Kuidas kulda planeedilt välja pumbatakse

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Maaotsija kühveldab kaldalt või jõe põhjast ühe-kaks labidat mulda, viskab selle nõgusa põhjaga alusele ja uhub siis pikka aega pingsalt piiludes veest savi, liiva ja kivikesi. porisesse vedrustusse – kas midagi ei paista? Auhinnaks on mõned kollased liivaterad salve põhjas. Või väikese tüki, kui veab…

Noh, nüüd räägime veel ühe loo kullakaevandamisest. Lugu, millel pole ülaltooduga peaaegu midagi pistmist.

Rangelt võttes on puhas kuld olemas puhtalt teoreetiliselt. Isegi 999,9 kullas, millest pangakange valmistatakse, on, nagu indeksist aru võib saada, üks kümnetuhandik lisandeid. Kuid selline kuld on tööstuslik toode. Pole vaja mõelda sellele, et looduses midagi sarnast leida.

Maauurijate või mehhaniseeritud tragide poolt pestud kuldliiv on tegelikult vaid tooraine, kontsentraat, mis sulab rohkem kui korra ja läbib enne paljudest lisanditest puhastamist lahustumise-sadestamise (rafineerimise). Ja ometi on platerkullaga lihtsam töötada kui primaarsetest ladestustest pärit kullaga, kus kollane metall jääb kivimi sisse – harva veenide kujul ja sageli palja silmaga nähtamatute mikroskoopiliste osakeste kujul., peenelt hajutatud tolm.

Viimasel juhul on kandikud, tragid ja kõik muud tööriistad kasutud - peate abi saamiseks pöörduma keemia poole.

Tõu visadus

Klassikaline meetod on purustatud maagi töötlemine naatriumtsüaniidi vesilahusega hapniku juuresolekul (tsüaniideerimine). Kuld pestakse tegelikult maagist välja: selle aatom ühineb lahuses süsiniku ja lämmastikuga üheks iooniks. Seejärel sadestatakse lahusest kuld (koos mitmete lisanditega, peamiselt hõbedaga).

Kuid kõige keerulisem juhtum on nn tulekindlad maagid. Nendes on mitme mikromeetrise läbimõõduga kullatolmu terad ümbritsetud sulfiidkestadesse, mis koosnevad püriidist (väävli ja raua ühendid) või arsenopüriidist (raud, väävel, arseen). Probleem on selles, et sulfiidkestad ei niisuta ega lahustu vees, seega ei anna tulekindla maagi otsene tsüaniidimine peaaegu midagi.

See kest on vaja kuidagi katki teha ja sellelt hinnaline tolmukübe eemaldada… Või äkki polegi vaja kannatada - miks vanad head kandikud ja tragid halvad on? Vajalik! Kogu maailmas on platserimaardlad peaaegu ammendumas ja suurem osa maailma kullast toodetakse juba maakidest, sealhulgas tulekindlatest maakidest.

Kuld ja jää

Just seda tüüpi maake kaevandatakse Albazino ressursside kaevandamis- ja töötlemistehases (GOK), mis kuulub Venemaa ettevõttele Polymetal - kullakaevandamise poolest Venemaal suuruselt teisele kohale. Siin on õhukese taigaga kaetud küngaste serv, tohutu Habarovski territooriumi peaaegu asustamata nurk.

Maagitootmisest, kus töötab ainult rotatsiooni korras 1,2 tuhat töötajat, on lähima asulani üle saja kilomeetri. Amurski linn, kus Korea valitsuse tooteid kohalikus hüdrometallurgiatehases töödeldakse, on umbes nelisada kilomeetrit.

Tee Amurskist Albazinosse on umbes kaks kolmandikku sillutamata ja sama kaks kolmandikku läheb läbi tiheda taiga. Sadu kilomeetreid ilma asulate, tanklate, teeäärsete kohvikute ja mobiilsideta.

Siin on juhi kaaslaseks raadiosaatja. Liikluses osalejad kuulavad samal sagedusel, et vajadusel edastada "naabritele" mingit infot olukorra kohta teel, millegi eest hoiatada, abi paluda. Välismaailma pääseb ainult satelliittelefonilt, kuid see pole kõigile jõukohane luksus.

