Hvordan guld pumpes ud af planeten

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Prospektøren øser en eller to skovle jord op fra bredden eller fra bunden af floden, smider den i en bakke med konkav bund og skyller så længe ler, sand og småsten væk i vandet og kigger opmærksomt ind i det mudrede ophæng - vil noget ikke skinne? Belønningen er et par gule sandkorn helt i bunden af bakken. Eller en lille guldklump, hvis du er heldig…

Nå, nu vil vi fortælle en anden historie om guldminedrift. En historie der næsten ikke har noget med ovenstående at gøre.

Strengt taget eksisterer rent guld rent i teorien. Selv i 999,9 guld, som bankstænger er lavet af, er der, som det kan forstås af indekset, en ti tusindedel urenheder. Men sådan guld er et industrielt produkt. Der er ingen grund til at tænke på at finde noget lignende i naturen.

Guldsand vasket af prospektører eller mekaniserede skrabere er faktisk kun et råmateriale, et koncentrat, som vil smelte mere end én gang og gennemgå opløsning-udfældning (raffinering), før det bliver renset for mange urenheder. Og alligevel er det lettere at arbejde med placer guld end med guld fra primære aflejringer, hvor det gule metal forbliver indlejret i klippen - sjældent i form af årer og ofte i form af mikroskopiske partikler, der er usynlige for det blotte øje, faktisk., fint spredt støv.

I sidstnævnte tilfælde er bakker, skrabere og andre værktøjer ubrugelige - du skal ringe til kemien for at få hjælp.

Racens vedholdenhed

Den klassiske metode er forarbejdning af knust malm med en vandig opløsning af natriumcyanid i nærvær af oxygen (cyanidering). Guld vaskes faktisk ud af malmen: dets atom kombineres i opløsning til en ion med kulstof og nitrogen. Derefter udfældes guld fra opløsningen (sammen med en række urenheder, primært med sølv).

Men det sværeste tilfælde er de såkaldte ildfaste malme. I dem er guldstøvkorn med flere mikrometer i diameter indesluttet i sulfidskaller bestående af pyrit (forbindelser af svovl og jern) eller arsenopyrit (jern, svovl, arsen). Problemet er, at sulfidskallerne ikke fugtes eller opløses af vand, så direkte cyanidering af ildfast malm vil næsten ikke give noget.

Det er nødvendigt på en eller anden måde at bryde denne skal og fjerne et dyrebart støvkorn fra den … Eller måske behøver du ikke lide - hvorfor er de gode gamle bakker og skrabere dårlige? Nødvendig! Overalt i verden er placerforekomster tæt på udtømning, og hovedparten af verdens guld er allerede fremstillet af malme, herunder ildfaste malme.

Guld og is

Det er malme af denne type, der udvindes på stedet for Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), der ejes af det russiske selskab Polymetal - det næststørste i Rusland, hvad angår guldminedrift. Her er kanten af bakkerne dækket med tynd taiga, et næsten ubeboet hjørne af det enorme Khabarovsk-territorium.

Der er mere end hundrede kilometer fra malmproduktionen, hvor 1, 2 tusinde medarbejdere udelukkende arbejder på rotationsbasis, til nærmeste bygd. Byen Amursk, hvor GOK's produkter behandles på det lokale hydrometallurgiske anlæg, er omkring fire hundrede kilometer.

Vejen fra Amursk til Albazino er omkring to tredjedele uasfalteret, og de samme to tredjedele går gennem den tætte taiga. Hundredvis af kilometer uden bosættelser, tankstationer, vejkantscaféer og mobilkommunikation.

Her er chaufførens ledsager en walkie-talkie. Trafikdeltagere lytter til samme frekvens for om nødvendigt at formidle nogle informationer til "naboerne" om situationen på vejen, for at advare om noget, for at bede om hjælp. Du kan kun komme igennem til omverdenen fra en satellittelefon, men dette er ikke en overkommelig luksus for alle.

Cirka 50 km væk er vejen til Albazino spærret af den hurtige og fuldt strømmende Amgun-flod, den sidste store biflod til Amur, før den løber ud i Stillehavet. Om sommeren er der færge, og om vinteren er der isoverfart. Overfarten er specielt forstærket ved at hælde vand på den og fryse et ekstra lag is, så floden om vinteren roligt krydses ikke kun af biler, men også af traktorer lastet med 42 tons flydekoncentrat (med GOK-produkter) med trailere.

Gaver fra tarmen

Lokale bakker er ikke høje, men de er deltagere i processen med en planetarisk skala. Amerika og Eurasien kolliderer gradvist med hinanden og skaber en enorm seismisk stress langs hele Stillehavets omkreds.

Denne omkreds kaldes Pacific Ring of Fire. Landfoldning i det russiske Fjernøsten var også resultatet af kollisionen af kontinentale og oceaniske plader. Og selvfølgelig brød vulkaner ud i disse dele. Sammen med flydende magma førte de guld fra dybet til overfladen og skabte fremtidige aflejringer.

Spor af en gammel vulkancaldera (en vulkan, der kollapsede indad) blev også fundet i Albazino-mineområdet.

