Cum este pompat aurul din planetă

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Prospectorul scoate una sau două lopeți de pământ de pe mal sau de pe fundul râului, îl aruncă într-o tavă cu fundul concav și apoi, pentru o lungă perioadă de timp, spală argila, nisipul și pietricelele din apă, privind atent. în suspensia noroioasă - nu va străluci ceva? Recompensa sunt câteva boabe galbene de nisip în partea de jos a tăvii. Sau o pepiță mică, dacă ai noroc…

Ei bine, acum vom spune o altă poveste despre exploatarea aurului. O poveste care nu are aproape nimic de-a face cu cele de mai sus.

Strict vorbind, aurul pur există doar în teorie. Chiar și în aur de 999,9, din care se fac lingouri de bancă, există, după cum se poate înțelege din indice, o zece miime de impurități. Dar un astfel de aur este un produs industrial. Nu este nevoie să te gândești să găsești ceva similar în natură.

Nisipul auriu spălat de prospectori sau dragă mecanizată este de fapt doar o materie primă, un concentrat, care se va topi de mai multe ori și va suferi dizolvare-precipitare (rafinare) înainte de a fi curățat de multe impurități. Și totuși, este mai ușor să lucrezi cu aur placer decât cu aur din depozitele primare, unde metalul galben rămâne încorporat în rocă - rar sub formă de vene și adesea sub formă de particule microscopice invizibile cu ochiul liber, de fapt., praf fin dispersat.

În acest din urmă caz, tăvile, dragele și orice alte instrumente sunt inutile - trebuie să apelați la chimie pentru ajutor.

Tenacitatea rasei

Metoda clasică este prelucrarea minereului zdrobit cu o soluție apoasă de cianură de sodiu în prezența oxigenului (cianurare). Aurul este de fapt spălat din minereu: atomul său se combină în soluție într-un singur ion cu carbon și azot. Apoi se precipită aurul din soluție (împreună cu o serie de impurități, în primul rând cu argint).

Dar cel mai dificil caz sunt așa-numitele minereuri refractare. În ele, boabele de praf de aur cu diametrul de câțiva microni sunt închise în cochilii de sulfură constând din pirit (compuși de sulf și fier) sau arsenopirită (fier, sulf, arsen). Problema este că cojile de sulfură nu sunt umezite sau dizolvate de apă, așa că cianurarea directă a minereului refractar nu va da aproape nimic.

Este necesar să spargi cumva această coajă și să îndepărtezi o bucată prețioasă de praf din ea … Sau poate nu trebuie să suferi - de ce tăvile și dragele vechi bune sunt rele? Necesar! Peste tot în lume, zăcămintele de placeri sunt aproape de epuizare, iar cea mai mare parte a aurului mondial este deja produs din minereuri, inclusiv minereuri refractare.

Aur și gheață

Este vorba despre minereurile de acest tip care sunt exploatate pe amplasamentul Uzinei de Mine și Procesare Albazino Resources (GOK), deținută de compania rusă Polymetal - a doua ca mărime din Rusia în ceea ce privește exploatarea aurului. Aici este marginea dealurilor acoperite cu taiga subțire, un colț aproape nelocuit al imensului Teritoriu Khabarovsk.

Există mai mult de o sută de kilometri de la producția de minereu, unde 1, 2 mii de angajați lucrează exclusiv pe bază de rotație, până la cea mai apropiată localitate. Orașul Amursk, unde produsele GK sunt procesate la uzina hidrometalurgică locală, are aproximativ patru sute de kilometri.

Drumul de la Amursk la Albazino este aproximativ două treimi neasfaltat și aceleași două treimi trece prin taiga densă. Sute de kilometri fără așezări, benzinării, cafenele de pe marginea drumului și comunicații celulare.

Aici însoțitorul șoferului este un walkie-talkie. Participanții la trafic ascultă aceeași frecvență pentru a le transmite, dacă este cazul, „vecinilor” câteva informații referitoare la situația de pe drum, pentru a avertiza ceva, pentru a cere ajutor. Puteți ajunge în lumea exterioară doar de la un telefon prin satelit, dar acesta nu este un lux accesibil pentru toată lumea.