Umbes 50 km kaugusel Albazinosse viiva tee blokeerib kiire ja täisvoolu Amguni jõgi, mis on Amuuri viimane suur lisajõgi enne selle suubumist Vaiksesse ookeani. Suvel sõidab parvlaev, talvel aga jääületuskoht. Ülekäigurada tugevdatakse spetsiaalselt sellele vett valades ja täiendava jääkihi külmutamisega, nii et talvel läbivad jõe rahulikult mitte ainult autod, vaid ka traktorid, mis on koormatud 42 tonni flotatsioonikontsentraadiga (koos GOK toodetega) koos haagistega..

Kingitused sisikonnast

Kohalikud künkad ei ole kõrged, kuid nad on planeedi mastaabi protsessis osalejad. Ameerika ja Euraasia põrkuvad üksteisega järk-järgult, tekitades tohutu seismilise pinge kogu Vaikse ookeani perimeetri ulatuses.

Seda perimeetrit nimetatakse Vaikse ookeani tulerõngaks. Venemaa Kaug-Ida maapinna murdumine tulenes samuti mandri- ja ookeanilaamade kokkupõrkest. Ja loomulikult purskasid neis osades vulkaanid. Koos vedela magmaga kandsid nad kulda sügavusest pinnale, luues tulevasi maardlaid.

Albazino kaevanduse piirkonnast leiti ka iidse vulkaanilise kaldeera (sissepoole varisenud vulkaani) jälgi.

Antisünklinooriumi sügavustes, "noorte" kvaternaari lademete (savi, liivsavi) kihi all on settekivimid, näiteks liivakivid – need tekkisid iidsemate mägede ilmastikumõjude tagajärjel. Siin-seal lõikavad settekivimeid alt üles kitsad tammid – magma sisikonnast välja pigistatud kiilud. Just nendest tammidest leiavad geoloogid kullakehasid.

Tonnid ja grammid

Mitte nii kaua aega tagasi avaldasime vasekaevanduse raporti ja ütlesime, et kaevandusmeetodil kaevandatud vasemaak sisaldab ainult 3% vaske. Tundus, et seda on väga vähe – ainult 30 kg väärtuslikku metalli tonni kaevandatud kivi kohta! Albazino Resourcesis kaevandatav maak sisaldab keskmiselt 0 0005% kulda, teisisõnu - 5 g tonni kohta.

Kas see on tõesti tasuv? Kulla praeguse maailmahinna juures (umbes 1600 dollarit troiuntsi kohta – 31,1 g) on see üsna. Kuid see kõlab muljetavaldavalt: tavalises pangakullakangis (umbes 12 kg) on sama palju väärismetalli kui 27 täismaagi kaevandamise kallurautos, millest igaühe kandevõime on 90 tonni. Tegelikkuses läheb valuploki hankimiseks vaja rohkem veoautosid: veel puuduvad tööstuslikud meetodid kulla maagist sajaprotsendiliseks kaevandamiseks.

90-tonniseid kallureid kasutatakse karjäärides, kus kulda kaevandatakse lahtises kaevanduses. Siin on mitu karjääri ja neid kõiki nimetatakse naisenimede järgi.

Tänase päeva produktiivseim on Anfisa, Olga karjäär on juba välja töötatud ja suletud. Karjääri eluiga algab geoloogilisest uuringust, mida teostatakse südamikupuurimise meetoditega, mil kivist puuritakse välja silindrikujuline proov ja raie, kui analüüsitakse kaevust eraldatud killustikku (see on lihtsam ja lihtsam). odavam meetod). Geoloogide andmed saadetakse kaevandamise planeerimise osakonda, kus tarkvara abil ehitatakse maagikeha esinemise mudel ja koostatakse majanduslikult otstarbekaim maagi kaevandamise skeem. Seejärel algab karjääri loomise töö.

Esimese sammuna tuleb eemaldada ülekoormus – maagihorisonte kattev pinnas. No ja siis metoodiliselt puuritakse iga päev ühes või teises kaljulõigul kaevusid, mis täidetakse lõhkeainega ja peale väikest kontrolli tulevad lõhkekohale ekskavaatorid ja kallurautod, et maak välja valida ja maaki viia. kohalik kaevandus- ja töötlemisettevõte.

