Как златото се изпомпва от планетата

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

златотърсачът загребва една или две лопати пръст от брега или от дъното на реката, хвърля я в тава с вдлъбнато дъно и след това дълго време отмива глина, пясък и камъчета във водата, надничайки внимателно в калното окачване - няма ли да блесне нещо? Наградата е няколко жълти песъчинки в самото дъно на тавата. Или малко самородно парче, ако имате късмет…

Е, сега ще разкажем още една история за добива на злато. История, която няма почти нищо общо с горното.

Строго погледнато, чистото злато съществува чисто на теория. Дори в златото от 999,9, от което са направени банкови кюлчета, има, както може да се разбере от индекса, една десет хилядна примеси. Но такова злато е индустриален продукт. Няма нужда да мислите за намиране на нещо подобно по природа.

Златният пясък, измит от копатели или механизирани драги, всъщност е просто суровина, концентрат, който ще се стопи повече от веднъж и ще претърпи разтваряне-утаяване (рафиниране), преди да бъде изчистен от много примеси. И все пак, по-лесно е да се работи със злато за разсипване, отколкото със злато от първични находища, където жълтият метал остава вграден в скалата - рядко под формата на вени и често под формата на микроскопични частици, невидими с просто око, всъщност, фино разпръснат прах.

В последния случай тавите, драги и всякакви други инструменти са безполезни - трябва да се обадите на химията за помощ.

Упоритост на породата

Класическият метод е обработката на натрошена руда с воден разтвор на натриев цианид в присъствието на кислород (цианиране). Златото всъщност се измива от рудата: неговият атом се комбинира в разтвор в един йон с въглерод и азот. След това златото се утаява от разтвора (заедно с редица примеси, предимно със сребро).

Но най-трудният случай са така наречените огнеупорни руди. В тях златните прахови зърна с диаметър няколко микрона са затворени в сулфидни черупки, състоящи се от пирит (съединения на сяра и желязо) или арсенопирит (желязо, сяра, арсен). Проблемът е, че сулфидните черупки не се овлажняват или разтварят от вода, така че директното цианиране на огнеупорната руда няма да даде почти нищо.

Необходимо е по някакъв начин да се счупи тази черупка и да се премахне скъпоценно прах от нея … Или може би не е нужно да страдате - защо добрите стари тави и драги са лоши? Необходимо! Навсякъде по света россипните находища са близо до изчерпване и по-голямата част от световното злато вече се произвежда от руди, включително огнеупорни руди.

Злато и лед

Именно руди от този тип се добиват на площадката на Албазино Ресурси Минно-обогатителния комбинат (GOK), собственост на руската компания Полиметал - втората по големина в Русия по добив на злато. Тук е ръбът на хълмовете, покрити с тънка тайга, почти необитаем ъгъл на огромната Хабаровска територия.

От рудопроизводството, където 1,2 хиляди служители работят изключително на ротационен принцип, до най-близкото населено място има повече от сто километра. Град Амурск, където продуктите на GOK се обработват в местния хидрометалургичен завод, е на около четиристотин километра.

Пътят от Амурск до Албазино е около две трети неасфалтиран и същите две трети минават през гъстата тайга. Стотици километри без населени места, бензиностанции, крайпътни кафенета и клетъчни комуникации.

Тук спътникът на шофьора е уоки-токи. Участниците в движението слушат на същата честота, за да предадат, ако е необходимо, на „съседите“някаква информация относно ситуацията на пътя, да предупредят за нещо, да поискат помощ. Можете да стигнете до външния свят само от сателитен телефон, но това не е достъпен лукс за всеки.

Приблизително на 50 км пътят за Албазино е блокиран от бързата и пълноводна река Амгун, последният голям приток на Амур преди да се влее в Тихия океан. През лятото има ферибот, а през зимата има леден преход. Прелезът е специално подсилен чрез изливане на вода върху него и замръзване на допълнителен слой лед, така че реката през зимата да се пресича спокойно не само от автомобили, но и от трактори, натоварени с 42 тона флотационен концентрат (с продукти на GOK) с ремаркета.

Дарове от червата

Местните хълмове не са високи, но са участници в процеса от планетарен мащаб. Америка и Евразия постепенно се сблъскват една с друга, създавайки огромно сеизмично напрежение по целия периметър на Тихия океан.

Този периметър се нарича Тихоокеански огнен пръстен. Сгъването на земята в Далечния изток на Русия също е резултат от сблъсъка на континентална и океанска плочи. И разбира се, вулкани изригваха в тези части. Заедно с течната магма те пренасяли златото от дълбините на повърхността, създавайки бъдещи залежи.

Следи от древна вулканична калдера (вулкан, рухнал навътре) също са открити в района на мината Албазино.