La aproximativ 50 km distanță, drumul spre Albazino este blocat de râul Amgun rapid și cu curgere plină, ultimul mare afluent al Amurului înainte de a se vărsa în Oceanul Pacific. Vara este feribot, iar iarna este o traversare pe gheață. Traversarea este întărită în mod special prin turnarea apei pe ea și înghețarea unui strat suplimentar de gheață, astfel încât râul iarna să fie traversat calm nu doar de mașini, ci și de tractoare încărcate cu 42 de tone de concentrat de flotație (cu produse GOK) cu remorci..

Cadouri din intestine

Dealurile locale nu sunt înalte, dar sunt participanți la procesul la scară planetară. America și Eurasia se ciocnesc treptat una cu cealaltă, creând un stres seismic uriaș de-a lungul întregului perimetru al Oceanului Pacific.

Acest perimetru se numește Inelul de Foc al Pacificului. Plierea pământului în Orientul Îndepărtat al Rusiei a rezultat și din ciocnirea plăcilor continentale și oceanice. Și, desigur, vulcanii au erupt în aceste părți. Împreună cu magma lichidă, au transportat aur din adâncuri la suprafață, creând viitoare depozite.

Urme ale unei caldere vulcanice antice (un vulcan care s-a prăbușit spre interior) au fost găsite și în zona minei Albazino.

În adâncurile antisinclinoriului, sub stratul de depozite cuaternare „tinere” (argile, argile), se află roci sedimentare precum gresii - au apărut ca urmare a intemperiilor munților mai vechi. Ici și colo, rocile sedimentare sunt tăiate de jos în sus de diguri înguste - pene stoarse din intestinele magmei. În aceste diguri geologii găsesc corpuri de aur.

Tone și grame

Nu cu mult timp în urmă, am publicat un raport de la o mină de cupru și spuneam că minereul de cupru extras prin metoda minei conține doar 3% cupru. Se părea că acest lucru este foarte puțin - doar 30 kg de metal valoros pe tonă de piatră extrasă! Minereul, care este exploatat în Albazino Resources, conține în medie 0,0005% aur, cu alte cuvinte - 5 g pe tonă.

Este cu adevărat rentabil? La prețul mondial actual al aurului (aproximativ 1.600 dolari pe uncie troy - 31,1 g), este destul. Dar sună impresionant: există la fel de mult metal prețios într-un lingot standard de aur de bancă (aproximativ 12 kg) ca și în 27 de basculante pentru minereu, cu o capacitate de transport de 90 de tone fiecare. În realitate, vor fi necesare mai multe camioane pentru a obține lingoul: încă nu există metode industriale pentru extracția sută la sută a aurului din minereu.

Basculanele de 90 de tone sunt folosite în cariere - unde aurul este extras într-o cariera deschisă. Există mai multe cariere aici și toate sunt numite după nume feminine.

Cea mai productivă pentru astăzi este Anfisa, cariera Olga a fost deja lucrată și închisă. Viața unei cariere începe cu explorarea geologică, care se desfășoară prin metodele de forare a carotei, atunci când o probă cilindrica este forată din rocă, și tăierile, când se analizează roca zdrobită extrasă din puț (aceasta este o metodă mai ușoară și mai simplă). metoda mai ieftina). Datele geologilor sunt trimise la departamentul de planificare minieră, unde, cu ajutorul unui software, se construiește un model al apariției corpului de minereu și se creează cea mai fezabilă schemă de exploatare a minereului din punct de vedere economic. Apoi începe munca de creare a unei cariere.

Primul pas este îndepărtarea supraîncărcării - solul care acoperă orizonturile minereurilor. Ei bine, atunci metodic, în fiecare zi, în una sau alta secțiune de rocă sunt forate puțuri, care sunt umplute cu explozibili, iar după o mică verificare, excavatoare și basculante vin la locul exploziei pentru a selecta minereul și a-l duce la uzină locală de minerit și prelucrare.

