Hoe goud van de planeet wordt gepompt

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

De goudzoeker schept een of twee schoppen aarde van de oever of van de bodem van de rivier, gooit het in een bak met een holle bodem en spoelt dan lange tijd klei, zand en kiezelstenen weg in het water, aandachtig turend in de modderige ophanging - zal er niet iets schijnen? De beloning is een paar gele zandkorrels helemaal onderaan de bak. Of een klein goudklompje, als je geluk hebt…

Welnu, nu zullen we een ander verhaal vertellen over goudwinning. Een verhaal dat bijna niets met bovenstaande te maken heeft.

Strikt genomen bestaat puur goud puur in theorie. Zelfs in 999,9 goud, waarvan bankbaren worden gemaakt, zit, zoals uit de index blijkt, een tienduizendste onzuiverheden. Maar dergelijk goud is een industrieel product. Het is niet nodig om na te denken over het vinden van iets soortgelijks in de natuur.

Goudzand dat wordt gewassen door goudzoekers of gemechaniseerde dreggen is eigenlijk slechts een grondstof, een concentraat, dat meer dan eens zal smelten en oplos-precipitatie (raffinage) zal ondergaan voordat het van vele onzuiverheden wordt gezuiverd. En toch is het gemakkelijker om met placer-goud te werken dan met goud uit primaire afzettingen, waar het gele metaal in het gesteente blijft zitten - zelden in de vorm van aderen en vaak in de vorm van microscopisch kleine deeltjes die onzichtbaar zijn voor het blote oog, in feite, fijn verspreid stof.

In het laatste geval zijn trays, dreggen en andere gereedschappen nutteloos - je moet de hulp inroepen van de chemie.

vasthoudendheid van het ras

De klassieke methode is de verwerking van gebroken erts met een waterige oplossing van natriumcyanide in aanwezigheid van zuurstof (cyanidatie). Goud wordt eigenlijk uit het erts gewassen: het atoom combineert in oplossing tot één ion met koolstof en stikstof. Vervolgens wordt uit de oplossing goud neergeslagen (samen met een aantal onzuiverheden, voornamelijk met zilver).

Maar het moeilijkste zijn de zogenaamde vuurvaste ertsen. Daarin zijn goudstofkorrels met een diameter van enkele microns ingesloten in sulfideschillen bestaande uit pyriet (verbindingen van zwavel en ijzer) of arsenopyriet (ijzer, zwavel, arseen). Het probleem is dat sulfideschillen niet worden bevochtigd of opgelost door water, dus directe cyanidatie van vuurvast erts zal bijna niets opleveren.

Het is noodzakelijk om deze schaal op de een of andere manier te breken en er een kostbaar stofje van te verwijderen … Of misschien hoef je niet te lijden - waarom zijn de goede oude trays en dreggen slecht? Nodig! Over de hele wereld zijn placer-afzettingen bijna uitgeput en het grootste deel van het goud in de wereld wordt al uit ertsen geproduceerd, inclusief vuurvaste ertsen.

Goud en ijs

Het zijn ertsen van dit type die worden gewonnen op de site van de Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), eigendom van het Russische bedrijf Polymetal - de op één na grootste in Rusland op het gebied van goudwinning. Hier is de rand van de heuvels bedekt met dunne taiga, een bijna onbewoonde hoek van het enorme Khabarovsk-gebied.

Er zijn meer dan honderd kilometer van de ertsproductie, waar 1. 2 duizend werknemers uitsluitend op rotatiebasis werken, naar de dichtstbijzijnde nederzetting. De stad Amoersk, waar de producten van de Koreaanse overheid worden verwerkt in de plaatselijke hydrometallurgische fabriek, is ongeveer vierhonderd kilometer.

De weg van Amursk naar Albazino is voor ongeveer tweederde onverhard en dezelfde tweederde gaat door de dichte taiga. Honderden kilometers zonder nederzettingen, benzinestations, cafés langs de weg en mobiele communicatie.

Hier is de metgezel van de chauffeur een portofoon. Verkeersdeelnemers luisteren naar dezelfde frequentie om, indien nodig, wat informatie over de situatie op de weg door te geven aan de "buren", om ergens voor te waarschuwen, om hulp te vragen. Alleen vanaf een satelliettelefoon kun je de buitenwereld bereiken, maar dit is niet voor iedereen een betaalbare luxe.

