СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ЗОЛОТА
Статья обновлена 31.08.2023 года.
Содержание:
- ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ЗОЛОТА В ПРИРОДЕ
- СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ДРАГОЦЕННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ПРИРОДЫ
- МЕТОДИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ОБЩЕЙ ВЫДАВАЕМОЙ МАССЫ
- ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛУЧЕНИИ БЛАГОРОДНОГО МЕТАЛЛА
- ДОБЫЧА ЗОЛОТА В ХОЛОДНОЕ ВРЕМЯ ГОДА
ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ЗОЛОТА В ПРИРОДЕ
Золото — один из редких и ценнейших элементов в природе. Согласно теории, процесс разрушения нейтронных звезд спровоцировал выброс в космические просторы пыли, содержащей тяжелые металлы (в том числе и золото). Это вещество продолжительное время скапливалось и концентрировалось, образуя массивные небесные тела: звезды, пояса астероидов, планеты, а так же их спутники. Элементы драгоценного металла, оседали в расплавленных телах планет . Так произошло и на Земле, потому большая часть золота (за счет своей значительной массы) сосредоточилась в земном ядре.
Золото в природе, которое в настоящее время встречается нам повсеместно, было доставлено на Землю во время поздней бомбардировки поверхности планеты астероидами.
В земной коре содержание золота относительно низкое, но встречаются участки сильно обогащенные драгоценным металлом, именуемые месторождением. Места скопления золотой руды располагаются преимущественно в районах развития гранитоидов (магматических пород гранитов, содержащих 20%-60% кварца), выходящих на поверхность в результате подземной геологической активности нашей планеты. Оказавшись ближе к внешним условиям, золотоносная руда становится весьма устойчивым элементом и легко накапливается в россыпях.
Однако микроскопическое золото, входящее в состав некоторых сульфидных соединений, согласно мнению некоторых ученых, способно мигрировать и накапливаться в зоне окисления, где образует химические соединения с гидроокислами железа и марганца.
На данный момент известны 15 золотосодержащих минералов в природе:
• электрум(сплав золота и 25-45% серебра)
• попресит (сплав золота с палладием)
• медистое золото
• бисмутоаурит (соединение золота и висмута)
• родистое золото
• иридистое золото
• платинистое золото
Остальные минералы представлены соединениями с теллуром:
• калаверит
• креннерит
• сильванит
• петцит
• мутманит
• монтбрейит
• нагиагит
• утенбогарит (сульфид золота и серебра, довольно редко встречается в природе)
Для золота характерна самородная форма. Но среди его других форм заслуживает внимания электрум (сплав золота и серебра), обладающий зеленоватым оттенком, легко разрушающийся при переносе водой.
Если при оценке рудных месторождений службами геологической разведки, содержание золота достигает определенного уровня, ему присваивают статус промышленного. В последствии принимается решение о его разработке.
Имеют место быть так же и вторичные месторождения золота — россыпи, наполняющиеся в результате разрушения рудных месторождений, а так же месторождения комплексных руд — где золото добывают в качестве попутного компонента.
Однако, стоит обратить внимание на то, что золото в растворенной (ионной) форме довольно широко распространено по всей планете. Существуют микроорганизмы (например Cupriavidus metallidurans), способные осаждать золото в металлической форме из растворов. Другие же, напротив, обладают возможностью растворить благородный металл. Золото, растворенное микроорганизмами, становится доступным для других видов живых организмов: растений, животных, птиц.
В организме среднестатистического взрослого человека содержится порядка 10мг драгоценного металла, около 5 мг сосредоточено в костях, около 1мг/литр находится в крови, а небольшое количество золота можно найти в волосах, коже и даже ногтях. Конечно нормальное содержание ионов золота не токсично для человека, а даже необходимо, поскольку участвует в нормализации иммунных процессов. Тогда как их недостаток может спровоцировать различные заболевания костной ткани, сердечно-сосудистой системы и печени.
