Kuinka kultaa pumpataan pois planeetalta

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Kaivosmies kauhaa rannalta tai joen pohjalta yhden tai kaksi lapiota maata, heittää sen koverapohjaiseen tarjottimeen ja huuhtelee sitten pitkään pois savea, hiekkaa ja kiviä vedessä tarkkailemalla. mutaiseen jousitukseen - eikö mikään loista? Palkintona on muutama keltainen hiekkajyvä alustan pohjalla. Tai pieni nuppu, jos olet onnekas…

No, nyt kerromme toisen tarinan kullankaivoksesta. Tarina, jolla ei ole juuri mitään tekemistä yllä olevan kanssa.

Tarkkaan ottaen puhdasta kultaa on olemassa puhtaasti teoriassa. Jopa 999,9 kullassa, josta pankkitangot valmistetaan, on, kuten indeksistä voidaan ymmärtää, yksi kymmenesosa epäpuhtauksia. Mutta tällainen kulta on teollisuustuote. Ei tarvitse ajatella löytää jotain vastaavaa luonnosta.

Kaivinkoneiden tai koneellisten harojen pesemä kultahiekka on itse asiassa vain raaka-aine, rikaste, joka sulaa useammin kuin kerran ja käy läpi liukenemis-saostuksen (jalostuksen) ennen kuin se puhdistetaan monista epäpuhtauksista. Ja silti, on helpompi työskennellä kullan kanssa kuin primaarikerrostuman kullalla, jossa keltainen metalli jää upotettuna kallioon - harvoin suonien muodossa ja usein mikroskooppisten hiukkasten muodossa, jotka ovat näkymättömiä paljaalla silmällä., hienojakoista pölyä.

Jälkimmäisessä tapauksessa lokerot, harot ja muut työkalut ovat hyödyttömiä - sinun on kutsuttava kemian apua.

Rodun sitkeys

Klassinen menetelmä on murskatun malmin prosessointi natriumsyanidin vesiliuoksella hapen läsnä ollessa (syanidointi). Kulta itse asiassa huuhtoutuu pois malmista: sen atomi yhdistyy liuoksessa yhdeksi ioniksi hiilen ja typen kanssa. Sitten kulta saostuu liuoksesta (yhdessä useiden epäpuhtauksien kanssa, pääasiassa hopean kanssa).

Mutta vaikein tapaus on niin sanotut tulenkestävät malmit. Niissä halkaisijaltaan useiden mikrometrien kultapölyrakeita on suljettu sulfidikuoreihin, jotka koostuvat rikkikiisusta (rikin ja raudan yhdisteet) tai arsenopyriitistä (rauta, rikki, arseeni). Ongelmana on, että sulfidikuoret eivät kastu tai liukene vedestä, joten tulenkestävän malmin suora syanidointi ei tuota juuri mitään.

Tämä kuori on jotenkin murrettava ja siitä poistettava kallisarvoinen pölyhiukkanen… Tai ehkä sinun ei tarvitse kärsiä - miksi vanhat hyvät alustat ja harot ovat huonoja? Tarpeellista! Kaikkialla maailmassa sijoitusesiintymät ovat lähes ehtymässä, ja suurin osa maailman kullasta tuotetaan jo malmeista, mukaan lukien tulenkestävät malmit.

Kultaa ja jäätä

Juuri tämäntyyppisiä malmeja louhitaan Albazino Resources Mining and Processing Plantissa (GOK), jonka omistaa venäläinen yritys Polymetal - Venäjän toiseksi suurin kullan louhinnassa. Tässä on ohuen taigan peittämien kukkuloiden reuna, melkein asumaton kulma valtavassa Habarovskin alueella.

Malmituotannosta, jossa 1,2 tuhatta työntekijää työskentelee yksinomaan kiertotyönä, on lähimpään asutukseen yli sata kilometriä. Amurskin kaupunki, jossa Korean viranomaisten tuotteet käsitellään paikallisessa hydrometallurgisessa tehtaassa, on noin neljäsataa kilometriä.

Tiestä Amurskista Albazinoon on noin kaksi kolmasosaa päällystämätöntä ja samat kaksi kolmasosaa kulkee tiheän taigan läpi. Satoja kilometrejä ilman siirtokuntia, huoltoasemia, tienvarsikahviloita ja matkapuhelinyhteyksiä.

Tässä kuljettajan kumppani on radiopuhelin. Liikenteen osallistujat kuuntelevat samalla taajuudella välittääkseen "naapureille" tarvittaessa tietoa tien tilanteesta, varoittaakseen jostain, pyytääkseen apua. Ulkomaailmaan pääsee vain satelliittipuhelimesta, mutta tämä ei ole kaikille edullista luksusta.

