איך זהב נשאב מכדור הארץ

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

המחפש שולף אתים אחד או שניים של אדמה מהגדה או מתחתית הנהר, זורק אותה למגש עם תחתית קעורה, ואז שוטף במשך זמן רב חימר, חול וחלוקי נחל במים, מציץ בריכוז. לתוך המתלה הבוצי - האם משהו לא יברח? הפרס הוא כמה גרגרי חול צהובים בתחתית המגש. או גוש קטן, אם יש לך מזל…

ובכן, עכשיו נספר עוד סיפור על כריית זהב. סיפור שכמעט ולא קשור לאמור לעיל.

באופן קפדני, זהב טהור קיים אך ורק בתיאוריה. גם בזהב 999.9, ממנו עשויים סורגים בנקים, יש, כפי שניתן להבין מהמדד, עשרת אלפים של זיהומים. אבל זהב כזה הוא מוצר תעשייתי. אין צורך לחשוב על מציאת משהו דומה באופיו.

חול זהב שנשטף על ידי חיפושים או מחפרות ממוכנות הוא למעשה רק חומר גלם, תרכיז, שיימס יותר מפעם אחת ויעבור פירוק-משקעים (זיקוק) לפני ניקוי זיהומים רבים. ועם זאת, קל יותר לעבוד עם זהב מניחים מאשר עם זהב ממרבצים ראשוניים, שם המתכת הצהובה נשארת טבועה בסלע - לעתים רחוקות בצורה של ורידים ולעתים קרובות בצורה של חלקיקים מיקרוסקופיים בלתי נראים לעין בלתי מזוינת, למעשה., אבק מפוזר דק.

במקרה האחרון, מגשים, מחפרות וכל כלי אחר הם חסרי תועלת - אתה צריך לקרוא לכימיה לעזרה.

עקשנות של הגזע

השיטה הקלאסית היא עיבוד של עפר כתוש עם תמיסה מימית של נתרן ציאניד בנוכחות חמצן (ציאנידציה). זהב נשטף למעשה מהעפרה: האטום שלו מתחבר בתמיסה ליון אחד עם פחמן וחנקן. ואז זהב מושקע מהתמיסה (יחד עם מספר זיהומים, בעיקר עם כסף).

אבל המקרה הקשה ביותר הוא מה שנקרא עפרות עקשן. בהם, גרגרי אבק זהב בקוטר של כמה מיקרונים סגורים בקליפות גופרית המורכבות מפיריט (תרכובות של גופרית וברזל) או ארסנופיריט (ברזל, גופרית, ארסן). הבעיה היא שקונכיות הגופרית אינן נרטבות או מומסות על ידי מים, ולכן ציאנידציה ישירה של עפרות עקשן לא תיתן כמעט דבר.

יש צורך איכשהו לשבור את הקליפה הזו ולהסיר ממנה כתם אבק יקר… או שאולי אין צורך לסבול - מדוע המגשים והמחפרות הישנים והטובים רעים? נחוץ! בכל העולם, מרבצי ה-placer קרובים להתרוקנות, ועיקר הזהב בעולם כבר מופק מעפרות, כולל עפרות עקשנות.

זהב וקרח

עפרות מסוג זה נכרות באתר של מפעל הכרייה והעיבוד Albazino Resources (GOK), בבעלות חברת Polymetal הרוסית - השנייה בגודלה ברוסיה מבחינת כריית זהב. הנה קצה הגבעות המכוסות בטייגה דקה, פינה כמעט בלתי מיושבת של טריטוריית חברובסק הענקית.

יש יותר ממאה קילומטרים מייצור העפרות, שבו עובדים 1, 2 אלף עובדים באופן בלעדי על בסיס סיבובי, עד ליישוב הקרוב. העיר אמורסק, שבה מעובדים מוצרי ה-GOK במפעל ההידרו-מטלורגי המקומי, היא כארבע מאות קילומטרים.

הדרך מאמורסק לאלבזינו היא כשני שליש לא סלולה ואותם שני שליש עוברים בטייגה הצפופה. מאות קילומטרים ללא ישובים, תחנות דלק, בתי קפה בצד הדרך ותקשורת סלולרית.

כאן בן לוויה של הנהג הוא מכשיר קשר. משתתפי התנועה מאזינים לאותה תדירות על מנת, במידת הצורך, להעביר ל"שכנים" מידע כלשהו הנוגע למצב בכביש, להתריע על משהו, לבקש עזרה.אתה יכול להגיע לעולם החיצון רק מטלפון לווייני, אבל זה לא מותרות במחיר סביר לכולם.

