Hogyan pumpálják ki az aranyat a bolygóról

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A kutató felkap egy-két lapát földet a partról vagy a folyó fenekéről, egy homorú fenekű tálcába dobja, majd hosszasan mossa le a vízben lévő agyagot, homokot és kavicsokat, figyelmesen szemlélve. a sáros felfüggesztésbe – nem fog valami fényleni? A jutalom néhány sárga homokszem a tálca alján. Vagy egy kis rögöt, ha szerencséd van…

Nos, most elmesélünk egy másik történetet az aranybányászatról. Egy történet, aminek szinte semmi köze a fentiekhez.

Szigorúan véve a tiszta arany pusztán elméletben létezik. Még a 999,9 aranyban is, amelyből bankrudat készítenek, az indexből kiolvasható, hogy egy tízezrelék szennyeződések vannak. De az ilyen arany ipari termék. Nem kell arra gondolni, hogy valami hasonlót találjunk a természetben.

Kutatók vagy gépesített kotrógépek által mosott aranyhomok valójában csak egy nyersanyag, koncentrátum, amely többször megolvad és oldódáson-kicsapódáson (finomításon) megy keresztül, mielőtt sok szennyeződéstől megtisztulna. Mégis, könnyebben lehet dolgozni az arannyal, mint az elsődleges lerakódásokból származó arannyal, ahol a sárga fém a kőzetbe ágyazva marad - ritkán erek formájában, gyakran pedig szabad szemmel láthatatlan mikroszkopikus részecskék formájában., finoman eloszlatott por.

Az utóbbi esetben a tálcák, kotrógépek és minden egyéb eszköz haszontalan - segítségért kell hívnia a kémiát.

A fajta szívóssága

A klasszikus módszer a zúzott érc feldolgozása nátrium-cianid vizes oldatával oxigén jelenlétében (cianidálás). Az arany valójában kimosódik az ércből: atomja oldatban egyetlen ionná egyesül szénnel és nitrogénnel. Ezután az arany kicsapódik az oldatból (számos szennyeződéssel együtt, elsősorban ezüsttel).

De a legnehezebb eset az úgynevezett tűzálló ércek. Bennük több mikron átmérőjű aranyporszemcsék piritből (kén- és vasvegyületek) vagy arzenopiritből (vas, kén, arzén) álló szulfidhéjakba vannak zárva. A probléma az, hogy a szulfidhéjakat nem nedvesíti és nem oldja fel a víz, így a tűzálló érc közvetlen ciánozása szinte semmit sem eredményez.

Valahogy fel kell törni ezt a héjat, és eltávolítani róla egy értékes porszemet… Vagy talán nem kell szenvedni – miért rosszak a jó öreg tálcák és kotrók? Szükséges! Világszerte a lelőhelyek kimerüléséhez közel állnak, és a világ aranyának nagy részét már ércekből állítják elő, beleértve a tűzálló érceket is.

Arany és jég

Az ilyen típusú érceket az Albazino Resources Bányászati és Feldolgozó Üzem (GOK) területén bányászják, amely az orosz Polymetal cég tulajdonában van - a második legnagyobb Oroszországban az aranybányászat tekintetében. Itt van a vékony tajgával borított dombok széle, a hatalmas Habarovszk Terület szinte lakatlan szeglete.

Az érctermeléstől, ahol 1,2 ezer alkalmazott dolgozik kizárólag rotációs rendszerben, több mint száz kilométer van a legközelebbi településig. Amurszk városa, ahol a KK termékeit a helyi hidrometallurgiai üzemben dolgozzák fel, körülbelül négyszáz kilométeres.

Az Amurszkból Albazinóba vezető út körülbelül kétharmada burkolatlan, és ugyanez a kétharmad a sűrű tajgán halad keresztül. Több száz kilométer települések, benzinkutak, út menti kávézók és mobilkommunikáció nélkül.

Itt a sofőr társa egy walkie-talkie. A forgalom résztvevői ugyanazt a frekvenciát hallgatják, hogy szükség esetén a "szomszédoknak" közvetítsenek információkat az úton kialakult helyzetről, figyelmeztetjenek valamire, segítséget kérjenek. A külvilágba csak műholdas telefonról lehet eljutni, de ez nem mindenki számára megfizethető luxus.