Ongeveer 50 km verderop wordt de weg naar Albazino geblokkeerd door de snelle en volstromende Amgun-rivier, de laatste grote zijrivier van de Amoer voordat deze uitmondt in de Stille Oceaan. In de zomer is er een veerboot en in de winter is er een ijsoversteek. De oversteek wordt speciaal versterkt door er water op te gieten en een extra laag ijs te bevriezen, zodat de rivier in de winter rustig wordt overgestoken, niet alleen door auto's, maar ook door tractoren beladen met 42 ton drijfconcentraat (met GOK-producten) met aanhangers.

Geschenken uit de darmen

Lokale heuvels zijn niet hoog, maar ze zijn deelnemers aan het proces van een planetaire schaal. Amerika en Eurazië komen geleidelijk met elkaar in botsing, waardoor een enorme seismische spanning ontstaat langs de hele omtrek van de Stille Oceaan.

Deze omtrek wordt de Pacific Ring of Fire genoemd. Landvouwing in het Russische Verre Oosten was ook het gevolg van de botsing van continentale en oceanische platen. En natuurlijk zijn er in deze delen vulkanen uitgebarsten. Samen met vloeibaar magma brachten ze goud uit de diepte naar de oppervlakte, waardoor toekomstige afzettingen ontstonden.

Sporen van een oude vulkanische caldera (een vulkaan die naar binnen stortte) werden ook gevonden in het mijngebied van Albazino.

In de diepten van het antisynclinorium, onder de laag van "jonge" quartaire afzettingen (klei, leem), bevinden zich afzettingsgesteenten zoals zandsteen - ze zijn ontstaan als gevolg van de verwering van meer oude bergen. Hier en daar worden sedimentaire gesteenten van onderaf uitgesneden door smalle dijken - wiggen die uit de ingewanden van magma worden geperst. In deze dijken vinden geologen gouden lichamen.

Ton en gram

Nog niet zo lang geleden publiceerden we een rapport van een kopermijn en zeiden dat het kopererts dat volgens de mijnmethode wordt gewonnen slechts 3% koper bevat. Het leek erop dat dit heel weinig is - slechts 30 kg waardevol metaal per ton gedolven steen! Het erts, dat wordt gewonnen in Albazino Resources, bevat gemiddeld 0, 0005% goud, met andere woorden - 5 g per ton.

Is het echt kosteneffectief? Tegen de huidige wereldprijs van goud (ongeveer $ 1.600 per troy ounce - 31,1 g), is het behoorlijk. Maar het klinkt indrukwekkend: er zit evenveel edelmetaal in een standaard goudbaar van een bank (ongeveer 12 kg) als in 27 dumptrucks voor volledige ertsmijnen met een draagvermogen van elk 90 ton. In werkelijkheid zijn er meer vrachtwagens nodig om de baar te krijgen: er zijn nog geen industriële methoden om honderd procent goud uit erts te winnen.

De dumptrucks van 90 ton worden gebruikt in steengroeven - waar goud wordt gewonnen in een open put. Er zijn hier verschillende carrières, en ze worden allemaal genoemd met vrouwelijke namen.

De meest productieve voor vandaag is Anfisa, de Olga-groeve is al uitgewerkt en gesloten. Het leven van een steengroeve begint met geologische exploratie, die wordt uitgevoerd door middel van kernboren, wanneer een cilindrisch monster uit de rots wordt geboord, en snijafval, wanneer steenslag die uit de put wordt gehaald, wordt geanalyseerd (dit is een gemakkelijker en goedkopere methode). De gegevens van de geologen worden naar de afdeling mijnbouwplanning gestuurd, waar met behulp van software een model van het voorkomen van het ertslichaam wordt gebouwd en het economisch meest haalbare plan voor de winning van erts wordt gecreëerd. Dan begint het werk van het maken van een steengroeve.

De eerste stap is het verwijderen van de deklaag - de grond die de ertshorizons bedekt. Nou, dan worden methodisch elke dag putten geboord in een of ander deel van de rots, die gevuld zijn met explosieven, en na een kleine controle komen graafmachines en dumptrucks naar de plaats van de explosie om het erts te selecteren en het naar de plaatselijke mijnbouw- en verwerkingsfabriek.