Cariera se dezvoltă în jos, laturile ei ușor înclinate converg spre centru în corniche concentrice: între orizonturi se lasă „rafturi” - berme. Unele dintre ele sunt înguste și servesc doar pentru rezistența structurală a minei, altele sunt folosite ca rute de transport pentru tehnologie. Cariera - maiestuoasă ca un amfiteatru roman - dă o impresie de soliditate care poate fi înșelătoare. Prin urmare, părțile laterale ale carierei sunt scanate în mod constant de un radar special capabil să urmărească cele mai mici mișcări ale maselor de rocă. E mai linistit asa.

Carierele merg la 200–300 m adâncime, dar cel mai adesea corpul de minereu are o formă îngustă alungită și continuă și mai jos. Teoretic, puteți crea o carieră mai adâncă, dar pentru a rezista la panta blândă a laturilor, ar trebui să săpați un vas cu diametru uriaș și să petreceți mult timp și energie pentru a excava complet excesul de rocă. Ieșire? Exploatarea subterană.

Subteran pe o Toyota

În fundul carierei Olga, unde s-a încheiat exploatarea în cariera, se află una dintre intrările în regatul subteran al Resursei Albazinoului. În adâncurile șoselei serpentine suntem mânați de „unkillable” Toyota Land Cruiser 70, special modificat de una dintre firmele canadiene pentru călătorii prin minele. Mai jos este viața obișnuită a minei: instalațiile de foraj forează găuri pentru așezarea explozivilor, mașinile îndesate cu găleți ghemuite scot minereul zdrobit și apoi îl transferă în basculante speciale pentru mine.

Dacă ne imaginăm un corp de minereu ca un fel de coloană care intră în adâncime, atunci dezvoltarea lui se realizează după cum urmează. În primul rând, rampele înclinate (aceleași serpentine) străpung din fundul carierei pe părțile laterale ale corpului de minereu (în roca sterilă). Apoi, între ieșiri (ocolind și minereul), se fac drifturi de transport, sau pur și simplu tuneluri. Și acum de la ei la rush-orts de minereu.

Mașinile intră în ele și transformă un întreg segment al „coloanei” în piatră zdrobită, care este scoasă la munte. Dar părăsirea uriașei cavități minate este periculoasă, așa că înainte ca minerii să coboare să mină următorul orizont, golurile rămase din minereul selectat sunt turnate cu beton. În Africa de Sud, există mina de aur Mponeng, care coboară patru kilometri.

La Albazino, ordinea adâncimii este mai modestă: sute de metri, dar lungimea totală a pătrunderii subterane este impresionantă. Din 2009, minerii au trecut peste 100 km de tuneluri.

Piatra de spuma

Fie că este luat dintr-o carieră sau extras într-o mină, minereul ajunge în grămezi (grămădii) lângă uzina de prelucrare a minereului. Minereul poate fi negru, gri, aproape alb, maroniu, dar nu sunt detectate vizual semne de aur pe el și este imposibil să-l distingem de roca sterilă din vedere. Cu toate acestea, culoarea nu este singura diferență.

Cu o medie de aproximativ 5 g de aur pe tonă, aici se găsesc minereuri cu o calitate de 2 g sau mai puțin până la 3 kg pe tonă. Materiile prime diferă, de asemenea, ca rezistență și extractibilitate. Pentru a utiliza minereuri de calitate diferită în muncă, dar pentru a produce produse (concentrat de flotație) în cadrul indicatorilor planificați, sunt încărcate minereuri diferite, adică sunt amestecate într-o anumită proporție.

Esența a ceea ce se întâmplă la GK poate fi rezumată în două cuvinte: măcinare și flotație. Pentru a reduce excesul maxim și a îndepărta din materii prime cât mai multe particule minuscule care conțin aur, minereul, sau mai degrabă suspensia de suspensie - apă, este măcinat în butoaie uriașe în prezența bilelor de înaltă rezistență. oţel. Produsul de măcinare este trimis pentru ciclonarea (separarea vortexului) a fracțiilor grosiere și fine.