Noin 50 km:n päässä Albazinoon johtavan tien estää nopea ja täyteen virtaava Amgun-joki, Amurin viimeinen suuri sivujoki ennen kuin se virtaa Tyyneen valtamereen. Kesällä on lautta ja talvella jään ylitys. Risteystä vahvistetaan erityisesti kaatamalla vettä päälle ja jäädyttämällä ylimääräinen jääkerros, jotta joki ylitetään rauhallisesti talvella paitsi autoilla, myös traktoreilla, joissa on 42 tonnia vaahdotustiivistettä (GOK-tuotteilla) perävaunuineen..

Lahjoja sisimmästä

Paikalliset kukkulat eivät ole korkeita, mutta ne ovat mukana planeetan mittakaavassa. Amerikka ja Euraasia törmäävät vähitellen keskenään ja aiheuttavat valtavan seismisen jännityksen koko Tyynenmeren kehällä.

Tätä kehää kutsutaan Tyynenmeren tulirenkaaksi. Myös maan taittuminen Venäjän Kaukoidässä johtui manner- ja valtameren laattojen törmäyksestä. Ja tietysti tulivuoria purkautui näissä osissa. Yhdessä nestemäisen magman kanssa ne kuljettivat kultaa syvyyksistä pintaan ja loivat tulevia talletuksia.

Albazinon kaivosalueelta löydettiin myös jälkiä muinaisesta vulkaanisesta kalderasta (tulivuori, joka romahti sisäänpäin).

Antisynklinoriumin syvyyksissä "nuorten" kvaternaarien kerrostuman (savet, savi) alla on sedimenttikiviä, kuten hiekkakiviä - ne syntyivät muinaisempien vuorten rapautumisesta. Siellä täällä sedimenttikiviä leikkaavat alhaalta ylöspäin kapeilla paoilla - magman suolistosta puristuneilla kiiloilla. Näistä patoja geologit löytävät kultakappaleita.

Tonneja ja grammoja

Ei niin kauan sitten julkaisimme raportin kuparikaivoksesta ja sanoimme, että kaivosmenetelmällä louhittu kuparimalmi sisältää vain 3 % kuparia. Näytti siltä, että tämä on hyvin vähän - vain 30 kg arvokasta metallia louhittua kiveä kohti! Albazino Resourcesissa louhittava malmi sisältää kultaa keskimäärin 0 0005 %, toisin sanoen - 5 g per tonni.

Onko se todella kustannustehokasta? Kullan nykyisellä maailmanmarkkinahinnalla (noin 1 600 dollaria troy unssilta - 31,1 g) se on melkoista. Mutta se kuulostaa vaikuttavalta: tavallisessa pankkikultaharkkoon (noin 12 kg) on yhtä paljon jalometallia kuin 27 täysmalmin kaivoskippiautossa, joiden jokaisen kantavuus on 90 tonnia. Todellisuudessa harkon saamiseen tarvitaan lisää kuorma-autoja: vielä ei ole olemassa teollisia menetelmiä kullan sataprosenttiseen louhintaan malmista.

90 tonnin kippiautoja käytetään louhoksissa, joissa kultaa louhitaan avolouhoksessa. Täällä on useita ammatteja, ja ne kaikki on nimetty naisnimillä.

Tämän päivän tuottavin on Anfisa, Olgan louhos on jo työstetty ja suljettu. Louhoksen elinikä alkaa geologisella etsinnällä, jota tehdään sydänporauksella, kun kivestä porataan lieriömäinen näyte ja hakkuut, kun analysoidaan kaivosta louhittua murskattua kiveä (tämä on helpompaa ja halvempi tapa). Geologien tiedot lähetetään kaivossuunnitteluosastolle, jossa ohjelmistojen avulla rakennetaan malli malmikappaleen esiintymisestä ja luodaan taloudellisesti kannattavin malmin louhintasuunnitelma. Sitten alkaa louhoksen rakentaminen.

Ensimmäinen askel on poistaa pintakuorma - malmihorisontteja peittävä maaperä. No, sitten menetelmällisesti joka päivä kiven yhteen tai toiseen osaan porataan kaivoja, jotka täytetään räjähteillä ja pienen tarkistuksen jälkeen kaivinkoneet ja kippiautot tulevat räjäytyspaikalle valitsemaan malmin ja viemään sen paikallinen kaivos- ja jalostuslaitos.