I dybet af antisynclinorium, under laget af "unge" kvartære aflejringer (ler, ler), er der sedimentære bjergarter som sandsten - de er opstået som et resultat af forvitring af ældre bjerge. Hist og her er sedimentære bjergarter skåret nedefra og op af smalle diger - kiler presset ud af magmatarmen. Det er i disse diger, at geologer finder guldlegemer.

Tons og gram

For ikke så længe siden offentliggjorde vi en rapport fra en kobbermine og sagde, at den kobbermalm, der udvindes ved minemetoden, kun indeholder 3 % kobber. Det så ud til, at dette er meget lidt - kun 30 kg værdifuldt metal pr. ton udvundet sten! Malmen, som udvindes i Albazino Resources, indeholder i gennemsnit 0, 0005% guld, med andre ord - 5 g pr. ton.

Er det virkelig omkostningseffektivt? Ved den nuværende verdenspris på guld (ca. $ 1.600 pr. troy ounce - 31,1 g), er det ganske. Men det lyder imponerende: Der er lige så meget ædelmetal i en standard guldbarre (ca. 12 kg) som i 27 dumpere til minedrift med fuld malm med en bæreevne på 90 tons hver. I virkeligheden vil der være brug for flere lastbiler for at få barren: Der er endnu ingen industrielle metoder til hundrede procent udvinding af guld fra malm.

De 90 tons tunge dumpere bruges i stenbrud – hvor der udvindes guld i åben grube. Der er flere karrierer her, og alle er navngivet af kvindelige navne.

Den mest produktive i dag er Anfisa, Olga-bruddet er allerede blevet udbygget og lukket. Et stenbruds levetid begynder med geologisk udforskning, som udføres ved metoderne til kerneboring, når en cylindrisk prøve bores ud af klippen, og udskæringer, når knust sten udvundet fra brønden analyseres (dette er en lettere og billigere metode). Geologernes data sendes til mineplanlægningsafdelingen, hvor der ved hjælp af software opbygges en model af malmforekomsten og den mest økonomisk gennemførlige malmudvindingsordning. Så begynder arbejdet med at skabe et stenbrud.

Det første skridt er at fjerne overjorden - jorden, der dækker malmhorisonten. Nå, så bliver der metodisk boret brønde hver dag i den ene eller anden del af klippen, som er fyldt med sprængstoffer, og efter et lille tjek kommer gravemaskiner og dumpere til sprængningsstedet for at udvælge malmen og bringe den til lokale mine- og forarbejdningsanlæg.

Stenbruddet udvikler sig nedad, dets let skrånende sider konvergerer mod midten i koncentriske afsatser: mellem horisonterne er "hylder" - berm efterladt. Nogle af dem er smalle og tjener kun til minens strukturelle styrke, andre bruges som transportruter for teknologi. Stenbruddet - majestætisk som et romersk amfiteater - giver et indtryk af soliditet, der kan bedrage. Derfor scannes stenbruddets sider konstant af en speciel radar, der er i stand til at spore de mindste bevægelser af stenmasser. Det er mere roligt på denne måde.

Stenbrud går 200–300 m dybe, men oftest har malmlegemet en smal aflang form og fortsætter endnu lavere. Teoretisk kan du skabe et dybere stenbrud, men for at modstå sidernes blide hældning, skulle du grave en skål med enorm diameter og bruge meget tid og energi på at udgrave helt overskydende sten. Afslut? Underjordisk minedrift.

Under jorden på en Toyota

I bunden af Olga åbne brud, hvor åbne brud er afsluttet, er der en af indgangene til Albazino Resources underjordiske rige. Ind i dybet af serpentinvejen bliver vi kørt af den "udødelige" Toyota Land Cruiser 70, der er specielt modificeret af et af de canadiske firmaer til at rejse gennem minedrift. Nedenfor er den sædvanlige minelevetid: borerigge borer huller til udlægning af sprængstoffer, tætsiddende squat bucket-maskiner tager den knuste malm ud og overfører den derefter til specielle minedumpervogne.

Hvis vi forestiller os et malmlegeme som en slags søjle, der går i dybet, så udføres dets udvikling som følger. Først bryder skrå ramper (de samme serpentiner) igennem fra bunden af det åbne brud på siderne af malmlegemet (i gråbjerget). Derefter mellem udgangene (også uden om malmen) laves der transportdrift eller blot tunneler. Og nu fra dem til malm rush-orts rush.

Maskiner kommer ind i dem og forvandler et helt segment af "søjlen" til knust sten, som føres ud til bjerget. Men det er farligt at forlade det enorme udgravede hulrum, så inden minearbejderne går ned for at mine den næste horisont, bliver hulrummene, der er tilbage fra den udvalgte malm, hældt med beton. I Sydafrika er der Mponeng-guldminen, som går fire kilometer ned.

I Albazino er rækkefølgen af dybder mere beskeden: hundredvis af meter, men den samlede længde af den underjordiske penetration er imponerende. Siden 2009 har minearbejdere passeret over 100 km tunneler.