Исходя из этого, посещение парикмахерской или салона красоты сопряжено с несколько большими финансовыми тратами, чем Вы себе могли бы предположить. Однако, смею Вас заверить, данные потери можно считать ничтожными, в силу незначительного содержания золота в Вашем теле. )
Но весь цикл растворений и осаждений золота с участием микроорганизмов играет очень важную роль в формировании запасов месторождений. Нередко, то самое самородное золото, находимое человеком, при изучении под электронным микроскопом, оказывается материалом имеющим бактериофомное происхождение.
СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ДРАГОЦЕННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ПРИРОДЫ
Жизнь человека с древних времен неразрывно связана с добычей золота. Уже в V тысячелетии до н. э., в эпоху неолита люди столкнулись с благородным металлом, в его самородном виде. А в III тысячелетии до н. э. в гробницах королей Египта и шумерской цивилизации первый раз обнаружили настоящие золотые украшения. Однако в те давние времена, человеческая цивилизация не обладала должными знаниями и умениями, которые позволили бы выделять драгоценный материал из химических соединений и сплавов. Потому в ход шло все легкодоступное самородное золото, что было найдено на поверхности. В результате самые наиболее легкодоступные месторождения давно исчерпаны. Исключением считаются лишь шахты в Северной Америке, но ежегодно количество запасов в них падает.
И тем не менее, одна из старых методик по-прежнему актуальна. В то время, когда в горной местности образуются сильные паводки, потоками ручьев смывающие элементы пород в реки. Старатели выходят на свой ручной промысел, промывая в лотках и тазиках речной песок. Данный метод является довольно трудозатратным, а эффективность напрямую зависит не только от знаний и умений, но в большей степени от богатства золотоносного прииска.
Сложность данного метода обусловлена не столько самой техникой промывки песка (поскольку частички золота, обладая большим весом, стремятся занять положение на дне лотка, в то время как песок, при должной аккуратности, смывается водой парой-тройкой умелых движений), сколько самой методикой обнаружения богатых драгоценным материалом рек. Немаловажным фактором считается поиск участка обладающего подходящим течением.
Использующие данный метод старатели устанавливают в реке или ручье шлюз, на дне — ковер с ячейками. В основание шлюза порционно помещают грунт. Поток воды уносит легкие фракции, песок и камни. Затем снимают ковер, образовавшийся на нем шлих перемещают в лоток и промывают до момента обнаружения драгоценного металла.
После чего операцию повторяют снова.
В наше время данный метод почти не применяется, в силу почти полного истощения запасов золота речных залежей.
Несколько иначе обстоят дела в сфере промышленной добычи драгоценного материала из недр. Используя современные средства геологической разведки залежей полезных ископаемых, крупные золотодобывающие предприятия стремятся свести к минимуму нежелательные финансовые потери, возникающие при поиске месторождений золота.
Проведение буро-взрыных работ, а так же применение подъемно-транспортных механизмов позволяют исключить не эффективный ручной труд. Это делает процесс отделения золотосодержащих пород от массива быстрым и качественным.
Промышленную золотодобычу классифицируют на два вида:
• Шахтная — проведение подземной горной выработки.
• Карьерная — проведение горной выработки под открытым небом.
Шахтная разработка месторождений полезных ископаемых подразумевает собой проведение работ без нарушения дневной целостности поверхности, посредством подземной горной выработки.
Данный вид деятельности можно разделить на 3 этапа:
• вскрытие
• подготовка
• очистка
Доступ с поверхности к месторождению открывают шахтные стволы, квершлаги и штольни. Так же необходимым условием является организация погрузочно-доставочных и вентиляционных выработок, для обеспечения максимально безопасной выемки полезных ископаемых.
Работа в шахтах — действительно опасный труд, который в большинстве стран регламентирован законами государств и правилами производственной безопасности. Для того чтобы добраться до породы, представляющей коммерческую ценность, специалистам необходимо проводить буро-взрывные работы. После чего сырье требуется доставить на поверхность и переработать в концентрат.
Шахтный копер — строение на поверхности, открывающее доступ к шахтному стволу, через который рабочие попадают на рабочее место и поднимаются обратно на поверхность. Сквозь ствол шахты прокладывают все возможные коммуникации, подают энергию, а так же производят доставку сырья и отходов выемки на поверхность.
