Kā zelts tiek izsūknēts no planētas

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Izmeklētājs no krasta vai upes dibena izsmeļ vienu vai divas lāpstas augsnes, iemet to paplātē ar ieliektu dibenu un pēc tam ilgu laiku mazgā mālus, smiltis un oļus ūdenī, uzmanīgi lūkojoties. dubļainajā piekarē - vai kaut kas nespīdēs? Atlīdzība ir daži dzelteni smilšu graudiņi pašā paplātes apakšā. Vai mazs tīrradnis, ja paveicas…

Nu, tagad mēs pastāstīsim vēl vienu stāstu par zelta ieguvi. Stāsts, kuram nav gandrīz nekāda sakara ar iepriekš minēto.

Stingri sakot, tīrs zelts pastāv tikai teorētiski. Pat 999,9 zeltā, no kura izgatavoti banku stieņi, ir, kā var noprast pēc indeksa, viena desmittūkstošā daļa piemaisījumu. Bet šāds zelts ir rūpniecisks produkts. Nav jādomā par kaut kā līdzīga atrašanu dabā.

Zelta smiltis, ko mazgā meklētāji vai mehanizētās dragas, patiesībā ir tikai izejviela, koncentrāts, kas izkusīs vairāk nekā vienu reizi un tiks izšķīdināts-izgulsnēts (attīrīts), pirms tiks attīrīts no daudziem piemaisījumiem. Un tomēr ar zeltu ir vieglāk strādāt nekā ar zeltu no primārajām atradnēm, kur dzeltenais metāls paliek iegults klintī - reti vēnu veidā un bieži vien ar neapbruņotu aci neredzamu mikroskopisku daļiņu veidā., smalki izkliedēti putekļi.

Pēdējā gadījumā paplātes, dragas un visi citi instrumenti ir bezjēdzīgi - jums ir jāsauc palīgā ķīmija.

Šķirnes izturība

Klasiskā metode ir sasmalcinātas rūdas apstrāde ar nātrija cianīda ūdens šķīdumu skābekļa klātbūtnē (cianidēšana). Zelts faktiski tiek izskalots no rūdas: tā atoms šķīdumā apvienojas vienā jonā ar oglekli un slāpekli. Tad no šķīduma tiek nogulsnēts zelts (kopā ar vairākiem piemaisījumiem, galvenokārt ar sudrabu).

Bet visgrūtākais gadījums ir tā sauktās ugunsizturīgās rūdas. Tajos zelta putekļu graudi vairāku mikronu diametrā ir ietverti sulfīda apvalkos, kas sastāv no pirīta (sēra un dzelzs savienojumi) vai arsenopirīta (dzelzs, sērs, arsēns). Problēma ir tā, ka sulfīda čaulas nesamitrina vai neizšķīdina ūdens, tāpēc tieša ugunsizturīgās rūdas cianidēšana gandrīz neko nedos.

Vajag kaut kā salauzt šo čaulu un noņemt no tās kādu dārgu putekļu plankumu… Vai varbūt nevajag ciest - kāpēc vecās labās paplātes un dragas ir sliktas? Nepieciešams! Visā pasaulē placer noguldījumi ir tuvu izsīkumam, un lielākā daļa pasaules zelta jau tiek ražota no rūdām, tostarp ugunsizturīgām rūdām.

Zelts un ledus

Tieši šāda veida rūdas tiek iegūtas Albazino resursu ieguves un pārstrādes rūpnīcā (GOK), kas pieder Krievijas uzņēmumam Polymetal - otrajam lielākajam Krievijā zelta ieguves ziņā. Šeit atrodas tievu taigu klāta kalnu mala, gandrīz neapdzīvots milzīgās Habarovskas apgabala stūris.

No rūdas ražotnes, kurā tikai rotācijas kārtībā strādā 1,2 tūkstoši darbinieku, līdz tuvākajai apdzīvotai vietai ir vairāk nekā simts kilometru. Amurskas pilsēta, kur vietējā hidrometalurģijas rūpnīcā tiek pārstrādāta KV produkcija, ir aptuveni četri simti kilometru.

Ceļš no Amurskas uz Albazino ir aptuveni divas trešdaļas bez seguma, un tās pašas divas trešdaļas iet caur blīvo taigu. Simtiem kilometru bez apdzīvotām vietām, degvielas uzpildes stacijām, ceļmalas kafejnīcām un mobilajiem sakariem.

Šeit vadītāja pavadonis ir rācija. Satiksmes dalībnieki klausās vienā frekvencē, lai nepieciešamības gadījumā nodotu "kaimiņiem" kādu informāciju par situāciju uz ceļa, par kaut ko brīdinātu, lūgtu palīdzību. Jūs varat nokļūt ārpasaulē tikai no satelīta tālruņa, taču tā nav pieejama greznība ikvienam.