De steengroeve ontwikkelt zich naar beneden, de zacht glooiende zijden convergeren naar het midden in concentrische richels: tussen de horizonten, "planken" - bermen blijven over. Sommige zijn smal en dienen alleen voor de structurele sterkte van de mijn, andere worden gebruikt als transportroutes voor technologie. De steengroeve - majestueus als een Romeins amfitheater - geeft een indruk van stevigheid die bedrieglijk kan zijn. Daarom worden de zijkanten van de steengroeve constant gescand door een speciale radar die de kleinste bewegingen van rotsmassa's kan volgen. Het is rustiger op deze manier.

Steengroeven gaan 200-300 m diep, maar meestal heeft het ertslichaam een smalle langwerpige vorm en loopt het zelfs nog lager door. Theoretisch kun je een diepere steengroeve maken, maar om de zachte helling van de zijkanten te weerstaan, zou je een kom met een enorme diameter moeten graven en veel tijd en energie moeten besteden aan het volledig uitgraven van overtollig gesteente. Uitgang? Ondergrondse mijn.

Ondergronds op een Toyota

Op de bodem van de open mijn van Olga, waar de mijnbouw in open mijnen is voltooid, bevindt zich een van de ingangen van het ondergrondse koninkrijk Albazino Resources. In de diepten van de kronkelige weg worden we gedreven door de "onvernietigbare" Toyota Land Cruiser 70, speciaal aangepast door een van de Canadese firma's om door mijnen te reizen. Hieronder ziet u het normale leven in de mijn: booreilanden boren gaten voor het leggen van explosieven, gedrongen, gedrongen emmermachines halen het gemalen erts eruit en brengen het over naar speciale mijndumptrucks.

Als we ons een ertslichaam voorstellen als een soort kolom die de diepte in gaat, dan wordt de ontwikkeling ervan als volgt uitgevoerd. Ten eerste breken schuine hellingen (diezelfde serpentines) door vanaf de bodem van de open put aan de zijkanten van het ertslichaam (in het afvalgesteente). Vervolgens worden tussen de uitgangen (ook om het erts heen) transportdrifts, of gewoon tunnels, gemaakt. En nu van hen naar de ertsstormloop.

Machines komen erin en veranderen een heel segment van de "kolom" in steenslag, die naar de berg wordt gebracht. Maar het is gevaarlijk om de enorme uitgegraven holte te verlaten, dus voordat de mijnwerkers naar beneden gaan om de volgende horizon te ontginnen, worden de holtes die overblijven van het geselecteerde erts met beton gegoten. In Zuid-Afrika is er de Mponeng-goudmijn, die vier kilometer naar beneden gaat.

In Albazino is de volgorde van diepten bescheidener: honderden meters, maar de totale lengte van de ondergrondse penetratie is indrukwekkend. Sinds 2009 zijn mijnwerkers meer dan 100 km aan tunnels gepasseerd.

Schuimsteen

Of het nu uit een steengroeve wordt gehaald of in een mijn wordt gewonnen, het erts komt terecht op stapels (hopen) naast de ertsverwerkingsfabriek. Erts kan zwart, grijs, bijna wit, bruinachtig zijn, maar er zijn visueel geen tekenen van goud op te ontdekken en het is onmogelijk om het op zicht te onderscheiden van afvalgesteente. Kleur is echter niet het enige verschil.

Met gemiddeld zo'n 5 gram goud per ton vind je hier ertsen met een gehalte van 2 gram of minder tot 3 kilo per ton. Grondstoffen verschillen ook in sterkte en winbaarheid. Om ertsen van verschillende kwaliteit in het werk te gebruiken, maar om producten (flotatieconcentraat) te produceren in het kader van geplande indicatoren, worden verschillende ertsen in rekening gebracht, dat wil zeggen dat ze in een bepaalde verhouding worden gemengd.

De essentie van wat er bij de GOK gebeurt, kan in twee woorden worden samengevat: slijpen en drijven. Om de maximale overmaat af te snijden en zoveel mogelijk minuscule goudhoudende deeltjes uit de grondstoffen te halen, wordt het erts, of liever de suspensie - watersuspensie, gemalen in enorme trommels in aanwezigheid van ballen van hoge sterkte staal. Het maalproduct wordt gestuurd voor cyclonen (vortexscheiding) van grove en fijne fracties.

Het fijnste stof gaat naar flotatie, grove korrels om te malen. Sulfidefilms die goud omringen, worden, zoals reeds vermeld, niet bevochtigd met water. Dit is een probleem voor de chemische terugwinning van goud, maar voor verrijking, die grotendeels gebaseerd is op fysieke processen, wordt het nadeel een voordeel. De pulp is verzadigd met lucht, er worden schuimende verbindingen van alcoholen met een hoog molecuulgewicht aan toegevoegd.