Работники шахт хорошо представляют себе опасности, подстерегающие их при перемещении по шахтному стволу, потому твердо соблюдают правила техники безопасности, и несчастные случаи происходят не часто.
Перед началом бурения четко определяют глубину залегания драгоценных металлов, длину и ширину рудного тела, чтобы получить трехмерную проекцию. Далее в местах отмеченных на карте через определенные интервалы, особым буром, режущая кромка которого армирована специальными алмазами, неоднократно получают пробы (цилиндрический керн). После чего проводят тщательный осмотр и анализ проб, с целью наглядно определить количество содержания золота в породе. Если данные геологической разведки подтверждаются результатом анализа проб — бригады специалистов приступают к фазе бурения и валовой выемки руд, содержащих природный драгоценный металл, на поверхность.
При карьерном типе выработки производят проверку наличия залежей (горный инженер проводит замеры, отображая результаты на картах), планируют буровые работы (геологи проверяют наличие золотосодержащих руд), заряжают взрывчатые вещества (ямы для закладки взрывчатки бурят машинисты буровых установок), забивают скважины, монтируют взрывную сеть, затем производят взрыв, соблюдая технику безопасности (техника покидает карьер, электроэнергия на площадке отключается).
После чего производят выемку грунта экскаватором, самосвалы отвозят руду к дробилке, где в последствии сырье измельчается, и пройдя через линию ролл-прессов, подготавливается к транспортировке на золотоизвлекательную фабрику.
МЕТОДИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ОБЩЕЙ ВЫДАВАЕМОЙ МАССЫ
Золотоизвлекательная или обогатительная фабрика— это строго режимный объект. Данные предприятия предназначены для извлечения золота из тщательно измельченной руды. Здесь расположены отделения гидрометаллургии, флотации и гравитации, используемые для получения драгоценного металла из рудного сырья посредством проведения различных химических и физических процессов.
Сам процесс обогащения золотоносных руд (обработка минерального сырья с целью отделения коммерчески-ценных минералов от пустых пород) полностью зависит от их минерального состава, наличия химических примесей и степени их измельчения.
Гравитационная схема обогащения, заключает в себе процесс разделения ценной руды и пустой породы, посредством действия силы тяжести, в результате которого золотоносный минерал отделяется от сопутствующих элементов за счет элементарной разницы в массе.
Данный метод представляет собой технически усовершенствованный процесс, продвинутый аналог старого метода старателей (монтаж шлюза на реке или ручье с целью отделения в водном потоке легких фракций грунта от золотоносного шлиха, с последующим промыванием его в лотке).
Безусловно в современных осадочных машинах присутствует ряд модернизаций:
ковер с ячейками благоразумно заменили на решето и слой искусственной постели, представленной металлической дробью или гематитовой рудой.
Через решето машины на смесь пульсирующим потоком подается вода, под воздействием которой смесь передвигается по решету, сила тяжести делает свое дело — частицы оседают на постель, более тяжелые проваливаются сквозь нее. Благодаря сливному порогу, легкие фракции, находящиеся во взвешенном состоянии, покидают машину. Таким образом на выходе получаем золотоносный концентрат.
Флотационная схема обогащения представляет собой процесс всплывания частиц в жидкой среде. Под воздействием специальных химических реагентов, добавляемых к тонко измельченной общей массе руды, частицы золота теряют способность смачиваться. В последствии попадая в чан наполненный водой, с быстро вращающимся колесом оборудованным лопатками из стали, золото увлекается пузырьками воздуха и всплывает вверх, образовав золотую пену (эффект миксера). Такую пену снимают и обезвоживают, получив на выходе концентрат.
Обогащение методом кучного выщелачивания относительно простой химический процесс: Представьте себе огромное блюдце с обширными пологими краями и не большой площадью дна. По краям блюда равномерно раскладывают золотоносную руду, после чего поливают специальной смесью — раствором цианида, который протекая через руды, растворяет золото, попутно увлекая его за собой на дно. Если сделать аккуратный пропил в одном из краев блюда и придать основанию соответствующий наклон, полученная нами смесь начнет плавно стекать в заранее приготовленную нами емкость (или пруд-отстойник).
