Жер планетасынан алтын қалай шығарылады

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Барлаушы өзеннің жағасынан немесе түбінен бір-екі күрек топырақ алып, түбі ойыс науаға лақтырып тастайды, содан кейін ұзақ уақыт бойы судағы сазды, құм мен қиыршық тастарды шайып, мұқият қарап шығады. лайлы суспензияға - бірдеңе жарқырап кетпей ме? Сыйақы - науаның түбінде бірнеше сары құм түйіршіктері. Немесе кішкентай кесек, егер сәттілік болса …

Ал, енді алтын өндіру туралы тағы бір әңгіме айтамыз. Жоғарыда айтылғандарға еш қатысы жоқ әңгіме.

Қатаң айтқанда, таза алтын тек теорияда бар. Банк құймалары жасалатын 999,9 алтынның өзінде де, индекстен түсінуге болатындай, қоспалардың он мыңнан бір бөлігі бар. Бірақ мұндай алтын өнеркәсіп өнімі болып табылады. Табиғатта ұқсас нәрсені табу туралы ойлаудың қажеті жоқ.

Іздеушілер немесе механикаландырылған экскаваторлармен жуылған алтын құмы шын мәнінде тек шикізат, концентрат болып табылады, ол бірнеше рет балқиды және көптеген қоспалардан тазартылғанға дейін еріту-тұндыру (рафинирлеу) арқылы өтеді. Дегенмен, сары металл жартаста қалып қоятын бастапқы кен орындарының алтынына қарағанда, алтынмен жұмыс істеу оңайырақ - сирек тамырлар түрінде және көбінесе жай көзге көрінбейтін микроскопиялық бөлшектер түрінде, шын мәнінде., ұсақ дисперсті шаң.

Соңғы жағдайда науалар, шөгінділер және кез келген басқа құралдар пайдасыз - көмекке химияны шақыру керек.

Тұқымның төзімділігі

Классикалық әдіс – ұсақталған кенді натрий цианидінің сулы ерітіндісімен оттегінің қатысуымен өңдеу (цианидтеу). Алтын шын мәнінде кеннен жуылады: оның атомы ерітіндіде көміртегі мен азотпен бір ионға біріктіріледі. Содан кейін ерітіндіден алтын (бірқатар қоспалармен, ең алдымен күміспен бірге) тұнбаға түседі.

Бірақ ең қиын жағдай отқа төзімді кендер деп аталады. Олардың ішінде диаметрі бірнеше микрон болатын алтын шаң түйіршіктері пириттен (күкірт пен темір қосылыстары) немесе арсенопириттен (темір, күкірт, мышьяк) тұратын сульфидті қабықшалармен қоршалған. Мәселе мынада, сульфидті қабықтар суланбайды немесе сумен ерімейді, сондықтан отқа төзімді кенді тікелей цианидтеу дерлік ештеңе бермейді.

Бұл қабықты қандай да бір жолмен сындырып, одан қымбат шаңды алып тастау керек … Немесе сізге азап шегудің қажеті жоқ шығар - ескі жақсы науалар мен дредждер неге нашар? Қажетті! Бүкіл әлемде плассер кен орындары сарқылуға жақын, дүние жүзіндегі алтынның негізгі бөлігі қазірдің өзінде кендерден, соның ішінде отқа төзімді кендерден өндіріледі.

Алтын және мұз

Дәл осы тектес рудалар Ресейде алтын өндіру бойынша екінші орындағы «Полиметалл» ресейлік компаниясына тиесілі Albazino Resources тау-кен байыту комбинатының (ГОК) алаңында өндіріледі. Міне, жұқа тайгамен жабылған төбелердің шеті, үлкен Хабаровск өлкесінің дерлік адам тұрмайтын бұрышы.

1,2 мың жұмысшы тек вахталық әдіспен жұмыс істейтін кен өндірісінен жақын маңдағы елді мекенге дейін жүз шақырымнан астам жер бар. Жергілікті гидрометаллургиялық зауытта ГОК өнімдері өңделетін Амурск қаласы төрт жүз шақырымдай.

Амурскіден Альбазинаға дейінгі жолдың шамамен үштен екісі асфальтталмаған және үштен екісі тығыз тайга арқылы өтеді. Елді мекендер, жанар-жағармай құю бекеттері, жол бойындағы дәмхана және ұялы байланыссыз жүздеген шақырым.

Мұнда жүргізушінің серігі рация. Жол қозғалысына қатысушылар қажет болған жағдайда «көршілеріне» жолдағы жағдайға қатысты кейбір ақпаратты жеткізу, бір нәрсе туралы ескерту, көмек сұрау үшін бірдей жиілікті тыңдайды. Сіз сыртқы әлемге тек спутниктік телефон арқылы қол жеткізе аласыз, бірақ бұл бәріне бірдей қолжетімді сән-салтанат емес.

