Làm thế nào vàng được bơm ra khỏi hành tinh

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Người thợ thăm dò xúc một hoặc hai xẻng đất trên bờ hoặc dưới đáy sông, ném vào khay có đáy lõm, lâu ngày rửa sạch đất sét, cát và sỏi trong nước, chăm chú quan sát. vào trạng thái huyền phù bùn - sẽ không có thứ gì đó tỏa sáng? Phần thưởng là một vài hạt cát màu vàng dưới đáy khay. Hoặc một hạt nhỏ, nếu bạn may mắn …

Chà, bây giờ chúng ta sẽ kể một câu chuyện khác về khai thác vàng. Một câu chuyện gần như không liên quan gì đến những điều trên.

Nói một cách chính xác, vàng nguyên chất hoàn toàn tồn tại trên lý thuyết. Ngay cả trong vàng 999,9, được làm từ thanh ngân hàng, như có thể hiểu từ chỉ số, có một phần mười nghìn tạp chất. Nhưng vàng như vậy là một sản phẩm công nghiệp. Không cần phải suy nghĩ về việc tìm kiếm thứ gì đó tương tự về bản chất.

Cát vàng được rửa bằng máy thăm dò hoặc máy nạo vét cơ giới thực chất chỉ là một nguyên liệu thô, một chất cô đặc, sẽ tan chảy nhiều lần và trải qua quá trình hòa tan-kết tủa (tinh chế) trước khi được loại bỏ nhiều tạp chất. Chưa hết, việc làm việc với vàng sa khoáng dễ dàng hơn so với vàng từ mỏ nguyên sinh, nơi kim loại màu vàng vẫn được nhúng trong đá - hiếm khi ở dạng vân và thường ở dạng các hạt cực nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường., bụi phân tán mịn.

Trong trường hợp thứ hai, khay, chất nạo vét và bất kỳ công cụ nào khác đều vô dụng - bạn cần phải gọi hóa học để được giúp đỡ.

Độ bền của giống

Phương pháp cổ điển là chế biến quặng nghiền bằng dung dịch nước của natri xyanua với sự có mặt của oxy (xyanua hóa). Vàng thực sự được rửa sạch khỏi quặng: nguyên tử của nó kết hợp trong dung dịch thành một ion với cacbon và nitơ. Sau đó, vàng được kết tủa từ dung dịch (cùng với một số tạp chất, chủ yếu là bạc).

Nhưng trường hợp khó nhất là cái gọi là quặng chịu lửa. Trong đó, các hạt bụi vàng có đường kính vài micromet được bao bọc trong lớp vỏ sunfua bao gồm pyrit (hợp chất của lưu huỳnh và sắt) hoặc arsenopyrit (sắt, lưu huỳnh, asen). Vấn đề là các lớp vỏ sunfua không bị nước làm ướt hoặc hòa tan, vì vậy quá trình xyan hóa trực tiếp quặng chịu lửa sẽ hầu như không mang lại kết quả gì.

Cần phải bằng cách nào đó phá vỡ lớp vỏ này và loại bỏ một hạt bụi quý giá từ nó … Hoặc có thể bạn không cần phải đau khổ - tại sao các khay và máy nạo vét cũ tốt lại xấu? Cần thiết! Trên khắp thế giới, các mỏ sa khoáng gần cạn kiệt, và phần lớn vàng trên thế giới đã được sản xuất từ quặng, bao gồm cả quặng chịu lửa.

Vàng và băng

Loại quặng này được khai thác tại địa điểm của Nhà máy Khai thác và Chế biến Tài nguyên Albazino (GOK), thuộc sở hữu của công ty Polymetal của Nga - công ty lớn thứ hai ở Nga về khai thác vàng. Đây là rìa của những ngọn đồi được bao phủ bởi rừng taiga mỏng, một góc gần như không có người ở của Lãnh thổ Khabarovsk khổng lồ.

Cách khu sản xuất quặng hơn một trăm km, nơi có 1, 2 nghìn nhân viên làm việc độc quyền theo hình thức luân phiên, đến nơi định cư gần nhất. Thành phố Amursk, nơi các sản phẩm của GOK được chế biến tại nhà máy luyện kim thủy lực địa phương, cách đó khoảng 400 km.

Con đường từ Amursk đến Albazino khoảng hai phần ba không trải nhựa và hai phần ba tương tự đi qua rừng taiga dày đặc. Hàng trăm km không có khu định cư, trạm xăng, quán cà phê ven đường và liên lạc di động.

