Hvordan gull pumpes ut av planeten

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Prospektøren øser opp en eller to skovler med jord fra bredden eller fra bunnen av elven, kaster den i et brett med konkav bunn, og skyller så lenge bort leire, sand og småstein i vannet, kikket intenst. inn i det gjørmete fjæringen - vil ikke noe skinne? Belønningen er noen gule sandkorn helt nederst på brettet. Eller en liten gullkorn, hvis du er heldig …

Vel, nå skal vi fortelle en annen historie om gullgruvedrift. En historie som nesten ikke har noe med ovenstående å gjøre.

Rent gull eksisterer strengt tatt rent i teorien. Selv i 999,9 gull, som bankstenger er laget av, er det, som det kan forstås av indeksen, en titusendel av urenheter. Men slikt gull er et industriprodukt. Det er ingen grunn til å tenke på å finne noe lignende i naturen.

Gullsand vasket av prospektører eller mekaniserte mudder er faktisk bare et råmateriale, et konsentrat, som vil smelte mer enn én gang og gjennomgå oppløsning-utfelling (raffinering) før det renses for mange urenheter. Og likevel er det lettere å jobbe med plasseringsgull enn med gull fra primære forekomster, der det gule metallet forblir innebygd i fjellet - sjelden i form av årer og ofte i form av mikroskopiske partikler som er usynlige for det blotte øye, faktisk, fint spredt støv.

I sistnevnte tilfelle er skuffer, mudder og andre verktøy ubrukelige - du må ringe kjemi for å få hjelp.

Rasens utholdenhet

Den klassiske metoden er bearbeiding av knust malm med en vandig løsning av natriumcyanid i nærvær av oksygen (cyanidering). Gull blir faktisk vasket ut av malmen: atomet kombineres i løsning til ett ion med karbon og nitrogen. Deretter utfelles gull fra løsningen (sammen med en rekke urenheter, først og fremst med sølv).

Men det vanskeligste tilfellet er de såkalte ildfaste malmene. I dem er gullstøvkorn flere mikron i diameter innelukket i sulfidskall bestående av pyritt (forbindelser av svovel og jern) eller arsenopyritt (jern, svovel, arsen). Problemet er at sulfidskall ikke blir fuktet eller oppløst av vann, så direkte cyanidering av ildfast malm vil nesten ikke gi noe.

Det er nødvendig på en eller annen måte å bryte dette skallet og fjerne et dyrebart støvkorn fra det … Eller kanskje du ikke trenger å lide - hvorfor er de gode gamle brettene og mudderene dårlige? Nødvendig! Over hele verden er plasseringsavsetninger nær utarming, og hoveddelen av verdens gull er allerede produsert fra malm, inkludert ildfaste malmer.

Gull og is

Det er malmer av denne typen som utvinnes på stedet til Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), eid av det russiske selskapet Polymetal – det nest største i Russland når det gjelder gullgruvedrift. Her er kanten av åsene dekket med tynn taiga, et nesten ubebodd hjørne av det enorme Khabarovsk-territoriet.

Det er mer enn hundre kilometer fra malmproduksjonen, hvor 1, 2 tusen ansatte utelukkende jobber på rotasjonsbasis, til nærmeste bygd. Byen Amursk, hvor produktene fra GOK blir behandlet ved det lokale hydrometallurgiske anlegget, er omtrent fire hundre kilometer.

Veien fra Amursk til Albazino er omtrent to tredjedeler uasfaltert og de samme to tredjedeler går gjennom den tette taigaen. Hundrevis av kilometer uten bosetninger, bensinstasjoner, veikantkafeer og mobilkommunikasjon.

Her er førerens ledsager en walkie-talkie. Trafikkdeltakere lytter til samme frekvens for om nødvendig å formidle til «naboene» litt informasjon om situasjonen på veien, for å varsle om noe, for å be om hjelp. Du kan bare komme deg gjennom til omverdenen fra en satellitttelefon, men dette er ikke en rimelig luksus for alle.