במרחק של כ-50 ק מ משם, הדרך לאלבזינו חסומה על ידי נהר אמגון המהיר והזורם במלואו, היובל הגדול האחרון של האמור לפני שהוא זורם לאוקיינוס השקט. בקיץ יש מעבורת, ובחורף יש מעבר קרח. המעבר מחוזק במיוחד על ידי שפיכת מים עליו והקפאת שכבת קרח נוספת, כך שהנהר בחורף נחצה ברוגע לא רק על ידי מכוניות, אלא גם על ידי טרקטורים עמוסים ב-42 טון תרכיז ציפה (עם מוצרי GOK) עם נגררים..

מתנות מהמעיים

גבעות מקומיות אינן גבוהות, אך הן משתתפות בתהליך של קנה מידה פלנטרי. אמריקה ואירוסיה מתנגשות זו בזו בהדרגה, ויוצרות מתח סיסמי עצום לאורך כל היקף האוקיינוס השקט.

היקף זה נקרא טבעת האש הפסיפית. קיפול הקרקע במזרח הרחוק הרוסי נבע גם מהתנגשות של לוחות יבשתיים ואוקיינוסים. וכמובן, הרי געש התפרצו באזורים אלה. יחד עם מאגמה נוזלית, הם נשאו זהב מהמעמקים אל פני השטח, ויצרו מרבצים עתידיים.

עקבות של קלדרה געשית עתיקה (הר געש שהתמוטט פנימה) נמצאו גם באזור מכרה אלבזינו.

במעמקי האנטי-סינקלינוריום, מתחת לשכבת המרבצים הרבעוניים ה"צעירים" (חרסיות, טיטות), מצויים סלעי משקע כמו אבני חול - הם נוצרו כתוצאה מבליה של הרים עתיקים יותר. פה ושם, סלעי משקע נחתכים מלמטה למעלה על ידי סכרים צרים - טריזים שנלחצים מבטן המאגמה. בדייקלים האלה מוצאים גיאולוגים גופי זהב.

טונות וגרם

לפני זמן לא רב פרסמנו דו"ח ממכרה נחושת ואמרנו שעפרת הנחושת שנכרה בשיטת המכרה מכילה רק 3% נחושת. נראה היה שזה מעט מאוד - רק 30 ק"ג מתכת יקרת ערך לטון אבן ממוקשת! העפרה, שנכרה ב-Albazino Resources, מכילה בממוצע 0,0005% של זהב, במילים אחרות - 5 גרם לטון.

האם זה באמת משתלם? במחיר הזהב העולמי הנוכחי (כ-1,600 דולר לאונקיה - 31.1 גרם), זה די. אבל זה נשמע מרשים: יש הרבה מתכת יקרה במט זהב בנקאי סטנדרטי (כ-12 ק ג) כמו ב-27 משאיות כרייה מלאות עם כושר נשיאה של 90 טון כל אחת. במציאות, יהיה צורך במשאיות נוספות כדי להשיג את המטיל: אין עדיין שיטות תעשייתיות להפקת מאה אחוז של זהב מעפרה.

משאיות המזבלה במשקל 90 טון משמשות במחצבות - בהן כורים זהב בבור פתוח. יש כאן כמה קריירות, וכולן נקראות בשמות נשיים.

הפרודוקטיבי ביותר להיום הוא אנפיסה, מחצבת אולגה כבר עובדה ונסגרה. חייה של מחצבה מתחילים בחקירה גיאולוגית, המתבצעת בשיטות של קידוח ליבה, כאשר דגימה גלילית נקדחת מתוך הסלע, ויחורים, כאשר מנתחים סלע כתוש המופק מהבאר (זהו קל יותר שיטה זולה יותר). נתוני הגיאולוגים נשלחים למחלקה לתכנון כרייה, שם בעזרת תוכנה נבנה מודל של התרחשות גופות העפר ויוצרים את תכנית כריית העפרות הישימה ביותר מבחינה כלכלית. ואז מתחילה העבודה של יצירת מחצבה.

השלב הראשון הוא להסיר את העומס - האדמה המכסה את אופקי העפר. ובכן, אז באופן שיטתי, מדי יום, קודחים בארות בקטע כזה או אחר של הסלע, שמתמלאות בחומרי נפץ, ולאחר בדיקה קטנה מגיעים למקום הפיצוץ מחפרים ומשאיות מזבלה כדי לבחור את העפרה ולקחת אותה למתחם. מפעל כרייה ועיבוד מקומי.