Karjäär areneb allapoole, selle õrnalt kaldus küljed koonduvad kontsentriliste ristanditena keskmesse: horisontide vahele jäetakse "riiulid" - bermid. Mõned neist on kitsad ja teenivad ainult kaevanduse konstruktsioonitugevust, teisi kasutatakse tehnoloogia transporditeedena. Karjäär – majesteetlik nagu Rooma amfiteater – jätab mulje soliidsusest, mis võib petta. Seetõttu skannib karjääri külgi pidevalt spetsiaalne radar, mis suudab jälgida kivimasside vähimatki liikumist. Nii on rahulikum.

Karjäärid ulatuvad 200–300 m sügavusele, kuid enamasti on maagikeha kitsa pikliku kujuga ja jätkub veelgi madalamal. Teoreetiliselt saab luua sügavama karjääri, kuid külgede õrnale kaldele vastupidamiseks tuleks kaevata tohutu läbimõõduga kauss ning kulutada palju aega ja energiat, et täielikult üleliigne kivi välja kaevata. Väljuda? Maa-alune kaevandamine.

Maa-alune Toyota peal

Olga avakaevu põhjas, kus avakaevandamine on lõpetatud, on üks sissepääsudest Albazino Resources maa-alusesse kuningriiki. Serpentiini tee sügavustesse sõidutab meid "murdetav" Toyota Land Cruiser 70, mille üks Kanada firma on spetsiaalselt kohandanud kaevandustöödel sõitmiseks. Allpool on tavapärane kaevanduse eluiga: puurplatvormid puurivad auke lõhkeainete ladumiseks, jässakad kükitallaga masinad võtavad purustatud maagi välja ja viivad seejärel spetsiaalsetesse kaevanduskalluritesse.

Kui kujutleme maagikeha kui omamoodi sügavusse minevat sammast, siis selle arendamine toimub järgmiselt. Esiteks murravad maagikeha külgedelt (jääkkivis) lahtise kaevandi põhjast läbi kaldkaldteed (need samad serpentiinid). Seejärel tehakse väljapääsude vahele (ka maagist mööda minnes) transporditriivid ehk lihtsalt tunnelid. Ja nüüd nende juurest maagikõrge-ortskõrge juurde.

Masinad sisenevad neisse ja muudavad terve segmendi "sambast" killustikuks, mis viiakse mäele. Kuid tohutust kaevandatud õõnsusest lahkumine on ohtlik, nii et enne kui kaevurid laskuvad järgmise horisondi kaevandamiseks, valatakse valitud maagist jäänud tühimikud betooniga. Lõuna-Aafrikas asub Mponengi kullakaevandus, mis läheb alla neli kilomeetrit.

Albazinos on sügavuste järjekord tagasihoidlikum: sadu meetreid, kuid maa-aluse tungimise kogupikkus on muljetavaldav. Alates 2009. aastast on kaevurid läbinud üle 100 km tunneleid.

Vahtkivi

Olenemata sellest, kas maak võetakse karjäärist või kaevandatakse kaevanduses, satub maak maagi töötlemise tehase kõrval asuvatesse hunnikutesse (hunnikutesse). Maak võib olla must, hall, peaaegu valge, pruunikas, kuid sellel ei tuvastata visuaalselt kulla märke ja seda on võimatu silmaga eristada aherainest. Kuid värv ei ole ainus erinevus.

Keskmiselt umbes 5 g kulda tonni kohta leidub siin maake, mille mark on 2 g või vähem kuni 3 kg tonni kohta. Toorained erinevad ka tugevuse ja ekstraheeritavuse poolest. Erineva kvaliteediga maakide kasutamiseks töös, kuid toodete (flotatsioonikontsentraat) tootmiseks kavandatud näitajate raames laetakse erinevaid maake, st segatakse neid teatud vahekorras.

Korea valitsusel toimuva olemuse saab kokku võtta kahe sõnaga: lihvimine ja flotatsioon. Maksimaalse ülejäägi ära lõikamiseks ja toorainest võimalikult palju pisikesi kulda sisaldavaid osakesi jahvatamiseks jahvatatakse maak või õigemini läga - vesisuspensioon suurtes trumlites ülitugevate kuulide juuresolekul. terasest. Jahvatusprodukt saadetakse jämeda- ja peenfraktsioonide tsükloneerimiseks (keeriseraldamiseks).

Kõige peenem tolm läheb flotatsioonile, jämedad terad uuesti peenestamiseks. Kulda ümbritsevad sulfiidkiled, nagu juba mainitud, ei ole veega märjaks. Kulla keemilisel taaskasutamisel on see probleem, kuid suures osas füüsikalistel protsessidel põhineva rikastamise puhul muutub miinus eeliseks. Pulp küllastatakse õhuga, sellele lisatakse suure molekulmassiga alkoholide vahutavaid ühendeid.