Cel mai fin praf merge la flotație, boabele grosiere pentru a remacinat. Filmele de sulfuri care înconjoară aurul, așa cum sa menționat deja, nu sunt umezite cu apă. Aceasta este o problemă pentru recuperarea chimică a aurului, dar pentru valorificare, care se bazează în mare parte pe procese fizice, dezavantajul devine un avantaj. Pulpa este saturată cu aer, i se adaugă compuși spumanți ai alcoolilor cu greutate moleculară mare.

Bulele înconjoară „capsulele” de sulfură și le ridică în sus. Spuma valoroasă este descărcată, iar minereul, care se află încă în mașina de flotare, merge pentru remăcinare și din nou pentru flotație. Rezultatul întregului proces în mai multe etape este un nămol solid (tort) stors din spumă, numit concentrat de flotație. Ultima etapă este uscarea într-un tambur, unde prăjitura este adusă la un conținut standard de umiditate de 6%. Concentratul uscat este încărcat în saci speciali care conțin 14 tone de materii prime. Trei dintre aceste pungi sunt puse pe o platformă cu un tractor și merg la Amursk, la metalurgiști.

Câteva numere. Din minereul furnizat către GK, se recuperează în medie 85–87,5% din aur. Concentratul de flotație nu mai conține 5, ci 50 g de metal valoros pe tonă. Astfel, un lingot de bancă standard conține aproximativ aceeași cantitate de aur ca și materiile prime transportate pe 6 remorci cu o încărcătură de 42 de tone fiecare. Impresionant!

Molecule Adventures

Numai Combinatul Hidrometalurgic Amur ne oferă un răspuns la întrebarea cum, până la urmă, să scoatem aurul din coaja persistentă. Aici, la o întreprindere deținută tot de Polymetal, așa-numita tehnologie autoclavă a fost folosită pentru prima dată în exploatarea aurului din Rusia. Autoclavul este de fapt un cuptor: un cilindru lung, orizontal de oțel, acoperit intern cu o membrană și căptușeală rezistentă la acid - trei straturi de cărămizi rezistente la căldură și rezistente la acid.

Pulpa (un amestec de concentrat de flotație cu apă fierbinte) și oxigen pur sunt introduse în autoclavă sub presiune și este declanșată reacția exotermă de oxidare a sulfului. Piritele și arsenopiritele se dezintegrează, iar în amestec apare aurul liber. În fotografia de mai jos este cel mai spectaculos moment: precipitatul catodic maro este topit într-un aliaj Doré galben deschis. Metalul fierbinte se toarnă în forme (matrițe) ceramice.

Dar asta nu este tot: urmează un adevărat thriller chimic. După evaporator (unde temperatura și presiunea suspensiei scad brusc), amestecul este trimis pentru neutralizare - îndepărtarea acidului sulfuric format în timpul reacției. Cianurarea este înainte (care în sfârșit va deveni posibilă), iar acidul sulfuric, atunci când este disociat în soluție, formează un ion de hidrogen pozitiv.

Când se întâlnește cu cianura, hidrogenul se combină ușor cu ionul de cianura (CN) pentru a forma acid cianhidric (HCN), care se va evapora. Prin urmare, acidul sulfuric trebuie îndepărtat prin neutralizare și numai atunci, în timpul cianurarii, aurul poate forma un ion - dicianoaurat. Încărcați, acești ioni se lipesc de cărbunele activ adăugat special în pulpă. Toate acestea se numesc sorbție, dar în stadiul de desorbție, soluția alcalină de NaOH elimină literalmente ionii care conțin aur din cărbune, care sunt trimiși la electrolizor.

Acolo dicianoauratul se descompune și în cele din urmă aurul pur este depus pe catod. Sedimentul brun este trimis la topire și acolo se transformă în lingouri grele de nară galben deschis, în formă de lingouri de mal. Dar acesta încă nu este aur, ci așa-numitul aliaj Dore, unde există aproximativ 90% aur, câteva procente argint și, de asemenea, nichel și cupru. Aceste metale se iubesc atât de mult și se dizolvă unele în altele atât de ușor încât este posibil să izolați aurul de 999 de carate doar în timpul rafinării. Dar o altă companie se va ocupa de rafinare. Minerii de aur și metalurgiștii Polymetal au făcut treaba principală.