המחצבה מתפתחת כלפי מטה, דפנותיה המשתפלות במתינות מתכנסות למרכז במדפים קונצנטריים: בין האופקים נותרים "מדפים" - ברמזים. חלקם צרים ומשמשים רק לחוזק המבני של המכרה, אחרים משמשים כנתיבי תחבורה לטכנולוגיה.המחצבה - מלכותית כמו אמפיתיאטרון רומי - נותנת רושם של מוצקות שיכולה להטעות. לכן, דפנות המחצבה נסרקות ללא הרף על ידי מכ"ם מיוחד המסוגל לעקוב אחר התנועות הקלות ביותר של מסות סלע. ככה רגוע יותר.

עומק המחצבות מגיע ל-200-300 מ', אך לרוב לגוף העפר יש צורה מלבנית צרה והוא ממשיך אפילו נמוך יותר. תיאורטית, אפשר ליצור מחצבה עמוקה יותר, אבל כדי לעמוד בשיפוע העדין של הדפנות, תצטרכו לחפור קערה בקוטר עצום ולהשקיע זמן ואנרגיה רבים על חפירת עודפי סלע לחלוטין. יְצִיאָה? כרייה תת קרקעית.

מתחת לאדמה על טויוטה

בתחתית הבור הפתוח של אולגה, שבו הושלמה כריית הבור הפתוח, ישנה אחת הכניסות לממלכה התת-קרקעית Albazino Resources. אל מעמקי כביש הסרפנטין מונעים אותנו על ידי טויוטה לנד קרוזר 70 ה"בלתי ניתן להרוג", ששונה במיוחד על ידי אחת החברות הקנדיות לנסיעות דרך מכרות. להלן חיי המכרה הרגילים: אסדות קידוח קודחות חורים להנחת חומרי נפץ, מכונות דלי גוץ חסונות מוציאות את העפרה המרוסקת, ולאחר מכן מעבירות אותה למשאיות מיוחדות להשלכת מוקשים.

אם נדמיין גוף עפרה כמעין עמוד הנכנס למעמקים, אז הפיתוח שלו מתבצע באופן הבא. ראשית, רמפות נטויות (אותן סרפנטינות) פורצות מתחתית הבור הפתוח בצידי גוף העפרה (בסלע הפסולת). ואז בין היציאות (גם עוקפות את העפרה), נעשות סחיפות הובלה, או פשוט מנהרות. ועתה מהם אל הבלאגן-אורטים ממהרים.

מכונות נכנסות אליהם והופכות קטע שלם מה"עמוד" לאבן כתוש, שמוציאים אותה אל ההר. אבל היציאה מהחלל העצום הממוקש מסוכנת, אז לפני שהכורים יורדים לכרות את האופק הבא, החללים שנותרו מהעפרה שנבחרה נשפכים בבטון. בדרום אפריקה, יש את מכרה הזהב Mponeng, שיורד ארבעה קילומטרים.

באלבזינו סדר העומקים צנוע יותר: מאות מטרים, אבל האורך הכולל של החדירה התת-קרקעית מרשים. מאז 2009, כורים עברו מעל 100 ק מ של מנהרות.

אבן קצף

בין אם נלקחים ממחצבה או כורים במכרה, העפרה מסתיימת בערימות (ערימות) ליד המפעל לעיבוד העפרות. עפרה יכולה להיות שחורה, אפורה, כמעט לבנה, חומה, אך לא מזוהים עליה חזותית סימני זהב ואי אפשר להבחין בינה לבין פסולת סלע לפי מראה. עם זאת, הצבע הוא לא ההבדל היחיד.

עם ממוצע של כ-5 גרם זהב לטון, נמצאים כאן עפרות בדרגה של 2 גרם או פחות עד 3 ק ג לטון. חומרי גלם שונים גם בחוזק וביכולת מיצוי. כדי להשתמש בעפרות באיכות שונה בעבודה, אבל כדי לייצר מוצרים (תרכיז ציפה) במסגרת אינדיקטורים מתוכננים, גובים עפרות שונות, כלומר מערבבים אותם בפרופורציה מסוימת.

את המהות של המתרחש ב-GOK אפשר לסכם בשתי מילים: שחיקה וציפה. על מנת לחתוך את העודף המקסימלי ולהוציא מחומרי הגלם כמה שיותר חלקיקים זעירים המכילים זהב, הטחינה העפרה, או יותר נכון תרחיף המים, בתופים ענקיים בנוכחות כדורים בעלי חוזק גבוה. פְּלָדָה. תוצר הטחינה נשלח לציקלון (הפרדת מערבולת) של שברים גסים ועדינים.