Apmēram 50 km attālumā ceļu uz Albazino bloķē straujā un pilnvērtīgā Amgunas upe, kas ir pēdējā lielā Amūras pieteka, pirms tā ieplūst Klusajā okeānā. Vasarā kursē prāmis, bet ziemā – ledus šķērsojums. Šķērsojums tiek īpaši nostiprināts, uzlejot ūdeni un sasaldējot papildu ledus kārtu, lai upi ziemā mierīgi šķērsotu ne tikai automašīnas, bet arī traktori, kas piekrauti ar 42 tonnām flotācijas koncentrāta (ar GOK produkciju) ar piekabēm..

Dāvanas no iekšām

Vietējie pauguri nav augsti, taču tie ir planētu mēroga procesa dalībnieki. Amerika un Eirāzija pamazām saduras viena ar otru, radot milzīgu seismisko stresu visā Klusā okeāna perimetrā.

Šo perimetru sauc par Klusā okeāna uguns gredzenu. Zemes locīšana Krievijas Tālajos Austrumos arī radās kontinentālo un okeāna plātņu sadursmes rezultātā. Un, protams, šajās daļās izcēlās vulkāni. Kopā ar šķidro magmu tie nesa zeltu no dzīlēm uz virsmu, radot nākotnes nogulsnes.

Albazino raktuvju teritorijā tika atrastas arī senas vulkāniskas kalderas (vulkāna, kas sabruka uz iekšu) pēdas.

Antisinklinorija dziļumos zem "jauno" kvartāra nogulumu (mālu, smilšmālu) slāņa atrodas nogulumieži, piemēram, smilšakmeņi - tie radušies senāku kalnu dēdēšanas rezultātā. Šur tur nogulumiežus no apakšas uz augšu izgriež šauri aizsprosti - ķīļi, kas izspiesti no magmas zarnām. Tieši šajos aizsprostos ģeologi atrod zelta ķermeņus.

Tonnas un grami

Ne tik sen mēs publicējām ziņojumu no vara raktuves un teicām, ka vara rūda, kas iegūta ar raktuvju metodi, satur tikai 3% vara. Likās, ka tas ir ļoti maz - tikai 30 kg vērtīgā metāla uz tonnu iegūtā akmens! Rūda, kas tiek iegūta Albazino Resources, satur vidēji 0 0005% zelta, citiem vārdiem sakot - 5 g uz tonnu.

Vai tas tiešām ir rentabli? Pie pašreizējās zelta pasaules cenas (apmēram 1600 USD par Trojas unci – 31,1 g) tas ir diezgan. Bet tas izklausās iespaidīgi: standarta banku zelta stienī (apmēram 12 kg) ir tikpat daudz dārgmetālu kā 27 pilnas rūdas ieguves pašizgāzēju kravas automašīnās ar katra kravnesību 90 tonnas. Patiesībā, lai iegūtu lietni, būs nepieciešams vairāk kravas automašīnu: vēl nav rūpniecisku metožu simtprocentīgai zelta ieguvei no rūdas.

90 tonnu pašizgāzēji tiek izmantoti karjeros - kur zeltu iegūst atklātā bedrē. Šeit ir vairākas karjeras, un tās visas ir nosauktas sieviešu vārdos.

Šodien produktīvākā ir Anfisa, Olgas karjers jau ir izstrādāts un slēgts. Karjera mūžs sākas ar ģeoloģisko izpēti, ko veic ar serdes urbšanas metodēm, kad no klints tiek izurbts cilindrisks paraugs, un iecirtumi, kad tiek analizēts no akas iegūtais šķembas (tas ir vieglāk un lētāka metode). Ģeologu dati tiek nosūtīti uz ieguves plānošanas nodaļu, kur ar programmatūras palīdzību tiek uzbūvēts rūdas ķermeņa sastopamības modelis un izveidota ekonomiski izdevīgākā rūdas ieguves shēma. Tad sākas karjera izveides darbs.

Vispirms ir jānoņem virskārta – augsne, kas klāj rūdas apvāršņus. Nu tad metodiski katru dienu vienā vai otrā klints posmā tiek izurbtas akas, kuras ir piepildītas ar sprāgstvielām un pēc nelielas pārbaudes spridzināšanas vietā ierodas ekskavatori un pašizgāzēji, lai atlasītu rūdu un nogādātu to vietējā ieguves un pārstrādes rūpnīca.