Louhos kehittyy alaspäin, sen loivasti kalteva sivut suppenevat kohti keskustaa samankeskisinä reunuksina: horisonttien väliin jää "hyllyt" - valkeat. Jotkut niistä ovat kapeita ja palvelevat vain kaivoksen rakenteellista lujuutta, toisia käytetään tekniikan kuljetusreiteinä. Louhos - majesteettinen kuin roomalainen amfiteatteri - antaa vaikutelman lujuudesta, joka voi pettää. Siksi louhoksen sivuja skannataan jatkuvasti erityisellä tutkalla, joka pystyy seuraamaan pienimpiäkin kivimassojen liikkeitä. On rauhallisempaa näin.

Louhokset menevät 200–300 metrin syvyyteen, mutta useimmiten malmirunko on kapea pitkulainen ja jatkuu vielä alempana. Teoriassa voit luoda syvemmän louhoksen, mutta kestääksesi sivujen loivan kaltevuuden, sinun olisi kaivettava halkaisijaltaan valtava kulho ja käytettävä paljon aikaa ja energiaa täysin ylimääräisen kiven kaivaamiseen. Poistuako? Maanalainen kaivostoiminta.

Maan alla Toyotassa

Olgan avolouhoksen pohjalla, jossa avolouhinta on saatu päätökseen, on yksi Albazino Resourcesin maanalaisen valtakunnan sisäänkäynneistä. Käärmeen tien syvyyksiin ajaa meidät "murtamaton" Toyota Land Cruiser 70, jonka yksi kanadalaisista yrityksistä on erityisesti muuntanut kaivostyön läpikulkua varten. Alla on tavallista kaivoksen elämää: porakoneet poraavat reikiä räjähteiden laskemista varten, takkaiset kyykkykauhakoneet poistavat murskatun malmin ja siirtävät sen sitten erityisiin kaivoskippiautoihin.

Jos kuvittelemme malmikappaleen eräänlaisena syvyyksiin menevän pylväänä, sen kehitys tapahtuu seuraavasti. Ensin kaltevat rampit (samat serpentiinit) murtautuvat läpi avolouhoksen pohjalta malmirungon sivuilta (jätekivessä). Sitten uloskäyntien väliin (myös malmin ohittaen) tehdään kuljetusajoja tai yksinkertaisesti tunneleita. Ja nyt heistä malmi-orts-rynnäköön.

Koneet tulevat niihin ja muuttaa kokonaisen osan "pylväästä" murskatuksi kiveksi, joka viedään vuorelle. Mutta valtavasta louhitusta ontelosta poistuminen on vaarallista, joten ennen kuin kaivostyöläiset menevät alas louhimaan seuraavaa horisonttia, valitusta malmista jääneet tyhjiöt kaadetaan betonilla. Etelä-Afrikassa on Mponengin kultakaivos, joka menee alas neljä kilometriä.

Albazinossa syvyysjärjestys on vaatimattomampi: satoja metrejä, mutta maanalaisen tunkeutumisen kokonaispituus on vaikuttava. Vuodesta 2009 lähtien kaivostyöläiset ovat kulkeneet yli 100 kilometriä tunneleita.

Vaahtokivi

Otettiinpa malmi louhoksesta tai louhitaan kaivoksessa, se päätyy kasoihin (kasoihin) malminkäsittelylaitoksen viereen. Malmi voi olla mustaa, harmaata, melkein valkoista, ruskehtavaa, mutta siinä ei havaita silmämääräisesti kullan merkkejä eikä sitä voida erottaa jätekivestä silmästä. Väri ei kuitenkaan ole ainoa ero.

Keskimäärin noin 5 g kultaa tonnia kohden löytyy täältä malmeja, joiden laatu on 2 g tai vähemmän - 3 kg tonnia kohti. Raaka-aineet eroavat myös lujuuden ja uutettavuuden suhteen. Erilaatuisten malmien käyttämiseksi työssä, mutta tuotteiden (vaahdotusrikasteen) valmistamiseksi suunniteltujen indikaattoreiden puitteissa, eri malmeja ladataan, eli niitä sekoitetaan tietyssä suhteessa.

Korean viranomaisten tapahtuman ydin voidaan tiivistää kahteen sanaan: hionta ja vaahdotus. Maksimiylimäärän leikkaamiseksi pois ja raaka-aineista mahdollisimman monta pientä kultapitoista hiukkasta poistamiseksi malmi, tai pikemminkin liete - vesisuspensio, jauhetaan valtavissa tynnyreissä erittäin vahvojen pallojen läsnä ollessa. teräs. Jauhatustuote lähetetään karkeiden ja hienojen jakeiden syklonointiin (pyörreerotukseen).

Hienoin pöly menee vaahdotukseen, karkeat rakeet uudelleen jauhamiseen. Kuten jo mainittiin, kultaa ympäröivät sulfidikalvot eivät kastu vedellä. Tämä on ongelma kullan kemiallisessa talteenotossa, mutta rikastuksessa, joka perustuu suurelta osin fysikaalisiin prosesseihin, haitasta tulee etu. Massa kyllästetään ilmalla, siihen lisätään suuren molekyylipainon alkoholien vaahtoavia yhdisteitä.