В дълбините на антисинклинориума, под слоя от "млади" кватернерни отлагания (глини, глини), има седиментни скали като пясъчници - те са възникнали в резултат на изветряването на по-древни планини. Тук-там седиментните скали са изсечени отдолу нагоре от тесни диги - клинове, изстискани от недрата на магмата. Именно в тези диги геолозите намират златни тела.

Тонове и грамове

Неотдавна публикувахме доклад от медна мина и казахме, че медната руда, добита по минния метод, съдържа само 3% мед. Изглеждаше, че това е много малко - само 30 кг ценен метал на тон добиван камък! Рудата, която се добива в Albazino Resources, съдържа средно 0,0005% злато, с други думи - 5 g на тон.

Наистина ли е рентабилен? При сегашната световна цена на златото (около 1600 долара за тройунция - 31,1 g) е доста. Но звучи впечатляващо: в стандартно банково златно кюлче (около 12 кг) има толкова благороден метал, колкото в 27 пълнорудни минни самосвала с товароподемност от 90 тона всеки. В действителност ще са необходими повече камиони, за да се получи слитъкът: все още няма индустриални методи за стопроцентово извличане на злато от руда.

90-тонните самосвали се използват в кариери - където златото се добива в открит рудник. Тук има няколко кариери и всички те са кръстени с женски имена.

Най-продуктивният за днес е Анфиса, кариерата на Олга вече е разработена и затворена. Животът на кариерата започва с геоложки проучвания, които се извършват по методите на сондаж, когато от скалата се пробива цилиндрична проба, и шламове, когато се анализира натрошена скала, извлечена от кладенеца (това е по-лесно и по-евтин метод). Данните на геолозите се изпращат в отдела за планиране на рудодобив, където с помощта на софтуер се изгражда модел на поява на рудното тяло и се създава икономически най-осъществимата схема за добив на руда. След това започва работата по създаването на кариера.

Първата стъпка е премахването на открития слой – почвата, покриваща рудните хоризонти. Е, тогава методично всеки ден се пробиват кладенци в един или друг участък от скалата, които се пълнят с експлозиви и след малка проверка на мястото на взрива идват багери и самосвали, за да изберат рудата и да я откарат до местен добив и преработка.

Кариерата се развива надолу, леко наклонените й страни се сближават към центъра в концентрични первази: между хоризонтите се оставят „рафтове“– берми. Някои от тях са тесни и служат само за конструктивната здравина на мината, други се използват като транспортни пътища за технологиите. Кариерата - величествена като римски амфитеатър - създава впечатление за солидност, която може да бъде измамна. Поради това страните на кариерата постоянно се сканират от специален радар, способен да проследи и най-малките движения на скални маси. Така е по-спокойно.

Кариерите са на дълбочина 200–300 m, но най-често рудното тяло е с тясна продълговата форма и продължава още по-ниско. Теоретично можете да създадете по-дълбока кариера, но за да издържите лекия наклон на страните, ще трябва да изкопаете купа с огромен диаметър и да отделите много време и енергия, за да изкопаете напълно излишната скала. Изход? Подземен добив.

Под земята на Toyota

В дъното на открития рудник Олга, където е завършен открит добив, има един от входовете на подземното царство на Албазино ресурси. В дълбините на серпентинния път ни кара "неубиваемият" Toyota Land Cruiser 70, специално модифициран от една от канадските фирми за пътуване през минни изработки. По-долу е обичайният живот на мината: сондажните платформи пробиват дупки за полагане на експлозиви, набитите машини с кофи изнасят натрошената руда и след това я прехвърлят в специални минни самосвали.

Ако си представим рудно тяло като вид колона, отиваща в дълбините, тогава развитието му се извършва по следния начин. Първо, наклонени рампи (същите тези серпентини) се пробиват от дъното на открития рудник отстрани на рудното тяло (в отпадната скала). След това между изходите (също заобикаляйки рудата) се правят транспортни дрейфове или просто тунели. А сега от тях към рудата нахлуват-орци.

В тях влизат машини и превръщат цял сегмент от "колоната" в трошен камък, който се изнася в планината. Но напускането на огромната изкопана кухина е опасно, така че преди миньорите да слязат да копаят следващия хоризонт, празнините, останали от избраната руда, се изсипват с бетон. В Южна Африка има златната мина Mponeng, която се спуска на четири километра.

В Албазино редът на дълбочините е по-скромен: стотици метри, но общата дължина на подземното проникване е впечатляваща. От 2009 г. миньорите са преминали над 100 км тунели.