Omtrent 50 km unna er veien til Albazino blokkert av den raske og fullflytende Amgun-elven, den siste store sideelven til Amur før den renner ut i Stillehavet. Om sommeren går det ferge, og om vinteren er det iskryssing. Krysset er spesielt forsterket ved å helle vann på det og fryse et ekstra lag med is, slik at elven om vinteren rolig krysses ikke bare av biler, men også av traktorer lastet med 42 tonn flytekonsentrat (med GOK-produkter) med tilhengere.

Gaver fra innvollene

Lokale åser er ikke høye, men de er deltakere i prosessen med en planetarisk skala. Amerika og Eurasia kolliderer gradvis med hverandre, og skaper et enormt seismisk stress langs hele Stillehavets omkrets.

Denne omkretsen kalles Pacific Ring of Fire. Landfolding i det russiske fjerne østen var også et resultat av kollisjonen mellom kontinentale og oseaniske plater. Og selvfølgelig brøt det ut vulkaner i disse delene. Sammen med flytende magma fraktet de gull fra dypet til overflaten, og skapte fremtidige avsetninger.

Spor av en gammel vulkansk kaldera (en vulkan som kollapset innover) ble også funnet i Albazino-gruveområdet.

I dypet av antisynclinorium, under laget av "unge" kvartære avsetninger (leire, leire), er det sedimentære bergarter som sandsteiner - de oppsto som et resultat av forvitring av eldre fjell. Her og der er sedimentære bergarter kuttet fra bunnen og opp av smale diker – kiler presset ut av magmatarmen. Det er i disse dikene geologer finner gulllegemer.

Tonn og gram

For ikke så lenge siden publiserte vi en rapport fra en kobbergruve og sa at kobbermalmen utvunnet ved gruvemetoden inneholder kun 3 % kobber. Det så ut til at dette er veldig lite - bare 30 kg verdifullt metall per tonn utvunnet stein! Malmen, som utvinnes i Albazino Resources, inneholder i gjennomsnitt 0, 0005% gull, med andre ord - 5 g per tonn.

Er det virkelig kostnadseffektivt? Med dagens verdenspris på gull (omtrent $ 1600 per troy unse - 31,1 g), er det ganske. Men det høres imponerende ut: det er like mye edelt metall i en standard bankgullbarre (ca. 12 kg) som i 27 gruvedumper med full malm med en lastekapasitet på 90 tonn hver. I realiteten vil det være behov for flere lastebiler for å få tak i blokken: det finnes ingen industrielle metoder for hundre prosent utvinning av gull fra malm ennå.

De 90 tonn tunge dumperne brukes i steinbrudd – hvor gull utvinnes i dagbrudd. Det er flere karrierer her, og alle er navngitt med kvinnelige navn.

Den mest produktive for i dag er Anfisa, Olga-bruddet er allerede utarbeidet og stengt. Livet til et steinbrudd begynner med geologisk leting, som utføres ved metodene for kjerneboring, når en sylindrisk prøve bores ut av fjellet, og borekaks når knust stein hentet fra brønnen analyseres (dette er en enklere og billigere metode). Geologenes data sendes til gruveplanleggingsavdelingen, hvor det ved hjelp av programvare bygges en modell av malmforekomsten og lages den mest økonomisk gjennomførbare malmutvinningsordningen. Så starter arbeidet med å lage et steinbrudd.

Det første trinnet er å fjerne overdekket - jorda som dekker malmhorisontene. Vel, metodisk bores det hver dag brønner i en eller annen del av fjellet, som er fylt med eksplosiver, og etter en liten sjekk kommer gravemaskiner og dumpere til sprengningsstedet for å velge ut malmen og ta den til lokalt gruve- og prosessanlegg.