Skumsten

Uanset om malmen tages fra et stenbrud eller udvindes i en mine, ender malmen i bunker (dynger) ved siden af malmforarbejdningsanlægget. Malm kan være sort, grå, næsten hvid, brunlig, men ingen tegn på guld opdages visuelt på den, og det er umuligt at skelne den fra gråsten. Farven er dog ikke den eneste forskel.

Med et gennemsnit på omkring 5 g guld pr. ton findes her malme med en kvalitet på 2 g eller mindre til 3 kg pr. ton. Råmaterialer adskiller sig også i styrke og ekstraherbarhed. For at bruge malme af forskellig kvalitet i arbejdet, men for at producere produkter (flotationskoncentrat) inden for rammerne af planlagte indikatorer, opkræves forskellige malme, det vil sige, at de blandes i en vis mængde.

Essensen af, hvad der sker i den koreanske regering, kan opsummeres i to ord: slibning og flotation. For at afskære det maksimale overskud og fjerne så mange små guldholdige partikler som muligt fra råvarerne, males malmen, eller rettere opslæmningen - vandsuspensionen, i enorme tromler i nærværelse af kugler af høj styrke. stål. Formalingsproduktet sendes til cyklonering (hvirvelseparation) af grove og fine fraktioner.

Det fineste støv går til flotation, grove korn til genslibning. Sulfidfilm, der omgiver guld, fugtes som allerede nævnt ikke med vand. Dette er et problem for den kemiske genvinding af guld, men for beneficiering, som i høj grad er baseret på fysiske processer, bliver ulempen en fordel. Pulpen er mættet med luft, skummende forbindelser af højmolekylære alkoholer tilsættes til den.

Boblerne omgiver sulfid-"kapslerne" og løfter dem opad. Værdifuldt skum udledes, og malmen, som stadig er i flotationsmaskinen, går til efterslibning og igen til flotation. Resultatet af hele flertrinsprocessen er et fast slam (kage) presset ud af skummet, kaldet flotationskoncentrat. Det sidste trin er tørring i en tromle, hvor kagen bringes til et standard fugtindhold på 6%. Det tørre koncentrat fyldes i specielle poser indeholdende 14 tons råvarer. Tre af disse poser sættes på en platform med en traktor og går til Amursk, til metallurger.

Et par numre. Fra den malm, der leveres til den koreanske regering, genvindes i gennemsnit 85-87,5 % guld. Flotationskoncentratet indeholder ikke længere 5, men 50 g værdifuldt metal pr. ton. En standard bankbarre indeholder således omtrent samme mængde guld som råvarer, der transporteres på 6 trailere med en last på hver 42 tons. Imponerende!

Molekyle eventyr

Kun Amur Hydrometallurgical Combine giver os et svar på spørgsmålet om, hvordan man trods alt fjerner guldet fra den vedvarende skal. Her, på en virksomhed ejet af Polymetal, blev den såkaldte autoklaveteknologi for første gang brugt i russisk guldminedrift. Autoklaven er faktisk en ovn: en lang, vandret stålcylinder, indvendigt beklædt med en syrefast membran og foring - tre lag varmebestandige og syrefaste mursten.

Pulp (en blanding af flotationskoncentrat med varmt vand) og ren oxygen tilføres autoklaven under tryk, og den eksoterme reaktion af svovloxidation udløses. Pyrit og arsenopyritter går i opløsning, og der kommer fri guld i blandingen. På billedet nedenfor er det mest spektakulære øjeblik: Det brune katodebundfald smeltes til en lysegul Doré-legering. Det varme metal hældes i keramiske forme (forme).

Men det er ikke alt: der venter en rigtig kemisk thriller. Efter fordamperen (hvor gyllens temperatur og tryk falder kraftigt), sendes blandingen til neutralisering - fjernelse af svovlsyren, der dannes under reaktionen. Cyanidering er forude (hvilket endelig bliver muligt), og svovlsyre danner, når den dissocieres i opløsning, en positiv hydrogenion.

Når det mødes med cyanid, kombinerer hydrogen sig let med cyanidion (CN) for at danne blåsyre (HCN), som vil fordampe. Derfor skal svovlsyre fjernes ved neutralisering, og først da, under cyanidering, kan guld danne en ion - dicyanoaurat. Opladet klæber disse ioner til det aktive kul, der er specielt tilsat til pulpen. Alt dette kaldes sorption, men på desorptionsstadiet skyller NaOH-alkaliopløsningen bogstaveligt talt guldholdige ioner ud af kullet, som sendes til elektrolysatoren.

Der nedbrydes dicyanoaurat og til sidst aflejres rent guld på katoden. Det brune sediment sendes til smeltning og der bliver det til lysegule næsebor tunge barrer, formet som banker. Men dette er stadig ikke guld, men den såkaldte Dore-legering, hvor der er omkring 90 % guld, nogle få procent sølv og også nikkel og kobber. Disse metaller elsker hinanden så højt og opløses så let i hinanden, at det kun er muligt at isolere 999 karat guld under raffinering. Men en anden virksomhed vil beskæftige sig med raffinering. Polymetals guldgravere og metallurger har udført hovedarbejdet.