Kaip auksas išpumpuojamas iš planetos

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Žvalgytojas iškrauna vieną ar du kastuvus dirvožemio nuo kranto arba upės dugno, įmeta į padėklą įgaubtu dugnu, o po to ilgą laiką įdėmiai žvelgdamas išplauna vandenyje molį, smėlį ir akmenukus. į purviną pakabą – ar kas nors neišspindės? Atlygis – keli geltoni smėlio grūdeliai pačiame dėklo apačioje. Arba mažas grynuolis, jei pasiseks…

Na, o dabar papasakosime dar vieną istoriją apie aukso gavybą. Istorija, kuri beveik neturi nieko bendra su tuo, kas išdėstyta aukščiau.

Griežtai kalbant, grynas auksas egzistuoja tik teoriškai. Net 999,9 aukso, iš kurio gaminami bankų strypai, yra, kaip galima suprasti iš indekso, viena dešimtoji tūkstantoji priemaišų. Tačiau toks auksas yra pramoninis produktas. Nereikia galvoti apie ką nors panašaus gamtoje.

Auksinis smėlis, išplautas žvalgytojų ar mechanizuotų dragų, iš tikrųjų yra tik žaliava, koncentratas, kuris ne kartą ištirps ir ištirps-nusodins (rafinuojamas), kol bus išvalytas nuo daugybės priemaišų. Ir vis dėlto, dirbti su auksu yra lengviau nei su auksu iš pirminių telkinių, kur geltonasis metalas lieka įterptas į uolieną – retai gyslų pavidalu, o dažnai plika akimi nematomų mikroskopinių dalelių pavidalu., smulkiai išsklaidytos dulkės.

Pastaruoju atveju padėklai, dragos ir bet kokie kiti įrankiai yra nenaudingi – reikia kreiptis pagalbos į chemiją.

Veislės atkaklumas

Klasikinis metodas yra susmulkintos rūdos apdorojimas vandeniniu natrio cianido tirpalu, esant deguoniui (cianidavimas). Auksas iš tikrųjų išplaunamas iš rūdos: jo atomas tirpale susijungia į vieną joną su anglimi ir azotu. Tada iš tirpalo nusodinamas auksas (kartu su daugybe priemaišų, pirmiausia su sidabru).

Tačiau sunkiausias atvejis yra vadinamosios ugniai atsparios rūdos. Juose kelių mikronų skersmens aukso dulkių grūdeliai yra uždengti sulfidiniais apvalkalais, susidedančiais iš pirito (sieros ir geležies junginių) arba arsenopirito (geležies, sieros, arseno). Problema ta, kad sulfidiniai apvalkalai nėra sudrėkinti ir netirpinami vandens, todėl tiesioginis ugniai atsparios rūdos cianidavimas beveik nieko neduos.

Reikia kažkaip sulaužyti šį kiautą ir pašalinti nuo jo brangią dulkelę… O gal nereikia kentėti – kodėl seni geri padėklai ir drevės blogi? Būtinas! Visame pasaulyje talpyklos telkiniai beveik baigiasi, o didžioji pasaulio aukso dalis jau gaminama iš rūdų, įskaitant ugniai atsparias rūdas.

Auksas ir ledas

Būtent tokio tipo rūdos kasamos Albazino išteklių kasybos ir perdirbimo gamykloje (GOK), priklausančioje Rusijos įmonei „Polymetal“– antrai pagal aukso gavybą Rusijoje. Čia yra plona taiga padengtas kalvų kraštas, beveik negyvenamas didžiulės Chabarovsko krašto kampelis.

Nuo rūdos gavybos, kurioje tik rotacijos principu dirba 1,2 tūkst. darbuotojų, iki artimiausios gyvenvietės yra daugiau nei šimtas kilometrų. Amursko miestas, kuriame Korėjos Vyriausybės produktai apdorojami vietinėje hidrometalurgijos gamykloje, yra apie keturis šimtus kilometrų.

Kelias iš Amursko į Albaziną yra maždaug du trečdaliai neasfaltuotas ir tie patys du trečdaliai eina per tankią taigą. Šimtai kilometrų be gyvenviečių, degalinių, pakelės kavinių ir korinio ryšio.

Čia vairuotojo palydovas – racija. Eismo dalyviai klausosi vienodu dažniu, kad prireikus perduotų „kaimynams“kokią nors informaciją apie situaciją kelyje, apie ką nors perspėtų, paprašytų pagalbos. Į išorinį pasaulį galite patekti tik iš palydovinio telefono, tačiau tai nėra prieinama prabanga kiekvienam.