De bellen omringen de sulfide-"capsules" en tillen ze omhoog. Waardevol schuim wordt afgevoerd en het erts, dat nog in de flotatiemachine zit, gaat voor hermalen en opnieuw voor flotatie. Het resultaat van het gehele meertrapsproces is een vast slib (cake) dat uit het schuim wordt geperst, flotatieconcentraat genoemd. De laatste fase is het drogen in een trommel, waar de cake op een standaard vochtgehalte van 6% wordt gebracht. Het droge concentraat wordt in speciale zakken geladen met daarin 14 ton grondstoffen. Drie van deze zakken worden met een tractor op een platform gezet en gaan naar Amoersk, naar de metaalbewerkers.

Een paar cijfers. Uit het erts dat aan de Koreaanse overheid wordt geleverd, wordt gemiddeld 85-87,5% goud teruggewonnen. Het flotatieconcentraat bevat niet langer 5, maar 50 gram waardevol metaal per ton. Zo bevat een standaard bankstaaf ongeveer dezelfde hoeveelheid goud als grondstoffen die op 6 trailers met elk een lading van 42 ton worden vervoerd. Indrukwekkend!

Molecuul Avonturen

Alleen de Amur Hydrometallurgical Combine geeft ons een antwoord op de vraag hoe we immers het goud uit de hardnekkige schil kunnen verwijderen. Hier, bij een onderneming die ook eigendom is van Polymetal, werd de zogenaamde autoclaaftechnologie voor het eerst gebruikt in de Russische goudwinning. De autoclaaf is eigenlijk een oven: een lange, horizontale stalen cilinder, inwendig bedekt met een zuurbestendig membraan en voering - drie lagen hittebestendige en zuurbestendige bakstenen.

Pulp (een mengsel van flotatieconcentraat met heet water) en zuivere zuurstof worden onder druk in de autoclaaf gevoerd en de exotherme reactie van zwaveloxidatie wordt geactiveerd. Pyrieten en arsenopyriet vallen uiteen en er verschijnt vrij goud in het mengsel. Op onderstaande foto is het meest spectaculaire moment te zien: het bruine kathodeprecipitaat wordt gesmolten tot een lichtgele Doré-legering. Het hete metaal wordt in keramische mallen (mallen) gegoten.

Maar dat is niet alles: er staat een heuse chemische thriller in het verschiet. Na de verdamper (waar de temperatuur en druk van de slurry sterk dalen), wordt het mengsel gestuurd voor neutralisatie - verwijdering van het tijdens de reactie gevormde zwavelzuur. Cyanidatie staat voorop (wat eindelijk mogelijk zal worden), en zwavelzuur vormt, wanneer het in oplossing wordt gedissocieerd, een positief waterstofion.

Wanneer waterstof in aanraking komt met cyanide, combineert waterstof gemakkelijk met cyanide-ion (CN) om blauwzuur (HCN) te vormen, dat zal verdampen. Daarom moet zwavelzuur worden verwijderd door neutralisatie, en alleen dan, tijdens cyanidatie, kan goud een ion-dicyaanauraat vormen. Geladen, deze ionen kleven aan de actieve kool die speciaal aan de pulp is toegevoegd. Dit alles wordt sorptie genoemd, maar in de desorptiefase spoelt de NaOH-alkali-oplossing letterlijk goudbevattende ionen uit de steenkool, die naar de elektrolyseur worden gestuurd.

Daar ontleedt dicyanoauraat en tenslotte wordt puur goud op de kathode afgezet. Het bruine sediment wordt afgevoerd om te smelten en daar verandert het in lichtgele neusgat-zware blokken, in de vorm van bankblokken. Maar dit is nog steeds geen goud, maar de zogenaamde Dore-legering, waar ongeveer 90% goud, een paar procent zilver, en ook nikkel en koper zit. Deze metalen houden zoveel van elkaar en lossen zo gemakkelijk in elkaar op dat het alleen mogelijk is om 999-karaats goud te isoleren tijdens het raffineren. Maar een ander bedrijf zal zich bezighouden met raffinage. De goudzoekers en metallurgen van Polymetal hebben het belangrijkste werk gedaan.