Пяна камък

Независимо дали е взета от кариера или добита в мина, рудата се озовава на купчини (купчини) до завода за преработка на руда. Рудата може да бъде черна, сива, почти бяла, кафеникава, но по нея визуално не се откриват следи от злато и е невъзможно да се различи от отпадъчна скала с поглед. Цветът обаче не е единствената разлика.

При средно около 5 g злато на тон тук се намират руди с съдържание от 2 g или по-малко до 3 kg на тон. Суровините също се различават по сила и извличане. За да се използват руди с различно качество в работата, но за производство на продукти (флотационен концентрат) в рамките на планираните показатели се зареждат различни руди, тоест те се смесват в определена пропорция.

Същността на случващото се в GOK може да се обобщи с две думи: смилане и флотация. За да се отреже максималният излишък и да се отделят от суровините възможно най-много малки златосъдържащи частици, рудата или по-скоро суспензията - водна суспензия се смила в огромни барабани в присъствието на топки с висока якост стомана. Продуктът за смилане се изпраща за циклониране (вихрово разделяне) на груби и фини фракции.

Най-финият прах отива за флотация, едрите зърна за повторно смилане. Сулфидните филми около златото, както вече споменахме, не се намокрят с вода. Това е проблем за химическото извличане на златото, но за обогатяването, което се основава до голяма степен на физически процеси, недостатъкът се превръща в предимство. Пулпът е наситен с въздух, към него се добавят пенещи съединения с високомолекулни алкохоли.

Мехурчетата обграждат сулфидните "капсули" и ги повдигат нагоре. Изпуска се ценна пяна, а рудата, която все още е във флотационната машина, отива за повторно смилане и отново за флотация. Резултатът от целия многоетапен процес е твърда утайка (кейк), изцедена от пяната, наречена флотационен концентрат. Последният етап е сушене в барабан, където тортата се довежда до стандартно съдържание на влага от 6%. Сухият концентрат се зарежда в специални чували, съдържащи 14 тона суровина. Три от тези торби се поставят на платформа с трактор и отиват в Амурск, при металурзите.

Няколко цифри. От рудата, доставена на ПК, се извлича средно 85–87,5% злато. Флотационният концентрат вече не съдържа 5, а 50 г ценен метал на тон. По този начин стандартен банков слитък съдържа приблизително същото количество злато като суровини, транспортирани на 6 ремаркета с товар от 42 тона всяко. Впечатляващо!

Молекулни приключения

Само Амурският хидрометалургичен комбинат ни дава отговор на въпроса как в крайна сметка да премахнем златото от устойчивата обвивка. Тук, в предприятие, също собственост на Полиметал, за първи път в руското златодобив беше използвана т. нар. автоклавна технология. Автоклавът всъщност е пещ: дълъг хоризонтален стоманен цилиндър, покрит отвътре с киселинноустойчива мембрана и облицовка - три слоя топлоустойчиви и киселинноустойчиви тухли.

Пулпата (смес от флотационен концентрат с гореща вода) и чист кислород се подават в автоклава под налягане и се задейства екзотермичната реакция на окисление на сярата. Пиритите и арсенопиритите се разпадат и в сместа се появява свободно злато. На снимката по-долу е най-зрелищният момент: кафявата катодна утайка се стопява в светложълта сплав на Доре. Горещият метал се излива в керамични форми (форми).

Но това не е всичко: предстои истински химически трилър. След изпарителя (където температурата и налягането на суспензията рязко падат), сместа се изпраща за неутрализация - отстраняване на образувалата се по време на реакцията сярна киселина. Предстои цианиране (което най-накрая ще стане възможно), а сярната киселина, когато се дисоциира в разтвор, образува положителен водороден йон.

Когато се срещне с цианид, водородът лесно се комбинира с цианиден йон (CN), за да образува циановодородна киселина (HCN), която ще се изпари. Следователно сярната киселина трябва да бъде отстранена чрез неутрализация и едва тогава, по време на цианиране, златото може да образува йон - дицианоаурат. Заредени, тези йони се придържат към активния въглен, специално добавен към пулпата. Всичко това се нарича сорбция, но на етапа на десорбция алкалния разтвор на NaOH буквално измива златосъдържащите йони от въглищата, които се изпращат в електролизатора.

Там дицианоауратът се разлага и накрая чистото злато се отлага върху катода. Кафявата утайка се изпраща за претопяване и там се превръща в светло жълти ноздри тежки слитъци, оформени като банкови. Но това все още не е злато, а така наречената сплав Доре, където има около 90% злато, няколко процента сребро, а също и никел и мед. Тези метали се обичат толкова много и се разтварят един в друг толкова лесно, че е възможно да се изолира 999-каратово злато само по време на рафиниране. Но друга компания ще се занимава с рафиниране. Златокопачите и металурзите на Полиметал са свършили основната работа.