Maždaug už 50 km kelią į Albaziną užstoja srauni ir pilnai tekanti Amgun upė – paskutinis didelis Amūro intakas prieš įtekančią į Ramųjį vandenyną. Vasarą čia plaukia keltas, o žiemą – ledo perėja. Pervaža specialiai sutvirtinama ant jos pilant vandenį ir užšaldant papildomą ledo sluoksnį, kad upę žiemą ramiai perplauktų ne tik automobiliai, bet ir 42 tonų flotacijos koncentrato (su GOK produkcija) pakrauti traktoriai su priekabomis..

Dovanos iš vidurių

Vietinės kalvos nėra aukštos, tačiau jos yra planetinio masto proceso dalyviai. Amerika ir Eurazija pamažu susiduria viena su kita, sukurdamos didžiulį seisminį įtampą visame Ramiojo vandenyno perimetre.

Šis perimetras vadinamas Ramiojo vandenyno ugnies žiedu. Žemės lankstymas Rusijos Tolimuosiuose Rytuose taip pat atsirado dėl kontinentinių ir vandenynų plokščių susidūrimo. Ir, žinoma, šiose vietose išsiveržė ugnikalniai. Kartu su skysta magma jie nešė auksą iš gelmių į paviršių, sukurdami būsimus telkinius.

Albazino kasyklos teritorijoje taip pat buvo aptikti senovinės vulkaninės kalderos (ugnikalnio, kuris griuvo į vidų) pėdsakai.

Antisinklinoriumo gilumoje, po „jaunų“kvartero telkinių (molio, priemolio) sluoksniu, yra nuosėdinių uolienų, tokių kaip smiltainiai – jos atsirado dėl senesnių kalnų dūlėjimo. Šen bei ten nuosėdines uolienas iš apačios į viršų pjauna siauri pylimai – iš magmos vidurių išspausti pleištai. Būtent šiuose pyliuose geologai randa aukso kūnus.

Tonos ir gramai

Ne taip seniai paskelbėme ataskaitą iš vario kasyklos ir sakėme, kad kasyklos metodu iškastoje vario rūdoje vario yra tik 3 proc. Atrodė, kad tai labai mažai – tik 30 kg vertingo metalo tonai iškasto akmens! Rūdoje, kuri išgaunama Albazino Resources, vidutiniškai yra 0,0005% aukso, kitaip tariant – 5 g tonoje.

Ar tai tikrai ekonomiškai efektyvu? Pagal dabartinę pasaulinę aukso kainą (apie 1600 USD už Trojos unciją – 31,1 g) tai gana. Bet skamba įspūdingai: standartiniame banko aukso luite (apie 12 kg) tauriojo metalo yra tiek pat, kiek ir 27 pilnos rūdos kasybos savivarčiuose, kurių kiekvieno keliamoji galia po 90 tonų. Realiai luitui gauti prireiks daugiau sunkvežimių: kol kas nėra pramoninių metodų šimtaprocentiniam aukso išgavimui iš rūdos.

90 tonų sveriantys savivarčiai naudojami karjeruose, kur auksas kasamas atviroje duobėje. Čia yra kelios karjeros, ir visos jos pavadintos moteriškais vardais.

Šiai dienai produktyviausias – Anfisa, Olgos karjeras jau sutvarkytas ir uždarytas. Karjero gyvavimas prasideda nuo geologinių tyrinėjimų, kurie atliekami kertinio gręžimo metodais, kai iš uolienos išgręžiamas cilindrinis mėginys, ir nuopjovos, kai analizuojama iš gręžinio išgauta susmulkinta uoliena (tai lengviau ir pigesnis būdas). Geologų duomenys siunčiami į kasybos planavimo skyrių, kur programinės įrangos pagalba sudaromas rūdos telkinio atsiradimo modelis ir sukuriama ekonomiškai naudingiausia rūdos gavybos schema. Tada prasideda karjero kūrimo darbai.

Pirmiausia reikia pašalinti pernašą – dirvožemį, dengiantį rūdos horizontus. Na, o tada metodiškai kiekvieną dieną vienoje ar kitoje uolos atkarpoje gręžiami šuliniai, kurie pripildomi sprogmenų, o po nedidelio patikrinimo į sprogdinimo vietą atvažiuoja ekskavatoriai ir savivarčiai, kurie atrenka rūdą ir nuveža į vietinė kasybos ir perdirbimo įmonė.