В отстойнике будем проводить осаждение металла, добавив в раствор цемент, сернистый натрий или обыкновенный активированный уголь.
Таким образом получаем на выходе готовый концентрат.
В дальнейшем концентрат может быть доставляется на Аффинажный завод для проведения процесса финальной очистки.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛУЧЕНИИ БЛАГОРОДНОГО МЕТАЛЛА
Согласно постановлению правительства Российской федерации от 24 октября 2015 года №1136, ограниченное число предприятий (11) на территории Российской федерации обладают правом осуществлять аффинаж драгоценных металлов.
Совокупность технологических процессов, направленных на глубокую очистку золота от примесей называют Аффинаж.
Аффинаж драгоценных металлов, как одна из областей деятельности химической промышленности, подразумевает собой использование большого количества реагентов, способных оказать негативное воздействие на состояние окружающей среды.
Такие, как:
• хлор
• азотная кислота
• органические реагенты и растворители
Но увеличение спроса на драгоценные металлы происходит каждый год.
Сегодня как в России так и за границей, на большинстве предприятий переработка сырья, содержащего драгоценные металлы, производится гидрометаллургическим способом.
Данный метод характеризуется высокой производительностью и высоким уровнем автоматизации производства, хорошими экологическими показателями.
В металлургии, при производстве меди, извлекают попутно золото и серебро. Эти драгоценные металлы в процессе выработки образуют концентрат (сплав Доре), являющийся побочным материалом в процессе производства катодной меди. Как правило, сплав Доре, в прямой зависимости от состава перерабатываемых шламов может содержать различное соотношение золота и серебра.
Если содержание серебра в сплаве превышает 15-20%, существует возможность перевести серебро в азотно-кислый раствор химическим способом.
Богатые золотом сплавы можно подвергнуть «вскрытию», растворив золото в «царской водке». Таким образом можно достичь более тонкого разделения золота и серебра, образовав два различных продукта. Раствора золота и твердого осадка, содержащего серебро. Затем переработать каждого отдельно.
Можно выделить золото из раствора, использовав такие восстановители, как: сульфит натрия, нитрит натрия, сульфат железа-II.
В дальнейшем, довести золото до высшей пробы возможно методом электрохимического аффинажа.
На тех предприятиях, что перерабатывают рудное золото — практически повсеместно реализуется технология использования цианида (хоть и несет в себе угрозу экологической безопасности, связанную с выбросом токсичных веществ в атмосферу и сбросом отработанных растворов), с последующим восстановлением золота цинковой пылью или сорбцией на активированном угле.
Эти процессы являются предварительными, и служат для концентрирования золота. Они обязательно предполагают последующее проведение Аффинажных процессов.
Для аффинажа золота из сплавов Доре, 80-90% содержанием золота, 7-11% серебра, и железа, меди, цинка — не редко используется хлорный метод Миллера, пришедший к нам из 19 века.
Суть метода в том, что при пропускании хлора в газообразной форме через расплав перерабатываемого сырья, все содержащиеся в нем элементы, кроме золота, перейдут в форму хлоридов. Золото начнет реагировать с хлором последним.
Таким образом хлориды сконцентрируются на поверхности расплава в виде шлака, затем отделяются от него. Из шлака получают серебро.
Метод Миллера ни в коем случае не следует применять в домашних условиях, поскольку в результате реакции образуются летучие токсичные хлориды металлов!!!
А золото полученное хлорным методом, при необходимости аффинируют электрохимическим путем до нужной стадии чистоты.
Дело в том, что метод электрохимического аффинажа дает наилучшие результаты лишь начиная с 900 пробы золота.
Из требующего очистки золота 900 пробы изготавливается анод, а катод делается из чистейшего золота 999,9 пробы. Электролитом должен быть раствор соляной кислоты и хлорного золота (золото предварительно растворенное в царской водке).