Шамамен 50 км қашықтықта Альбазинаға апаратын жолды Амурдың Тынық мұхитына құятынға дейінгі соңғы үлкен саласы, жылдам және толық ағып жатқан Амгун өзені жауып тастайды. Жазда паром, ал қыста мұз өткелдері бар. Қысқы уақытта өзеннен тек көліктер ғана емес, тіркемелері бар 42 тонна флотациялық концентрат (ГОК өнімдері бар) тиелген тракторлар да тыныш өтуі үшін өткелдің үстіне су құйып, қосымша мұз қабатын қатыру арқылы арнайы күшейтілген..

Ішектен алынған сыйлықтар

Жергілікті төбелер биік емес, бірақ олар планеталық масштабтағы процестің қатысушылары болып табылады. Америка мен Еуразия бірте-бірте бір-бірімен соқтығысып, Тынық мұхитының бүкіл периметрі бойынша үлкен сейсмикалық кернеуді тудырады.

Бұл периметр Тынық мұхиты от сақинасы деп аталады. Ресейдің Қиыр Шығысындағы құрлық қатпарлары да континенттік және мұхиттық плиталардың соқтығысуы нәтижесінде болды. Және, әрине, бұл бөліктерде жанартаулар атқылаған. Сұйық магмамен бірге олар алтынды тереңдіктен жер бетіне апарып, болашақ кен орындарын құрады.

Сондай-ақ Альбазино кеніші аймағында көне жанартаулық кальдераның (ішке қарай опырылған жанартау) іздері табылған.

Антисинклинорийдің тереңдігінде, «жас» төрттік шөгінділері (балшықтар, саздар) қабатының астында құмтастар сияқты шөгінді тау жыныстары бар - олар анағұрлым ежелгі таулардың үгілуі нәтижесінде пайда болған. Мұнда және мұнда шөгінді тау жыныстары төменнен жоғары қарай тар дамбалармен кесілген - магманың ішектерінен сығымдалған сыналар. Дәл осы бөгеттерден геологтар алтын денелерді табады.

Тонна және грамм

Жуырда ғана мыс кенішінен хабар жариялап, кеніш әдісімен өндірілген мыс рудасында небәрі 3 пайыз мыс барын айтқан болатынбыз. Бұл өте аз болып көрінді - өндірілген тастың тоннасына небәрі 30 кг бағалы металл! Albazino Resources компаниясында өндірілетін кенде орташа есеппен 0,0005% алтын бар, басқаша айтқанда - тоннасына 5 г.

Бұл шынымен де тиімді ме? Алтынның қазіргі әлемдік бағасы бойынша (бір троя унциясына шамамен 1600 доллар – 31,1 г) бұл әбден жеткілікті. Бірақ бұл әсерлі естіледі: стандартты банкалық алтын құймасында (шамамен 12 кг) әрқайсысының жүк көтерімділігі 90 тонна 27 толық рудалық автосамосвалдағыдай қымбат метал бар. Шындығында құйманы алу үшін тағы да жүк көліктері қажет болады: кенден алтынды жүз пайыз алудың өнеркәсіптік әдістері әлі жоқ.

90 тонналық самосвалдар карьерлерде – алтын ашық карьерде өндірілетін жерлерде пайдаланылады. Мұнда бірнеше мансап бар және олардың барлығы әйел есімдерімен аталады.

Бүгінгі күннің ең өнімдісі - Анфиса, Ольга карьері өңделіп, жабылған. Карьердің өмірі геологиялық барлаудан басталады, ол кернді бұрғылау әдістерімен, тау жыныстарынан цилиндрлік үлгіні бұрғылау кезінде және шламдардан, ұңғымадан алынған ұсақталған жыныстарды талдаудан басталады (бұл оңайырақ және арзанырақ әдіс). Геологтардың мәліметтері тау-кен жұмыстарын жоспарлау бөліміне жіберіледі, онда бағдарламалық қамтамасыз етудің көмегімен кен денесінің пайда болуының моделі құрастырылады және ең экономикалық тиімді кен өндіру схемасы жасалады. Содан кейін карьер құру жұмысы басталады.

Бірінші қадам - рудалық горизонттарды жауып тұрған топырақты алып тастау. Олай болса, әдістемелік тұрғыда күн сайын тау жынысының бір немесе басқа бөлігінде ұңғымалар бұрғыланады, олар жарылғыш заттармен толтырылады, ал шағын тексеруден кейін экскаваторлар мен автосамосвалдар жарылыс орнына кенді таңдап, оны тасуға апарады. жергілікті тау-кен байыту комбинаты.