Karjeras vystosi žemyn, jo švelniai nuožulnios pusės susilieja į centrą koncentrinėmis atbrailomis: tarp horizontų paliekamos „lentynos“– bermos. Kai kurios iš jų siauros ir tarnauja tik kasyklos konstrukciniam tvirtumui, kitos naudojamos kaip technikos transportavimo keliai. Karjeris – didingas kaip romėnų amfiteatras – sukuria tvirtumo įspūdį, kuris gali apgauti. Todėl karjero šonus nuolat skenuoja specialus radaras, galintis sekti menkiausius uolienų masių judesius. Taip ramiau.

Karjerai yra 200–300 m gylio, tačiau dažniausiai rūdos korpusas yra siauros pailgos formos ir tęsiasi dar žemiau. Teoriškai galima sukurti ir gilesnį karjerą, tačiau norint atlaikyti švelnų šonų nuolydį, tektų iškasti didžiulio skersmens dubenį ir sugaišti daug laiko bei energijos visiškai perteklinei uolienai iškasti. Išeiti? Požeminė kasyba.

Po žeme ant Toyota

Olgos atviros duobės apačioje, kur buvo baigta atvira kasyba, yra vienas iš įėjimų į Albazino Resources požeminę karalystę. Į serpantino kelio gilumą mus nuveža „nenuardomas“Toyota Land Cruiser 70, specialiai pritaikytas vienos iš Kanados firmų kelionėms per kasyklą. Žemiau yra įprastas kasyklos gyvenimas: gręžimo įrenginiai išgręžia skyles sprogmenims dėti, stambios kaušinės mašinos išveža susmulkintą rūdą, o tada perkelia į specialius kasyklų savivarčius.

Jei įsivaizduosime rūdos kūną kaip savotišką stulpelį, einantį į gelmes, tada jo vystymasis vyksta taip. Pirmiausia iš atviros duobės dugno rūdos korpuso šonuose (atliekose) prasibrauna nuožulnios rampos (tie patys serpantinai). Tada tarp išėjimų (taip pat apeinant rūdą) daromi transporto dreifai arba tiesiog tuneliai. O dabar nuo jų iki rūdos spūsties-ortų skubėjimo.

Į juos patenka technika ir visą „kolonos“segmentą paverčia skalda, kuri išnešama į kalną. Tačiau palikti didžiulę iškastą ertmę pavojinga, todėl prieš kalnakasiams leidžiantis kasti kitą horizontą, iš pasirinktos rūdos likusios tuštumos užpilamos betonu. Pietų Afrikoje yra Mponeng aukso kasykla, kuri leidžiasi keturis kilometrus.

Albazine gelmių tvarka kuklesnė: šimtai metrų, tačiau bendras požeminės skverbties ilgis įspūdingas. Nuo 2009 m. kalnakasiai pravažiavo daugiau nei 100 km tunelių.

Putplasčio akmuo

Nesvarbu, ar paimta iš karjero, ar išgaunama kasykloje, rūda patenka į krūvas (krūvas) šalia rūdos perdirbimo gamyklos. Rūda gali būti juoda, pilka, beveik balta, rusva, tačiau vizualiai ant jos neaptinkama jokių aukso žymių ir iš matymo neįmanoma atskirti nuo atliekų. Tačiau spalva nėra vienintelis skirtumas.

Vidutiniškai apie 5 g aukso tonoje, čia randama rūdų, kurių klasė yra nuo 2 g ar mažiau iki 3 kg tonoje. Žaliavos taip pat skiriasi stiprumu ir ištraukiamumu. Norint darbe naudoti skirtingos kokybės rūdas, bet gaminant produktus (flotacinį koncentratą) pagal numatytus rodiklius, įkraunamos skirtingos rūdos, tai yra, sumaišomos tam tikra proporcija.

To, kas vyksta Korėjos Vyriausybėje, esmę galima apibūdinti dviem žodžiais: šlifavimas ir flotacija. Norint nupjauti maksimalų perteklių ir iš žaliavų atimti kuo daugiau smulkių aukso turinčių dalelių, rūda, o tiksliau – suspensija – vandens suspensija, sumalama didžiuliuose būgnuose, esant didelio stiprumo rutuliukams. plieno. Šlifavimo produktas siunčiamas stambių ir smulkių frakcijų ciklonavimui (sūkuriniam atskyrimui).