Steinbruddet utvikler seg nedover, dets svakt skrånende sider konvergerer mot midten i konsentriske avsatser: mellom horisontene, "hyller" - bermer er igjen. Noen av dem er smale og tjener bare for den strukturelle styrken til gruven, andre brukes som transportveier for teknologi. Steinbruddet - majestetisk som et romersk amfiteater - gir et inntrykk av soliditet som kan lure. Derfor blir sidene av steinbruddet konstant skannet av en spesiell radar som er i stand til å spore de minste bevegelser av steinmasser. Det er roligere på denne måten.

Steinbrudd går 200–300 m dypt, men som oftest har malmlegemet en smal avlang form og fortsetter enda lavere. Teoretisk sett kan du lage et dypere steinbrudd, men for å motstå den svake skråningen på sidene, må du grave en bolle med enorm diameter og bruke mye tid og energi på å grave ut fullstendig overflødig stein. Exit? Underjordisk gruvedrift.

Underjordisk på en Toyota

På bunnen av Olga dagbrudd, hvor dagbrudd er fullført, er det en av inngangene til Albazino Resources underjordiske rike. Inn i dypet av serpentinveien blir vi kjørt av den "udødelige" Toyota Land Cruiser 70, spesielt modifisert av et av de kanadiske firmaene for å reise gjennom gruvedriften. Nedenfor er den vanlige gruvens levetid: borerigger borer hull for legging av eksplosiver, tette knebøy-bøttemaskiner tar ut den knuste malmen og overfører den til spesielle gruvedumper.

Hvis vi forestiller oss en malmkropp som en slags søyle som går ned i dypet, utføres utviklingen som følger. Først bryter skrå ramper (de samme serpentinene) gjennom fra bunnen av dagbruddet på sidene av malmlegemet (i gråberget). Deretter mellom utgangene (også utenom malmen), lages transportdrifter, eller rett og slett tunneler. Og nå fra dem til malm rush-orts rush.

Maskiner kommer inn i dem og forvandler et helt segment av "søylen" til knust stein, som føres ut til fjellet. Men det er farlig å forlate det enorme utgravde hulrommet, så før gruvearbeiderne går ned for å utvinne neste horisont, helles tomrommene som er igjen fra den valgte malmen med betong. I Sør-Afrika er det Mponeng-gullgruven, som går ned fire kilometer.

I Albazino er rekkefølgen av dybder mer beskjeden: hundrevis av meter, men den totale lengden på den underjordiske penetrasjonen er imponerende. Siden 2009 har gruvearbeidere passert over 100 km med tunneler.

Skumstein

Enten den tas fra et steinbrudd eller utvinnes i en gruve, havner malmen i hauger (hauger) ved siden av malmforedlingsanlegget. Malm kan være svart, grå, nesten hvit, brunaktig, men ingen tegn til gull oppdages visuelt på den, og det er umulig å skille den fra gråberg ved synet. Men fargen er ikke den eneste forskjellen.

Med et gjennomsnitt på ca. 5 g gull per tonn, finnes malmer med en karakter på 2 g eller mindre til 3 kg per tonn her. Råmaterialer er også forskjellige i styrke og ekstraherbarhet. For å bruke malmer av ulik kvalitet i arbeidet, men for å produsere produkter (flotasjonskonsentrat) innenfor rammen av planlagte indikatorer, belastes ulike malmer, det vil si at de blandes i en viss andel.

Essensen av det som skjer i GOK kan oppsummeres i to ord: sliping og flotasjon. For å kutte av det maksimale overskuddet og fjerne så mange små gullholdige partikler som mulig fra råvarene, males malmen, eller rettere sagt slurry-vannsuspensjonen, i store tromler i nærvær av kuler med høy styrke. stål. Maleproduktet sendes til syklonering (virvelseparasjon) av grove og fine fraksjoner.

