provjere na mjesto miniranja dolaze bageri i kamioni da odaberu rudu i odvezu je do lokalni rudarski i prerađivački pogon.

Kamenolom se razvija prema dolje, njegove blago nagnute strane konvergiraju se prema središtu u koncentričnim izbočinama: između horizonta ostaju "police" - berme. Neki od njih su uski i služe samo za strukturnu čvrstoću rudnika, drugi se koriste kao transportni putovi za tehnologiju. Kamenolom - veličanstven poput rimskog amfiteatra - odaje dojam 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 golemog promjera i potrošiti puno vremena i energije da potpuno iskopate višak stijene. Izlaz? Podzemno rudarenje.

Pod zemljom na Toyoti

Na dnu otvorenog kopa Olga, gdje je završena eksploatacija, nalazi se jedan od ulaza u podzemno kraljevstvo Albazino Resources. U dubinu serpentine tjera nas "neubijeni" Toyota Land Cruiser 70, posebno modificiran od strane jedne od kanadskih firmi za putovanje kroz rudnike. Ispod je uobičajeni vijek trajanja rudnika: bušaći uređaji buše rupe za postavljanje eksploziva, zdepasti strojevi s čučavim žlicama izvlače zdrobljenu rudu, a zatim je prenose u posebne minske dampere.

Zamislimo li rudno tijelo kao neku vrstu stupa koji ide u dubinu, tada se njegov razvoj odvija na sljedeći način. Najprije se nagnute rampe (te iste serpentine) probijaju sa dna površinskog kopa sa strane rudnog tijela (u otpadnoj stijeni). Zatim se između izlaza (također zaobilazeći rudu) prave transportni nanosi ili jednostavno tuneli. A sad od njih u rudu navali-orci jure.

U njih ulazi mehanizacija i cijeli jedan segment "stupa" pretvara u lomljeni kamen koji se iznosi na planinu. No, napuštanje ogromne iskopane šupljine opasno je, pa se prije nego što rudari krenu u kopanje na sljedećem horizontu, praznine koje su ostale od odabrane rude zaliju se betonom. U Južnoj Africi postoji rudnik zlata Mponeng, koji se spušta četiri kilometra.

U Albazinu je red dubina skromniji: stotine metara, ali ukupna duljina 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 u gomilama (gomilama) pored postrojenja za preradu rude. Ruda može biti crna, siva, gotovo bijela, smećkasta, ali se na njoj vizualno ne uočavaju tragovi zlata i nemoguće ju je vidom razlikovati od otpadne stijene. Međutim, boja nije jedina razlika.

S 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 različite kvalitete u radu, ali za proizvodnju proizvoda (flotacijski koncentrat) u okviru planiranih pokazatelja, naplaćuju se različite rude, odnosno miješaju se u određenom omjeru.

Bit onoga što se događa u GOK-u 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, odnosno suspenzija mulja - vode, melje se u ogromnim bubnjevima u prisutnosti kuglica visoke čvrstoće. željezo. 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. To je problem za kemijsko dobivanje zlata, ali za obogaćivanje, koje se uglavnom temelji na fizikalnim 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 flotacijskom stroju ide na ponovno mljevenje i ponovno na flotaciju. Rezultat cijelog procesa u više faza je čvrsti mulj (kolač) istisnut iz pjene, nazvan flotacijski koncentrat. Posljednja faza je sušenje u bubnju, gdje se kolač dovede do standardnog sadržaja vlage od 6%. Suhi koncentrat se utovaruje u posebne vreće koje sadrže 14 tona sirovine. Tri od ovih vreća se stavljaju na platformu s 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 s teretom od 42 tone svaka. Impresivan!

Molekularne avanture

Samo Amurski hidrometalurški kombinat daje nam odgovor na pitanje kako ipak ukloniti zlato iz postojane ljuske. Ovdje, u poduzeću koje je također u vlasništvu Polymetala, prvi put je u ruskom rudarstvu zlata korištena tzv. 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 dovode 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 ulijeva u keramičke kalupe (kalupe).

Ali to nije sve: pred vama je pravi kemijski triler. Nakon isparivača (gdje temperatura i tlak kaše naglo padaju), smjesa se šalje na neutralizaciju – uklanjanje sumporne kiseline nastale tijekom reakcije. Predstoji cijanidacija (koja će konačno postati moguća), a sumporna kiselina, kada se disocira u otopini, tvori pozitivan vodikov ion.

Kada se susreće s cijanidom, vodik se lako spaja s cijanidnim ionom (CN) kako bi nastao cijanovodičnu kiselinu (HCN), koja će ispariti. Stoga se sumporna kiselina mora ukloniti neutralizacijom, a tek tada, tijekom cijanizacije, zlato može formirati ion - dicijanoaurat. Nabijeni, ti se ioni lijepe za aktivni ugljen posebno dodan u pulpu. Sve se to zove sorpcija, ali u fazi desorpcije otopina NaOH alkali doslovno ispire ione koji sadrže zlato iz ugljena, koji se šalju u elektrolizator.

Tamo se dicijanoaurat razgrađuje 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, gdje ima oko 90% zlata, nekoliko posto srebra, a također i nikla i bakra. Ovi se metali toliko vole i tako se lako otapaju jedan u drugom da je 999-karatno zlato moguće izolirati samo tijekom rafiniranja. No, rafiniranjem će se baviti još jedna tvrtka. Rudnici zlata i metalurzi Polimetala obavili su glavni posao.