Smulkiausios dulkės patenka į flotaciją, o stambūs grūdai - permalami. Auksą supančios sulfidinės plėvelės, kaip jau minėta, nėra sudrėkintos vandeniu. Tai yra cheminio aukso atgavimo problema, tačiau sodrinimo, kuris daugiausia grindžiamas fiziniais procesais, trūkumas tampa pranašumu. Minkštimas prisotinamas oru, į jį pridedami didelės molekulinės masės alkoholių putojantys junginiai.

Burbulai apgaubia sulfido „kapsules“ir pakelia jas aukštyn. Vertingos putos išleidžiamos, o rūda, kuri vis dar yra flotacijos mašinoje, eina permalimui ir vėl flotacijai. Viso kelių etapų proceso rezultatas – iš putplasčio išspaustas kietas dumblas (pyragas), vadinamas flotacijos koncentratu. Paskutinis etapas yra džiovinimas būgne, kuriame pyragas džiovinamas iki standartinio 6 % drėgnumo. Sausas koncentratas kraunamas į specialius maišus, kuriuose yra 14 tonų žaliavos. Trys iš šių maišų su traktoriumi padedami ant platformos ir važiuoja į Amurską, pas metalurgus.

Keletas skaičių. Iš KV tiektos rūdos atgaunama vidutiniškai 85–87,5 % aukso. Flotacijos koncentrato tonoje vertingojo metalo jau ne 5, o 50 g. Taigi standartiniame banko luite yra maždaug tiek pat aukso, kiek ir žaliavos, gabenamos ant 6 priekabų, kurių kiekvienos svoris yra 42 tonos. Įspūdinga!

Molekulių nuotykiai

Tik Amūro hidrometalurgijos kombinatas duoda atsakymą į klausimą, kaip visgi pašalinti auksą iš patvaraus apvalkalo. Čia, taip pat „Polymetal“priklausančioje įmonėje, Rusijos aukso gavyboje pirmą kartą buvo panaudota vadinamoji autoklavo technologija. Autoklavas iš tikrųjų yra krosnis: ilgas, horizontalus plieninis cilindras, iš vidaus padengtas rūgščiai atsparia membrana ir pamušalu – trijų sluoksnių karščiui ir rūgščiai atsparių plytų.

Plaušiena (flotacijos koncentrato mišinys su karštu vandeniu) ir grynas deguonis tiekiamas į autoklavą esant slėgiui, ir suaktyvinama egzoterminė sieros oksidacijos reakcija. Piritai ir arsenopiritai suyra, mišinyje atsiranda laisvas auksas. Žemiau esančioje nuotraukoje įspūdingiausias momentas: rudos katodo nuosėdos išsilydo į šviesiai geltoną Doré lydinį. Karštas metalas pilamas į keramines formas (formas).

Bet tai dar ne viskas: laukia tikras cheminis trileris. Po garintuvo (kur staigiai krenta srutų temperatūra ir slėgis) mišinys siunčiamas neutralizuoti – pašalinti reakcijos metu susidariusią sieros rūgštį. Laukia cianidavimas (tai pagaliau taps įmanoma), o sieros rūgštis, disocijuota tirpale, sudaro teigiamą vandenilio joną.

Susidūręs su cianidu, vandenilis lengvai susijungia su cianido jonu (CN), sudarydamas vandenilio cianido rūgštį (HCN), kuri išgaruos. Todėl sieros rūgštis turi būti pašalinta neutralizuojant, ir tik tada, cianiduojant, auksas gali sudaryti joną – dicianoauratą. Įkrauti šie jonai prilimpa prie specialiai į minkštimą pridėtos aktyvintos anglies. Visa tai vadinama sorbcija, tačiau desorbcijos stadijoje NaOH šarminis tirpalas tiesiogine prasme išplauna iš anglies aukso turinčius jonus, kurie siunčiami į elektrolizatorių.

Ten suyra dicianoauratas ir galiausiai ant katodo nusėda grynas auksas. Rudos nuosėdos siunčiamos lydyti ir ten virsta šviesiai geltonais šnervių sunkiais luitais, panašiais į krantines. Bet tai vis tiek ne auksas, o vadinamasis Dore lydinys, kuriame yra apie 90% aukso, keli procentai sidabro, taip pat nikelio ir vario. Šie metalai taip myli vienas kitą ir taip lengvai tirpsta vienas kitame, kad 999 karatų auksą galima išskirti tik gryninant. Tačiau rafinavimu užsiims kita įmonė. Pagrindinį darbą atliko „Polymetal“aukso kasėjai ir metalurgai.