Karjers attīstās uz leju, tā maigi slīpās malas saplūst uz centru koncentriskās dzegas: starp apvāršņiem tiek atstāti "plaukti" - bermas. Dažas no tām ir šauras un kalpo tikai raktuves konstrukcijas stiprībai, citas tiek izmantotas kā tehnikas transporta ceļi. Karjers - majestātisks kā romiešu amfiteātris - rada stingrības iespaidu, kas var maldināt. Tāpēc karjera malas pastāvīgi skenē speciāls radars, kas spēj izsekot mazākajām iežu masu kustībām. Tādā veidā ir mierīgāk.

Karjeri ir 200–300 m dziļi, bet visbiežāk rūdas korpusam ir šaura iegarena forma un tas turpinās vēl zemāk. Teorētiski var izveidot dziļāku karjeru, taču, lai izturētu sānu maigo slīpumu, būtu jāizrok milzīga diametra bļoda un jātērē daudz laika un enerģijas, lai izraktu pilnīgi lieko iežu. Izeja? Pazemes ieguve.

Pazemes uz Toyota

Olgas atklātās bedres apakšā, kur ir pabeigta atklātās raktuves, ir viena no ieejām Albazino Resources pazemes valstībā. Serpentīna ceļa dziļumā mūs iedzen "neizdzēšamais" Toyota Land Cruiser 70, ko īpaši pārveidojusi viena no Kanādas firmām, lai pārvietotos pa raktuvēm. Zemāk ir parastais raktuvju dzīvesveids: urbšanas iekārtas urbj sprāgstvielu ieklāšanai, druknas kausu mašīnas izņem sasmalcināto rūdu un pēc tam pārnes to uz īpašām raktuvju pašizgāzējiem.

Ja mēs iedomājamies rūdas ķermeni kā sava veida kolonnu, kas iet dziļumā, tad tā attīstība tiek veikta šādi. Pirmkārt, slīpās rampas (tie paši serpentīni) izlaužas no atklātās bedres apakšas rūdas korpusa malās (atkritumos). Pēc tam starp izejām (arī apejot rūdu) tiek veidoti transporta dreifi jeb vienkārši tuneļi. Un tagad no tiem uz rūdas rush-orts skriešanās.

Tajos iekļūst tehnika un veselu “kolonnas” segmentu pārvērš šķembā, ko iznes kalnā. Bet atstāt milzīgo izrakto dobumu ir bīstami, tāpēc, pirms ogļrači dodas lejā, lai raktu nākamo horizontu, tukšumus, kas palikuši no izvēlētās rūdas, ielej ar betonu. Dienvidāfrikā atrodas Mponengas zelta raktuves, kas iet uz leju četrus kilometrus.

Albazīno dziļumu kārtība ir pieticīgāka: simtiem metru, bet kopējais pazemes iespiešanās garums ir iespaidīgs. Kopš 2009. gada kalnrači ir šķērsojuši vairāk nekā 100 km garus tuneļus.

Putu akmens

Neatkarīgi no tā, vai rūda tiek ņemta no karjera vai iegūta raktuvēs, rūda nonāk kaudzēs (kaudzēs) blakus rūdas pārstrādes rūpnīcai. Rūda var būt melna, pelēka, gandrīz balta, brūngana, taču uz tās nav vizuāli nosakāmas zelta pazīmes un pēc skata to nav iespējams atšķirt no atkritumiem. Tomēr krāsa nav vienīgā atšķirība.

Šeit ir vidēji apmēram 5 g zelta uz tonnu, un šeit atrodamas rūdas ar 2 g vai mazāku līdz 3 kg uz tonnu. Izejvielas atšķiras arī pēc stiprības un ekstrahējamības. Lai darbā izmantotu dažādas kvalitātes rūdas, bet ražotu produkciju (flotācijas koncentrātu) plānoto rādītāju ietvaros, tiek uzlādētas dažādas rūdas, tas ir, tās tiek sajauktas noteiktā proporcijā.

KV notiekošā būtību var apkopot divos vārdos: slīpēšana un flotācija. Lai nogrieztu maksimālo pārpalikumu un izņemtu no izejmateriāliem pēc iespējas vairāk sīku zeltu saturošu daļiņu, rūdu vai, pareizāk sakot, vircu - ūdens suspensiju, sasmalcina milzīgās mucās augstas stiprības lodīšu klātbūtnē. tērauda. Slīpēšanas produkts tiek nosūtīts rupjo un smalko frakciju ciklonēšanai (virpuļu atdalīšanai).