Карьер төмен қарай дамиды, оның ақырын еңіс жақтары орталыққа қарай концентрлік кертпелермен түйіседі: горизонттардың арасында «сөрелер» - бермалар қалды. Олардың кейбіреулері тар және тек кеніштің құрылымдық беріктігіне қызмет етеді, басқалары технологияның көлік жолдары ретінде пайдаланылады. Карьер – римдік амфитеатр сияқты керемет – алдамшы болуы мүмкін беріктік әсерін береді. Сондықтан, тау жыныстарының азғантай қозғалысын бақылай алатын арнайы радар арқылы карьердің қабырғалары үнемі сканерленеді. Осылай тынышырақ.

Карьерлердің тереңдігі 200–300 м, бірақ көбінесе кен денесі тар ұзынша пішінді және одан да төменірек жалғасады. Теориялық тұрғыдан сіз тереңірек карьер жасай аласыз, бірақ бүйірлердің жұмсақ еңісіне төтеп беру үшін сізге үлкен диаметрлі тостағанды қазып, артық тасты толығымен қазып алу үшін көп уақыт пен күш жұмсауға тура келеді. Шығу? Жер асты қазбалары.

Тойота көлігінде жер астында

Ашық жолмен өндіру аяқталған Ольга карьерінің түбінде Albazino Resources жер асты патшалығына кіретін есіктердің бірі бар. Жыландай жолдың тереңдігіне бізді канадалық фирмалардың бірі шахталар арқылы саяхаттау үшін арнайы өзгерткен «өлтірмейтін» Toyota Land Cruiser 70 айдап келеді. Төменде кәдімгі шахтаның қызмет ету мерзімі көрсетілген: бұрғылау қондырғылары жарылғыш заттарды төсеу үшін саңылауларды бұрғылайды, тоқыма шөміш машиналары ұсақталған руданы шығарады, содан кейін оны арнайы шахталық самосвалдарға береді.

Егер кен денесін тереңдікке түсетін колонна түрі ретінде елестетсек, онда оның дамуы былай жүзеге асады. Біріншіден, көлбеу рампалар (сол серпентиндер) кен денесінің бүйірлеріндегі (бос жыныстағы) ашық карьердің түбінен өтеді. Содан кейін шығулар арасында (сонымен қатар кенді айналып өтетін) көлік дрейфтері немесе жай туннельдер жасалады. Ал енді олардан рудалы-орталарға асығады.

Оларға техника кіріп, «бағананың» тұтас сегментін тауға шығарылатын қиыршық тасқа айналдырады. Бірақ үлкен қазылған қуысты қалдыру қауіпті, сондықтан кеншілер келесі горизонтты өндіруге түспес бұрын, таңдалған рудадан қалған бос жерлер бетонмен құйылады. Оңтүстік Африкада төрт шақырым төмен түсетін Mponeng алтын кеніші бар.

Альбазинода тереңдіктердің тәртібі қарапайым: жүздеген метр, бірақ жер асты енуінің жалпы ұзындығы әсерлі. 2009 жылдан бері кеншілер 100 шақырымнан астам туннельдерден өтті.

Көбік тас

Кен карьерден алынса да, шахтада өндірілсе де, кен байыту фабрикасының жанында үйінділер (үйінділер) болып аяқталады. Кен қара, сұр, ақ дерлік, қоңыр түсті болуы мүмкін, бірақ оның үстінде алтынның белгілері көзбен байқалмайды және оны бос жыныстардан көру арқылы ажырату мүмкін емес. Дегенмен, айырмашылық тек түс емес.

Мұнда тоннасына орташа есеппен 5 г алтын бар, мұнда құрамында 2 г немесе одан төмен, тоннасына 3 кг-ға дейінгі кендер кездеседі. Шикізат беріктігі мен экстракциялану қабілетімен де ерекшеленеді. Жұмыста сапасы әртүрлі кендерді пайдалану үшін, бірақ өнім (флотациялық концентрат) өндіру үшін жоспарлы көрсеткіштер шегінде әртүрлі рудалар зарядталады, яғни белгілі бір пропорцияда араластырылады.

ГОК-та болып жатқан оқиғаның мәнін екі сөзбен жеткізуге болады: ұнтақтау және флотация. Шикізаттың максималды артық мөлшерін кесіп тастау және құрамында алтыны бар ұсақ бөлшектерді мүмкіндігінше алу үшін кенді, дәлірек айтсақ, суспензияны – су суспензиясын үлкен барабандарда беріктігі жоғары шарлардың қатысуымен ұнтақтайды. болат. Ұнтақтау өнімі ірі және ұсақ фракцияларды циклондауға (құйынды бөлу) жіберіледі.