Kuplat ympäröivät sulfidi "kapselit" ja nostavat niitä ylöspäin. Arvokasta vaahtoa puretaan, ja vaahdotuskoneessa edelleen oleva malmi menee uudelleen jauhamiseen ja jälleen vaahdotukseen. Koko monivaiheisen prosessin tuloksena on vaahdosta puristettu kiinteä liete (kakku), jota kutsutaan vaahdotustiivisteeksi. Viimeinen vaihe on kuivaus rummussa, jossa kakku saatetaan standardikosteuspitoisuuteen 6 %. Kuivarikaste ladataan erikoissäkkeihin, joissa on 14 tonnia raaka-ainetta. Kolme näistä pusseista laitetaan alustalle traktorilla ja menevät Amurskiin metallurgeille.

Muutama numero. Korean viranomaisille toimitetusta malmista saadaan talteen keskimäärin 85–87,5 % kullasta. Vaahdotusrikaste ei sisällä enää 5, vaan 50 g arvometallia tonnia kohden. Näin ollen vakiopankkiharkko sisältää suunnilleen saman määrän kultaa kuin raaka-aineet, jotka kuljetetaan 6 perävaunulla, joiden kunkin kuorma on 42 tonnia. Vaikuttava!

Molekyyliseikkailut

Vain Amurin hydrometallurginen kombinaatti antaa meille vastauksen kysymykseen, kuinka lopulta kulta voidaan poistaa pysyvästä kuoresta. Täällä, myös Polymetalin omistamassa yrityksessä, ns. autoklaavitekniikkaa käytettiin ensimmäistä kertaa Venäjän kullankaivostoiminnassa. Autoklaavi on itse asiassa uuni: pitkä, vaakasuora terässylinteri, joka on sisäpuolelta peitetty haponkestävällä kalvolla ja vuorauksella - kolme kerrosta lämmönkestävää ja haponkestävää tiiliä.

Massa (seos vaahdotustiivistettä kuuman veden kanssa) ja puhdasta happea syötetään autoklaaviin paineen alaisena, ja rikin hapettumisen eksoterminen reaktio käynnistyy. Pyriitit ja arsenopyriitit hajoavat ja seokseen ilmaantuu vapaata kultaa Alla olevassa kuvassa on upein hetki: ruskea katodisakka sulaa vaaleankeltaiseksi Doré-seokseksi. Kuuma metalli kaadetaan keraamisiin muotteihin (muotteihin).

Mutta ei siinä vielä kaikki: edessä on todellinen kemiallinen trilleri. Haihduttimen jälkeen (jossa lietteen lämpötila ja paine laskevat jyrkästi) seos lähetetään neutralointiin - reaktion aikana muodostuneen rikkihapon poistamiseen. Edessä on syanidaatio (mikä tulee vihdoin mahdolliseksi), ja rikkihappo muodostaa liuoksessa dissosioituessaan positiivisen vetyionin.

Kun vety kohtaa syanidin, se yhdistyy helposti syanidi-ionin (CN) kanssa muodostaen syaanivetyhappoa (HCN), joka haihtuu. Siksi rikkihappo on poistettava neutraloimalla, ja vasta sitten syanidaation aikana kulta voi muodostaa ionin - disyanoauraatin. Varautuneena nämä ionit kiinnittyvät erityisesti massaan lisättyyn aktiivihiileen. Kaikkea tätä kutsutaan sorptioksi, mutta desorptiovaiheessa NaOH-alkaliliuos huuhtelee kirjaimellisesti kultaa sisältävät ionit hiilestä, jotka lähetetään elektrolysaattoriin.

Siellä disyanoauraatti hajoaa ja lopuksi puhdas kulta kerrostuu katodille. Ruskea sedimentti lähetetään sulatettaviksi ja siellä se muuttuu vaaleankeltaisiksi sieraimen painaviksi harkkoiksi, jotka ovat muodoltaan pankin harkkoja. Mutta tämä ei silti ole kultaa, vaan niin kutsuttua Dore-seosta, jossa on noin 90% kultaa, muutama prosentti hopeaa ja myös nikkeliä ja kuparia. Nämä metallit rakastavat toisiaan niin paljon ja liukenevat toisiinsa niin helposti, että 999 karaatin kultaa on mahdollista eristää vain jalostuksen aikana. Mutta jalostukseen tulee mukaan toinen yritys. Polymetalin kultakaivostyöläiset ja metallurgit ovat tehneet päätyön.