Smalkākie putekļi nonāk flotācijā, rupjie graudi tiek sasmalcināti. Sulfīda plēves, kas ieskauj zeltu, kā jau minēts, netiek mitrinātas ar ūdeni. Tā ir problēma zelta ķīmiskajā reģenerācijā, bet bagātināšanā, kas lielā mērā balstās uz fizikāliem procesiem, trūkums kļūst par priekšrocību. Celuloze ir piesātināta ar gaisu, tai pievieno lielmolekulāro spirtu putojošos savienojumus.

Burbuļi ieskauj sulfīda "kapsulas" un paceļ tās uz augšu. Vērtīgās putas tiek izvadītas, un rūda, kas joprojām atrodas flotācijas mašīnā, tiek pārslīpēta un atkal flotācijai. Visa daudzpakāpju procesa rezultāts ir no putām izspiestas cietas dūņas (kūka), ko sauc par flotācijas koncentrātu. Pēdējais posms ir žāvēšana tvertnē, kur kūka tiek sasniegta līdz standarta mitruma saturam 6%. Sausais koncentrāts tiek iekrauts speciālos maisos, kuros ir 14 tonnas izejvielu. Trīs no šiem maisiem ar traktoru noliek uz platformas un brauc uz Amursku, pie metalurgiem.

Daži cipari. No KV piegādātās rūdas iegūst vidēji 85–87,5% zelta. Flotācijas koncentrātā tonnā vairs nav 5, bet 50 g vērtīgā metāla. Tādējādi standarta bankas stieņā ir aptuveni tāds pats zelta daudzums kā izejmateriāliem, kas tiek pārvadāti uz 6 piekabēm, kuru katra krava ir 42 tonnas. Iespaidīgi!

Molekulu piedzīvojumi

Tikai Amūras hidrometalurģijas kombināts sniedz mums atbildi uz jautājumu, kā galu galā noņemt zeltu no noturīgā apvalka. Šeit, arī Polymetal piederošā uzņēmumā, pirmo reizi Krievijas zelta ieguvē tika izmantota tā sauktā autoklāva tehnoloģija. Autoklāvs patiesībā ir krāsns: garš, horizontāls tērauda cilindrs, no iekšpuses pārklāts ar skābju noturīgu membrānu un oderi - trīs karstumizturīgu un skābi izturīgu ķieģeļu slāņus.

Celuloze (flotācijas koncentrāta maisījums ar karstu ūdeni) un tīrs skābeklis tiek ievadīts autoklāvā zem spiediena, un tiek iedarbināta sēra oksidācijas eksotermiskā reakcija. Pirīti un arsenopirīti sadalās, un maisījumā parādās brīvais zelts. Zemāk esošajā fotoattēlā ir visievērojamākais brīdis: brūnās katoda nogulsnes tiek izkausētas gaiši dzeltenā Doré sakausējumā. Karsto metālu ielej keramikas veidnēs (veidnēs).

Bet tas vēl nav viss: priekšā ir īsts ķīmiskais trilleris. Pēc iztvaicētāja (kur vircas temperatūra un spiediens strauji pazeminās) maisījumu nosūta neitralizācijai - reakcijas laikā radušās sērskābes noņemšanai. Priekšā ir cianidēšana (kas beidzot kļūs iespējama), un sērskābe, sadaloties šķīdumā, veido pozitīvu ūdeņraža jonu.

Saskaroties ar cianīdu, ūdeņradis viegli savienojas ar cianīda jonu (CN), veidojot ciānūdeņražskābi (HCN), kas iztvaiko. Tāpēc sērskābe ir jāatdala ar neitralizēšanu, un tikai tad cianidēšanas laikā zelts var izveidot jonu - dicianoaurātu. Uzlādēti šie joni pielīp pie aktīvās ogles, kas īpaši pievienota mīkstumam. To visu sauc par sorbciju, bet desorbcijas stadijā NaOH sārma šķīdums burtiski izskalo no oglēm zeltu saturošus jonus, kas tiek nosūtīti uz elektrolizatoru.

Tur sadalās dicianoaurāts un beidzot uz katoda tiek nogulsnēts tīrs zelts. Brūnās nogulsnes tiek nosūtītas kausēšanai, un tur tās pārvēršas gaiši dzeltenos nāsu smagos lietņos, kas veidoti kā krasta lietņi. Bet tas joprojām nav zelts, bet tā sauktais Dore sakausējums, kur ir ap 90% zelta, daži procenti sudraba un arī niķeļa un vara. Šie metāli tik ļoti mīl viens otru un tik viegli izšķīst viens otrā, ka 999 karātu zeltu iespējams izolēt tikai rafinēšanas laikā. Bet ar rafinēšanu nodarbosies cits uzņēmums. Galveno darbu paveikuši Polymetal zelta ieguvēji un metalurgi.