Körülbelül 50 km-re az Albazinóba vezető utat blokkolja a gyors és teljes folyású Amgun folyó, az Amur utolsó nagy mellékfolyója, mielőtt a Csendes-óceánba ömlik. Nyáron komp, télen jégátkelő. Az átkelőt speciálisan víz öntésével és további jégréteg lefagyasztásával erősítik meg, így a folyón télen nem csak az autók, hanem a 42 tonna flotációs koncentrátummal (KK-termékekkel) megrakott traktorok és pótkocsik is nyugodtan áthaladnak..

Ajándékok szívből

A helyi dombok nem magasak, de részt vesznek egy bolygóléptékű folyamatban. Amerika és Eurázsia fokozatosan ütközik egymással, hatalmas szeizmikus feszültséget hozva létre a Csendes-óceán teljes kerületén.

Ezt a kerületet csendes-óceáni tűzgyűrűnek nevezik. Az orosz Távol-Keleten a szárazföldek felhajtása szintén a kontinentális és az óceáni lemezek ütközésének következménye. És persze ezeken a részeken vulkánok törtek ki. A folyékony magmával együtt aranyat hordtak a mélyből a felszínre, így jövőbeli lerakódásokat hoztak létre.

Az Albazino bánya területén egy ősi vulkáni kaldera (befelé omlott vulkán) nyomai is előkerültek.

Az antisynclinorium mélyén, a "fiatal" negyedidőszaki lerakódások (agyagok, vályogok) rétege alatt üledékes kőzetek, például homokkő találhatók - ezek az ősibb hegyek mállása következtében keletkeztek. Itt-ott az üledékes kőzeteket alulról felfelé keskeny töltések - a magma beléből kipréselt ékek - vágják. A geológusok ezekben a töltésekben találnak aranytesteket.

Tonnák és grammok

Nem is olyan régen közöltünk egy rézbányából származó jelentést, és azt mondtuk, hogy a bányászati módszerrel bányászott rézérc mindössze 3% rezet tartalmaz. Úgy tűnt, ez nagyon kevés - mindössze 30 kg értékes fém egy tonna bányászott kőre! Az Albazino Resourcesban bányászott érc átlagosan 0 0005% aranyat tartalmaz, más szóval - 5 g tonnánként.

Valóban költséghatékony? Az arany jelenlegi világpiaci árán (körülbelül 1600 dollár troy unciánként – 31,1 g) ez elég. De lenyűgözően hangzik: annyi nemesfém van egy szabványos banki aranyrúdban (körülbelül 12 kg), mint a 27, egyenként 90 tonnás teherbírású, teljes ércbányászati dömperben. A valóságban több kamionra lesz szükség a tuskó megszerzéséhez: az arany ércből való száz százalékos kinyerésére még nincs ipari módszer.

A 90 tonnás dömpereket kőbányákban használják – ahol az aranyat külszíni bányászatban bányászják. Itt több karrier is létezik, és mindegyiket női néven nevezik el.

A mai nap legtermékenyebbje az Anfisa, az Olga kőbánya már ki van dolgozva és bezárva. A kőbánya élete a geológiai feltárással kezdődik, amelyet a magfúrás módszereivel végeznek, amikor a kőzetből hengeres mintát fúrnak ki, illetve a bevágásokat, amikor a kútból kinyert zúzott kőzetet elemzik (ez egy könnyebb, ill. olcsóbb módszer). A geológusok adatai a bányatervezési osztályra kerülnek, ahol szoftver segítségével elkészítik az érctest előfordulásának modelljét, és elkészítik a gazdaságosan legmegfelelőbb ércbányászati sémát. Ezután kezdődik a kőbánya létrehozásának munkája.

Első lépésként a fedőréteget – az érchorizontokat borító talajt – eltávolítjuk. Nos, akkor módszeresen minden nap fúrnak kutakat a kőzet egyik-másik szakaszán, amiket megtöltenek robbanóanyaggal, majd kis ellenőrzés után kotrógépek és billenők érkeznek a robbantási helyszínre, hogy kiválasszák az ércet és elvigyék a helyi bányászati és feldolgozó üzem.