האבק העדין ביותר הולך לציפה, גרגרים גסים לטחינה מחדש. סרטי סולפיד המקיפים את הזהב, כפי שכבר הוזכר, אינם נרטבים במים. מדובר בבעיה לשחזור כימי של זהב, אך עבור ההטבה, המבוססת ברובה על תהליכים פיזיקליים, החיסרון הופך ליתרון. העיסה רוויה באוויר, מוסיפים לה תרכובות מקציפות של אלכוהולים בעלי משקל מולקולרי גבוה.

הבועות מקיפות את "קפסולות" הגופרית ומרימות אותן כלפי מעלה. קצף יקר נפלט, והעפרה, שעדיין נמצאת במכונת ההצפה, עוברת לטחינה חוזרת ושוב לציפה.התוצאה של כל התהליך הרב-שלבי היא בוצה מוצקה (עוגה) שנסחטת מהקצף, הנקראת תרכיז ציפה. השלב האחרון הוא ייבוש בתוף, כאשר העוגה מובאת לתכולת לחות סטנדרטית של 6%. התרכיז היבש מועמס לשקיות מיוחדות המכילות 14 טון חומרי גלם. שלושה מהתיקים האלה מונחים על פלטפורמה עם טרקטור ונוסעים לאמורסק, למטלורגים.

כמה מספרים. מהעפרות שסופקו לממשלת המדינות, 85-87.5% מהזהב בממוצע מוחזר. תרכיז הציפה אינו מכיל עוד 5, אלא 50 גרם מתכת יקרת ערך לטון. לפיכך, מטיל בנקאי סטנדרטי מכיל בערך אותה כמות זהב כמו חומרי גלם המובלים על 6 נגררים עם מטען של 42 טון כל אחד. מרשימים!

הרפתקאות מולקולה

רק ה-Amur Hydrometallurgical Combine נותן לנו תשובה לשאלה איך, בכל זאת, להסיר את הזהב מהקליפה העיקשת. כאן, במפעל שבבעלות פולימטאל, נעשה לראשונה שימוש בטכנולוגיית האוטוקלאב כביכול בכריית זהב רוסית. החיטוי הוא למעשה כבשן: גליל פלדה ארוך ואופקי, מכוסה פנימית בקרום ובבטנה עמידים בחומצה - שלוש שכבות של לבנים עמידות בחום ועמידות חומצה.

עיסה (תערובת של תרכיז ציפה עם מים חמים) וחמצן טהור מוזנים לתוך החיטוי בלחץ, והתגובה האקזותרמית של חמצון הגופרית מופעלת. פיריטים וארסנופיריטים מתפוררים, וזהב חופשי מופיע בתערובת.בתמונה למטה הרגע המרהיב ביותר: משקע הקתודה החום מומס לסגסוגת דורה צהובה בהירה. את המתכת הלוהטת יוצקים לתבניות קרמיות (תבניות).

אבל זה לא הכל: יש מותחן כימי אמיתי לפנינו. לאחר המאייד (שם הטמפרטורה והלחץ של התרחיץ יורדים בחדות), התערובת נשלחת לניטרול - הסרה של החומצה הגופרית שנוצרת במהלך התגובה. הציאנידציה לפניה (מה שלבסוף יתאפשר), וחומצה גופרתית, כאשר מתפרקת בתמיסה, יוצרת יון מימן חיובי.

כאשר נפגש עם ציאניד, מימן מתחבר בקלות עם יון ציאניד (CN) ויוצר חומצה הידרוציאנית (HCN), אשר תתאדה. לכן יש להסיר חומצה גופרתית בניטרול, ורק אז, במהלך הציאנידציה, הזהב יכול ליצור יון - דיציאנואורט. היונים הללו, כשהם טעונים, נצמדים לפחם הפעיל שהוסף במיוחד לעיסה. כל זה נקרא ספיחה, אבל בשלב הספיחה, תמיסת האלקלי של NaOH ממש שוטפת מהפחם יונים המכילים זהב, שנשלחים אל האלקטרוליזר.

שם מתפרק dicyanoaurate ולבסוף מופקד זהב טהור על הקתודה. המשקע החום נשלח להתכה ושם הוא הופך למטילים כבדים נחיריים צהובים בהירים, בצורת גדות. אבל זה עדיין לא זהב, אלא מה שנקרא סגסוגת דור, שבה יש כ-90% זהב, כמה אחוזים כסף, וגם ניקל ונחושת. מתכות אלו כל כך אוהבות זו את זו ומתמוססות זו בזו בקלות רבה עד שניתן לבודד זהב 999 קראט רק במהלך הזיקוק. אבל חברה אחרת תעסוק בזיקוק. כורי הזהב והמטלורגים של Polymetal עשו את העבודה העיקרית.