Det fineste støvet går til flotasjon, grove korn til ommaling. Sulfidfilmer rundt gull, som allerede nevnt, fuktes ikke med vann. Dette er et problem for kjemisk utvinning av gull, men for beneficiering, som i stor grad er basert på fysiske prosesser, blir ulempen en fordel. Massen er mettet med luft, skummende forbindelser av høymolekylære alkoholer tilsettes til den.

Boblene omgir sulfid-"kapslene" og løfter dem oppover. Verdifullt skum slippes ut, og malmen, som fortsatt er i flotasjonsmaskinen, går til ettermaling og igjen til flotasjon. Resultatet av hele flertrinnsprosessen er et fast slam (kake) presset ut av skummet, kalt flotasjonskonsentrat. Det siste trinnet er tørking i en trommel, hvor kaken bringes til et standard fuktighetsinnhold på 6%. Tørrkonsentratet lastes i spesialposer som inneholder 14 tonn råvarer. Tre av disse sekkene settes på en plattform med en traktor og går til Amursk, til metallurgene.

Noen få tall. Fra malmen som leveres til den koreanske regjeringen, gjenvinnes gjennomsnittlig 85–87,5 % gull. Flotasjonskonsentratet inneholder ikke lenger 5, men 50 g verdifullt metall per tonn. En standard bankbarre inneholder altså omtrent samme mengde gull som råvarer transportert på 6 trailere med en last på 42 tonn hver. Imponerende!

Molekyleventyr

Bare Amur Hydrometallurgical Combine gir oss svar på spørsmålet om hvordan vi tross alt kan fjerne gullet fra det vedvarende skallet. Her, ved et foretak også eid av Polymetal, ble den såkalte autoklavteknologien brukt for første gang i russisk gullgruvedrift. Autoklaven er egentlig en ovn: en lang, horisontal stålsylinder, innvendig dekket med en syrebestandig membran og foring – tre lag med varmebestandige og syrebestandige murstein.

Masse (en blanding av flotasjonskonsentrat med varmt vann) og rent oksygen mates inn i autoklaven under trykk, og den eksoterme reaksjonen av svoveloksidasjon utløses. Pyritt og arsenopyritt går i oppløsning, og fritt gull vises i blandingen. På bildet nedenfor er det mest spektakulære øyeblikket: det brune katodebunnfallet smeltes til en lys gul Doré-legering. Det varme metallet helles i keramiske former (former).

Men det er ikke alt: det er en ekte kjemisk thriller i vente. Etter fordamperen (hvor temperaturen og trykket til slurryen synker kraftig), sendes blandingen til nøytralisering - fjerning av svovelsyren som dannes under reaksjonen. Cyanidering er foran (som endelig vil bli mulig), og svovelsyre, når den dissosieres i løsning, danner et positivt hydrogenion.

Når det møtes med cyanid, kombineres hydrogen lett med cyanidion (CN) for å danne blåsyre (HCN), som vil fordampe. Derfor må svovelsyre fjernes ved nøytralisering, og først da, under cyanidering, kan gull danne et ion - dicyanoaurat. Ladet holder disse ionene seg til det aktive karbonet som er spesielt tilsatt massen. Alt dette kalles sorpsjon, men på desorpsjonsstadiet spyler NaOH-alkaliløsningen bokstavelig talt gullholdige ioner fra kullet, som sendes til elektrolysatoren.

Der spaltes dicyanoaurat og til slutt avsettes rent gull på katoden. Det brune sedimentet sendes til smelting og der blir det til lysegule nesebortunge ingots, formet som banker. Men dette er fortsatt ikke gull, men den såkalte Dore-legeringen, hvor det er omtrent 90 % gull, noen få prosent sølv, og også nikkel og kobber. Disse metallene elsker hverandre så høyt og løses opp i hverandre så lett at det er mulig å isolere 999 karat gull kun under raffinering. Men et annet selskap skal drive med raffinering. Gullgruvearbeiderne og metallurgene til Polymetal har gjort hovedarbeidet.