A kőbánya lefelé fejlődik, enyhén lejtős oldalai koncentrikus párkányokban futnak össze a központ felé: a horizontok között "polcok" - bermek maradnak. Némelyikük keskeny, és csak a bánya szerkezeti szilárdságát szolgálja, mások a technológia szállítási útvonalaként szolgálnak. A kőbánya – olyan fenséges, mint egy római amfiteátrum – a szilárdság benyomását kelti, ami megtévesztő is lehet. Ezért a kőbánya oldalait folyamatosan pásztázza egy speciális radar, amely képes követni a kőzettömegek legkisebb mozgását is. Nyugodtabb így.

A kőbányák 200-300 m mélyre mennek, de az érctest leggyakrabban keskeny, hosszúkás alakú, és még lejjebb is folytatódik. Elméletileg létrehozhat egy mélyebb kőbányát is, de ahhoz, hogy az oldalak enyhe lejtőjét kibírja, egy hatalmas átmérőjű tálat kellene ásni, és sok időt és energiát kell fordítania a teljesen felesleges kőzet kiásására. Kijárat? Földalatti bányászat.

Föld alatt egy Toyotán

Az Olga külszín alján, ahol a külszíni bányászat befejeződött, van az Albazino Resources földalatti birodalmának egyik bejárata. A szerpentines út mélyére hajt bennünket az "elpusztíthatatlan" Toyota Land Cruiser 70, amelyet az egyik kanadai cég speciálisan a bányamunkálatok áthaladására alakított át. Alább a szokásos bányaélet: fúrótornyok lyukakat fúrnak robbanóanyag lerakáshoz, zömök zömök kanál gépek kiszedik a zúzott ércet, majd speciális aknadömperekbe szállítják.

Ha egy érctestet egyfajta oszlopként képzelünk el, amely a mélybe megy, akkor a fejlesztése a következőképpen történik. Először ferde rámpák (ugyanezek a szerpentinek) törnek át a nyitott gödör aljáról az érctest oldalain (a meddő kőzetben). Ezután a kijáratok között (szintén az ércet megkerülve) szállítósodródások, vagy egyszerűen alagutak készülnek. És most tőlük az ércesedés-orts rohanásig.

Gépek lépnek be hozzájuk, és az "oszlop" egy egész szegmensét zúzott kővé alakítják, amelyet kivisznek a hegyre. De a hatalmas kibányászott üreg elhagyása veszélyes, ezért mielőtt a bányászok lemennének bányászni a következő horizonton, a kiválasztott ércből megmaradt üregeket betonnal öntik ki. Dél-Afrikában van a Mponeng aranybánya, amely négy kilométert ereszkedik le.

Albazinóban a mélységek sorrendje szerényebb: több száz méter, de a föld alatti behatolás teljes hossza lenyűgöző. 2009 óta a bányászok több mint 100 km alagutakon haladtak át.

Hab kő

Akár kőbányából, akár bányában bányászják, az érc az ércfeldolgozó üzem melletti kupacokba (kupacokba) kerül. Az érc lehet fekete, szürke, majdnem fehér, barnás, de vizuálisan nem észlelhető rajta az arany nyoma, és látásból lehetetlen megkülönböztetni a meddőkőtől. Azonban nem a szín az egyetlen különbség.

A tonnánként átlagosan körülbelül 5 g aranyat tartalmazó ércek tonnánként 2 g-tól 3 kg-ig terjednek. A nyersanyagok szilárdságban és extrahálhatóságban is különböznek egymástól. Különböző minőségű ércek felhasználásához a munkában, de termékek (flotációs koncentrátum) előállításához a tervezett mutatók keretein belül különböző érceket töltenek fel, azaz meghatározott arányban keverik össze.

A KK-nál történtek lényege két szóban foglalható össze: köszörülés és flotáció. A maximális felesleg levágása és az alapanyagokból minél több apró aranytartalmú részecskék eltávolítása érdekében az ércet, vagy inkább a zagyot - vizes szuszpenziót hatalmas dobokban, nagy szilárdságú golyók jelenlétében őrlik. acél. Az őrlési terméket a durva és finom frakciók ciklonozására (örvényleválasztásra) küldik.