Пропуская электрический ток через данную систему, мы будем наблюдать растворение анода, изготовленного из золота 900 пробы и восстановление его на катоде, в качестве золота 999,9 пробы. А в форме осадка на дне емкости получим шлам, содержащий не нужные примеси.
Если состав работ рассмотреть подробнее, технология производства драгоценных металлов состоит из следующих этапов:
Опробование сырья
Поступающее на предприятие аффинажа концентрированное сырье приходит на стадию опробования:
• Производится проведение приемной плавки, целью которой является — получение однородного плава согласно химического состава (смешивание). Удаление примесей становится возможным посредством шлакообразования. Далее из сплава отбирают пробу контрольные лабораторные пробы. Получают слитки лигатурных сплавов, третичные шлаки, слитки-оплавки. Отбираются пробные слитки.
• Осуществляется головное опробование, относящееся к специфике отбора проб из состава сыпучих материалов. Результатом данных манипуляций является опробованный сыпучий материал, а так же результаты лабораторных и контрольных проб
Лигатурная плавка
Данную операцию проводят ради получения сплава пригодного для дальнейших операций аффинажа. В качестве сырья используют приемный концентрат, сплавляемый с оборотными продуктами предприятия, дозировка и состав которых варьируется, в зависимости от результатов полученных на стадии опробования сырья.
Естественно расплав металла производят в графитовых тиглях, с помощью индукционных печей.
Перед отливом анодов, в анодные изложницы предварительно выкладываются золотые пластины, требующиеся для осуществления крепежа анодов к контактам в электролитических ваннах.
Отлив гранулированного лигатурного золота осуществляется добавлением расплавленного металла в ванны наполненные водой.
Растворение лигатурного золота для получения электролита производится электрохимическим способом (растворение анода в растворе соляной кислоты под воздействием тока), либо растворением драгоценного металла в царской водке (результатом реакции является золотохлористоводородная кислота).
Сырьем для приготовления электролитов является гранулированное лигатурное золото, а так же оборотные продукты предприятия.
Электролитическое рафинирование
Процесс протекает под воздействием электрического тока, в среде электролита. Сопровождается растворением низкопробного анодного электрода, с последующим его восстановлением на катоде, в качестве чистого золота 999,9 пробы.
На дне ванны оседает шлам в виде побочного оборотного продукта, содержащего различные примеси, варианты которых варьируются в зависимости от изначального содержания металлов в приемном сырье.
Катодное золото промывают от электролита, удаляют остатки примесей и отправляют на плавку.
Гидрометаллургическое рафинирование
Данный процесс включает в себя растворение лигатурного золота, отстаивание раствора для осаждения и удаления, методом фильтрации, серебра.
Сульфидом натрия проводят осаждение золотого порошка в растворе. За тем следует отмывка золотого порошка, его просушка и расплав.
Готовая продукция
Катодное чистое золото высшей (999,9) пробы, а так же порошок золота, плавят и отливают в слитки и гранулы.
Для изготовления мерных слитков используются золотые гранулы, Готовая продукция проходит проверки, лабораторный анализ, и полностью соответствует государственным стандартам.
ДОБЫЧА ЗОЛОТА В ХОЛОДНОЕ ВРЕМЯ ГОДА
Зима, низкие температуры, промерзание почв, застывшая вода. Конечно все это значительно усложняет процесс добычи драгоценного металла из земных недр. Однако некоторые опытные старатели утверждают, что в летнее время порой тяжелее вести свой не легкий промысел.
Как только ударят морозы, и вода покроется крепким слоем льда.
Тщательно снаряженные, на охотничьих лыжах, эти люди снова пойдут по скалистым ручьям и горным рекам в поисках желанной добычи.
В условиях отсутствия занятости, или ведомые заманчивой перспективой своего коммерческого хобби, жители северных районов стремятся расширить свой «охотничий сезон» еще на три зимних месяца. Если знаете где искать, зимой добыть самородные кусочки значительно легче. Всем известно, что добывают и ищут драгоценный метал возле воды.
Добыча золота в холодное время для многих старателей обладает большей перспективой, при меньшем уровне трудозатрат. Вся суть в том, что в холодное время года уровень воды понижается, и желанный драгоценный металл можно с легкостью обнаружить на скальной поверхности. Летом же, находить золото в реке не сильно удобно, весь драгоценный металл прячется под водой, да и в песке его меньше чем в скальной породе.