Mullid ümbritsevad sulfiidi "kapsleid" ja tõstavad need üles. Väärtuslik vaht lastakse välja ja maak, mis on veel flotatsioonimasinas, läheb uuesti jahvatamiseks ja uuesti floteerimiseks. Kogu mitmeetapilise protsessi tulemuseks on vahust välja pressitud tahke muda (kook), mida nimetatakse flotatsioonikontsentraadiks. Viimane etapp on kuivatamine trumlis, kus kook viiakse standardse niiskusesisalduseni 6%. Kuivkontsentraat laaditakse spetsiaalsetesse kottidesse, mis sisaldavad 14 tonni toorainet. Kolm neist kottidest pannakse traktoriga platvormile ja lähevad Amurskisse, metallurgide juurde.

Paar numbrit. Korea valitsusele tarnitud maagist saadakse keskmiselt 85–87,5% kullast. Flotatsioonikontsentraadis ei ole enam 5, vaid 50 g väärtuslikku metalli tonni kohta. Seega sisaldab standardne panga valuplokk ligikaudu sama palju kulda kui tooraine, mida veetakse 6 haagisel, millest igaüks on 42 tonni. Muljetavaldav!

Molekuli seiklused

Vaid Amuuri hüdrometallurgiakombinaat annab meile vastuse küsimusele, kuidas ikkagi kulda püsivast kestast eemaldada. Siin, samuti Polymetalile kuuluvas ettevõttes, kasutati Venemaa kullakaevanduses esimest korda nn autoklaavitehnoloogiat. Autoklaav on tegelikult ahi: pikk, horisontaalne terassilinder, seestpoolt kaetud happekindla membraaniga ja voodriga – kolm kihti kuuma- ja happekindlat tellist.

Tselluloos (flotatsioonikontsentraadi segu kuuma veega) ja puhas hapnik juhitakse rõhu all autoklaavi ning käivitatakse väävli oksüdatsiooni eksotermiline reaktsioon. Püriidid ja arsenopüriidid lagunevad ning segusse ilmub vaba kuld Alloleval fotol on kõige suurejoonelisem hetk: pruun katoodsete sade sulab helekollaseks Doré sulamiks. Kuum metall valatakse keraamilistesse vormidesse (vormidesse).

Kuid see pole veel kõik: ees ootab tõeline keemiapõnevik. Pärast aurustit (kus lobri temperatuur ja rõhk langevad järsult) saadetakse segu neutraliseerimiseks - reaktsiooni käigus tekkinud väävelhappe eemaldamiseks. Ees seisab tsüaniidatsioon (mis saab lõpuks võimalikuks) ja lahuses dissotsieerunud väävelhape moodustab positiivse vesinikuiooni.

Tsüaniidiga kokku puutudes ühineb vesinik kergesti tsüaniidiooniga (CN), moodustades vesiniktsüaniidhappe (HCN), mis aurustub. Seetõttu tuleb väävelhape eemaldada neutraliseerimise teel ja alles siis saab tsüaniidimise käigus kullast moodustuda ioon – ditsüanoauraat. Need ioonid kleepuvad laetuna spetsiaalselt paberimassile lisatud aktiivsöe külge. Kõike seda nimetatakse sorptsiooniks, kuid desorptsioonifaasis loputab NaOH leeliselahus kivisöest sõna otseses mõttes kulda sisaldavaid ioone, mis suunatakse elektrolüsaatorisse.

Seal laguneb ditsüanoauraat ja lõpuks sadestub katoodile puhas kuld. Pruun sete saadetakse sulatamiseks ja seal muutub see helekollasteks ninasõõrmeteks rasketeks valuplokkideks, mis on kujundatud kaldakujulisteks. Kuid see pole ikkagi kuld, vaid nn Dore sulam, kus on umbes 90% kulda, paar protsenti hõbedat ja ka niklit ja vaske. Need metallid armastavad üksteist nii väga ja lahustuvad üksteises nii kergesti, et 999-karaadist kulda on võimalik eraldada ainult rafineerimise käigus. Kuid rafineerimisega hakkab tegelema teine ettevõte. Põhitöö on ära teinud Polymetalli kullakaevurid ja metallurgid.