Ең ұсақ шаң флотацияға, ірі дәндер қайта ұнтақтауға кетеді. Алтынды қоршап тұрған сульфидті пленкалар, жоғарыда айтылғандай, сумен суланбайды. Бұл алтынды химиялық қалпына келтіру мәселесі, бірақ негізінен физикалық процестерге негізделген байыту үшін кемшілік артықшылыққа айналады. Целлюлоза ауамен қаныққан, оған жоғары молекулалық спирттердің көбік түзетін қосылыстары қосылады.

Көпіршіктер сульфидті «капсулаларды» қоршап, жоғары қарай көтереді. Бағалы көбік шығарылады, әлі де флотациялық машинада тұрған кен қайта ұнтақтауға және қайтадан флотацияға кетеді. Бүкіл көп сатылы процестің нәтижесі флотациялық концентрат деп аталатын көбіктен сығылған қатты тұнба (торт) болып табылады. Соңғы кезең - барабанда кептіру, онда торт 6% стандартты ылғалдылыққа дейін жеткізіледі. Құрғақ концентрат 14 тонна шикізаты бар арнайы қаптарға тиеледі. Осы қаптардың үшеуін трактормен платформаға салып, Амурскіге, металлургтерге барады.

Бірнеше сандар. ГОК-қа жеткізілетін рудадан орташа есеппен 85–87,5% алтын алынады. Флотациялық концентраттың құрамында енді тоннасына 5 емес, 50 г бағалы метал бар. Осылайша, стандартты банк құймасында әрқайсысы 42 тонна жүк тиеген 6 тіркемеде тасымалданатын шикізаттың мөлшері шамамен бірдей алтын болады. Әсерлі!

Молекулалардың шытырман оқиғалары

Амур гидрометаллургиялық комбинаты ғана алтынды тұрақты қабықшадан қалай алып тастау керек деген сұраққа жауап береді. Мұнда, сондай-ақ Полиметаллға тиесілі кәсіпорында ресейлік алтын өндіруде автоклав деп аталатын технология алғаш рет қолданылды. Автоклав шын мәнінде пеш болып табылады: ұзын, көлденең болат цилиндр, іші қышқылға төзімді мембранамен және төсемімен жабылған - үш қабат ыстыққа төзімді және қышқылға төзімді кірпіш.

Автоклавқа қысыммен целлюлоза (флотациялық концентраттың ыстық сумен қоспасы) және таза оттегі беріледі, күкірттің тотығуының экзотермиялық реакциясы іске қосылады. Пириттер мен арсенопириттер ыдырап, қоспада бос алтын пайда болады. Төмендегі фотода ең әсерлі сәт: қоңыр катодты тұнба балқытылған ашық сары Доре қорытпасына айналады. Ыстық металл керамикалық қалыптарға (формаларға) құйылады.

Бірақ бұл бәрі емес: алда нағыз химиялық триллер бар. Буландырғыштан кейін (қоспаның температурасы мен қысымы күрт төмендейтін жерде) қоспаны бейтараптандыруға – реакция кезінде түзілген күкірт қышқылын жоюға жібереді. Цианидтеу алда (бұл мүмкін болады) және күкірт қышқылы ерітіндіде диссоциацияланған кезде оң сутегі ионын құрайды.

Цианидпен кездескенде сутегі цианид ионымен (CN) оңай қосылып, циан қышқылын (HCN) түзеді, ол буланып кетеді. Сондықтан күкірт қышқылын бейтараптандыру арқылы жою керек, содан кейін ғана цианидтеу кезінде алтын ион – дицианаурат түзе алады. Зарядталған бұл иондар целлюлозаға арнайы қосылған белсендірілген көмірге жабысады. Мұның бәрі сорбция деп аталады, бірақ десорбция сатысында NaOH сілті ерітіндісі электролизерге жіберілетін көмірден алтыны бар иондарды сөзбе-сөз жуып тастайды.

Онда дицианаврат ыдырайды және ақырында катодқа таза алтын түседі. Қоңыр шөгінді балқытуға жіберіледі және сол жерде ол жаға тәрізді ашық-сары түсті ауыр құймаларға айналады. Бірақ бұл әлі де алтын емес, Доре қорытпасы деп аталады, онда шамамен 90% алтын, бірнеше пайыз күміс, сонымен қатар никель мен мыс бар. Бұл металдар бір-бірін қатты жақсы көреді және бір-біріне оңай ериді, сондықтан 999 караттық алтынды тазарту кезінде ғана бөліп алуға болады. Бірақ өңдеумен басқа компания айналысады. Негізгі жұмысты «Полиметаллдың» алтын өндірушілері мен металлургтері атқарды.