Но следует знать, что когда реки не полностью замерзшие, проходить по ним все-таки не стоит. Всегда рекомендуется передвигаться вдоль скалы, однако близ скал ,как правило, находится и большая глубина.
Естественно, отправляясь в свой пеший поход, нужно вооружиться специальным инструментом для отбивания золота.
Когда занимаетесь поиском драгоценного металла, вы можете без труда определить перспективные районы для поисков.
Некоторые люди, не желая тратить время летнего периода на поиск драгоценных месторождений благородного металла, занимаются разведкой залежей и определением подходящих мест для будущей выработки.
Промышленная же добыча золота в холодное время года происходит следующим образом.
Шахтеры бурят промерзающий грунт перфораторами, затем укладывают взрывчатку.
После того как все настроено, из шахт удаляются люди, затем осуществляется взрыв.
Когда пыль осядет — приходит черед шахтных погрузчиков, чья задача доставлять разбитые куски горных пород в шахтный самосвал. Самосвал и перевозит руду к местам летней промывки.
Все дело в том, что грунт оттаивает лишь при плюсовой температуре. И только после этого его целесообразно погружать в линию промывки через шлюзовой промышленный прибор.
И так каждый день, пока длится зима — есть возможность проводить выемку грунта. Когда наступает лето, иногда шахты консервируются, и наступает черед промывки. Потом концентрат собирают в бочки и доставляют на аффинажные фабрики, где происходит дальнейшая очистка золотоносного сырья до состояния чистейшего золота 999 пробы.
Стоить заметить, что данный режим работ является подходящим для северных широт и зон вечной мерзлоты. Когда сезонные факторы не позволяют проводить полный цикл работ выемки и переработки золотоносного сырья.
Процесс намывки золота кустарным методом, с использованием шлюзов и лотков, в условиях отрицательных температур, без специальной подготовки и переоборудования прииска — вообще не представляется возможным. Причиной тому служит глубокое промерзание грунтов и отсутствие текучей воды в необходимых для производства количествах.
Конечно, теоретически возможно оборудовать самодельный прииск средствами сохранения тепла и обогрева, но данные манипуляции неизбежно потребуют дополнительных затрат труда, материалов и топливных компонентов. А так же, существует необходимость возведение дополнительных инженерных конструкций, что может негативно повлиять на процесс добычи драгоценного металла, в силу современных законодательных ограничений, существующих на территории Российской Федерации, на добычу, переработку и производство материалов, содержащих драгоценные компоненты.
С другой стороны, суровые погодные условия на территории северных широт и зон вечной мерзлоты — значительно затрудняют патрулирование местности, и осуществление контроля добычи полезных ископаемых, содержащих драгоценные компоненты.
Данным фактором благополучно пользуются не легальные старатели, осуществляя выработку золотоносных материалов, на свой страх и риск. Для многих людей данный промысел является единственным источником пропитания и дохода. По тому угроза наказания со стороны государственных органов переходит в разряд допустимых рисков, на фоне борьбы за выживание (схожая ситуация наблюдается в сфере не санкционированных выработках угольных шахт в на территории Монголии).
Промышленные предприятия же, обладающие необходимыми разрешениями на проведение различных видов горнодобывающей деятельности — организуют процесс выработки, исходя из метеорологических условий, наличия необходимых приборов компонентов технического обеспечения и факторов развития локальной (местной) инфраструктуры.
В любом случае, каждый процесс работ, проводимых в условиях неблагоприятной окружающей среды, подразумевает дополнительные затраты на обеспечение предприятий материальной базой. Экономическая выгода и эффективность данного процесса должна быть тщательно просчитана, исходя из данных полученных специалистами при оценке залежей полезных ископаемых.
P. S. Внимание! По вопросам сотрудничества, предложения, вопросы и связь с администрацией сайта www.zzzoloto.ru по электронной почте: zzzolotoru@gmail.com
Добавить комментарий