A legfinomabb por flotációba kerül, a durva szemek pedig újraőrlésre. Az aranyat körülvevő szulfidfilmeket, mint már említettük, nem nedvesítik meg vízzel. Az arany kémiai kinyerésekor ez gondot jelent, de a nagyrészt fizikai folyamatokon alapuló dúsításnál a hátrány előnyré válik. A pépet levegővel telítik, és nagy molekulatömegű alkoholok habzó vegyületeit adják hozzá.

A buborékok körülveszik a szulfid "kapszulákat", és felfelé emelik őket. Az értékes hab kiürül, és az érc, amely még a flotációs gépben van, újraőrlésre, majd flotációra megy. Az egész többlépcsős folyamat eredménye a habból kipréselt szilárd iszap (pogácsa), az úgynevezett flotációs koncentrátum. Az utolsó szakasz a dobban való szárítás, ahol a süteményt 6%-os normál nedvességtartalomra hozzák. A száraz koncentrátumot speciális zsákokba töltik, amelyek 14 tonna alapanyagot tartalmaznak. Ebből a zsákból hármat feltesznek egy traktorral egy emelvényre, és elmennek Amurszkba, a kohászokhoz.

Néhány szám. A KK-nak szállított ércből átlagosan az arany 85–87,5%-át nyerik ki. A flotációs koncentrátum már nem 5, hanem 50 g értékes fémet tartalmaz tonnánként. Így egy szabványos bankingot megközelítőleg ugyanannyi aranyat tartalmaz, mint a 6 db, egyenként 42 tonnás rakományú pótkocsin szállított nyersanyag. Hatásos!

Molekula kalandok

Csak az Amur Hidrometallurgiai Kombinát ad választ arra a kérdésre, hogy végül is hogyan távolítsuk el az aranyat a tartós héjból. Itt, egy szintén a Polymetal tulajdonában lévő vállalkozásnál alkalmazták először az orosz aranybányászatban az úgynevezett autokláv technológiát. Az autokláv valójában egy kemence: egy hosszú, vízszintes acélhenger, belülről saválló membránnal és béléssel borított - három réteg hőálló és saválló tégla.

Az autoklávba nyomás alatt pépet (flotációs koncentrátum és forró víz keveréke) és tiszta oxigént táplálnak be, és beindul a kénoxidáció exoterm reakciója. A piritek és arzenopiritek szétesnek, a keverékben szabad arany jelenik meg. Az alábbi fotón a leglátványosabb pillanat: a barna katódcsapadék világossárga Doré-ötvözetté olvad. A forró fémet kerámia formákba (öntőformákba) öntik.

De ez még nem minden: igazi kémiai thriller áll előttünk. Az elpárologtató után (ahol a zagy hőmérséklete és nyomása meredeken csökken) a keveréket semlegesítésre - a reakció során képződött kénsav eltávolítására - küldik. Előtte a cianidáció (ami végre lehetségessé válik), és a kénsav oldatban disszociálva pozitív hidrogéniont képez.

Amikor cianiddal találkozik, a hidrogén könnyen egyesül a cianidionnal (CN) és hidrogén-cianidot (HCN) képez, amely elpárolog. Ezért a kénsavat semlegesítéssel kell eltávolítani, és csak ezután, a cianidálás során képződhet az aranyból ion - dicianoaurát. Feltöltve ezek az ionok a péphez speciálisan hozzáadott aktív szénhez tapadnak. Mindezt szorpciónak nevezik, de a deszorpciós szakaszban a NaOH lúgos oldat szó szerint kiöblíti a szénből az aranytartalmú ionokat, amelyek az elektrolizátorba kerülnek.

Ott a dicianoaurát lebomlik, és végül tiszta arany rakódik le a katódra. A barna üledéket olvasztásra küldik, és ott halványsárga orrlyukú nehéz tömbökké alakul, amelyek partra hasonlítanak. De ez még mindig nem arany, hanem az úgynevezett Dore ötvözet, ahol körülbelül 90% arany, néhány százalék ezüst, valamint nikkel és réz is van. Ezek a fémek annyira szeretik egymást, és olyan könnyen oldódnak egymásban, hogy a 999 karátos aranyat csak finomítás során lehet elkülöníteni. De egy másik cég finomítással fog foglalkozni. A fő munkát a Polymetal aranybányászai és kohászai végezték.