Ở đây người bạn đồng hành của người lái xe là một chiếc máy bộ đàm. Người tham gia giao thông nghe cùng một tần số để, nếu cần, truyền cho “hàng xóm” một số thông tin liên quan đến tình hình trên đường, để cảnh báo điều gì đó, yêu cầu giúp đỡ. Bạn chỉ có thể đi ra thế giới bên ngoài từ điện thoại vệ tinh, nhưng đây không phải là một thứ xa xỉ hợp túi tiền của mọi người.

Cách đó khoảng 50 km, con đường đến Albazino bị chặn bởi sông Amgun chảy xiết và đầy ắp, phụ lưu lớn cuối cùng của sông Amur trước khi đổ ra Thái Bình Dương. Vào mùa hè có một chuyến phà, và vào mùa đông có một băng qua. Việc băng qua được tăng cường đặc biệt bằng cách đổ nước lên nó và đóng băng thêm một lớp băng, để con sông vào mùa đông được bình tĩnh vượt qua không chỉ bằng ô tô, mà còn bằng máy kéo tải 42 tấn chất cô đặc nổi (với sản phẩm GOK) với rơ moóc.

Quà ruột

Những ngọn đồi địa phương không cao, nhưng chúng là những người tham gia vào quá trình ở quy mô hành tinh. Châu Mỹ và Âu-Á đang dần dần va chạm với nhau, tạo ra một cơn địa chấn cực lớn dọc theo toàn bộ chu vi của Thái Bình Dương.

Chu vi này được gọi là Vành đai lửa Thái Bình Dương. Sự uốn nếp đất ở vùng Viễn Đông của Nga cũng là kết quả của sự va chạm của các mảng lục địa và đại dương. Và tất nhiên, núi lửa đã phun trào ở những phần này. Cùng với magma lỏng, chúng mang vàng từ sâu lên bề mặt, tạo ra các mỏ trong tương lai.

Dấu vết của một miệng núi lửa cổ đại (núi lửa đã sụp đổ vào trong) cũng được tìm thấy trong khu vực mỏ Albazino.

Ở độ sâu của antisynclinorium, dưới lớp trầm tích Đệ tứ "trẻ" (đất sét, đá mùn), có các đá trầm tích như cát kết - chúng hình thành do quá trình phong hóa của các núi cổ hơn. Ở đây và ở đó, đá trầm tích bị cắt từ dưới lên bởi các đê hẹp - hình nêm ép ra khỏi ruột mắc-ma. Chính trong những con đê này, các nhà địa chất đã tìm thấy những xác vàng.

Tấn và gam

Cách đây không lâu, chúng tôi đã công bố một báo cáo từ một mỏ đồng và cho biết quặng đồng được khai thác theo phương pháp mỏ chỉ chứa 3% đồng. Dường như điều này là rất ít - chỉ 30 kg kim loại có giá trị trên một tấn đá được khai thác! Quặng, được khai thác ở Albazino Resources, chứa trung bình 0, 0005% vàng, hay nói cách khác - 5 g mỗi tấn.

Nó có thực sự hiệu quả về chi phí? Theo giá vàng thế giới hiện tại (khoảng 1.600 USD / ounce - 31,1 g), nó là khá. Nhưng nghe có vẻ ấn tượng: có nhiều kim loại quý trong một thỏi vàng ngân hàng tiêu chuẩn (khoảng 12 kg) như trong 27 xe ben khai thác toàn quặng với sức chở 90 tấn mỗi xe. Trên thực tế, sẽ cần nhiều xe tải hơn để lấy thỏi: chưa có phương pháp công nghiệp nào để khai thác một trăm phần trăm vàng từ quặng.

Những chiếc xe ben trọng tải 90 tấn được sử dụng tại các mỏ đá - nơi khai thác vàng trong một hố lộ thiên. Có một số nghề nghiệp ở đây, và tất cả chúng đều được đặt theo tên nữ.

Người có năng suất cao nhất cho ngày hôm nay là Anfisa, mỏ đá Olga đã được làm việc và đóng cửa. Tuổi thọ của một mỏ đá bắt đầu từ việc thăm dò địa chất, được thực hiện bằng phương pháp khoan lõi, khi một mẫu hình trụ được khoan ra khỏi đá, và các vết cắt, khi đá nghiền khai thác từ giếng được phân tích (điều này dễ dàng hơn và phương pháp rẻ hơn). Dữ liệu của các nhà địa chất được gửi đến bộ phận quy hoạch khai thác, tại đây, với sự trợ giúp của phần mềm, một mô hình về sự xuất hiện của thân quặng sẽ được xây dựng và kế hoạch khai thác quặng khả thi nhất về mặt kinh tế được tạo ra. Sau đó, công việc tạo ra một mỏ đá bắt đầu.

Bước đầu tiên là loại bỏ lớp đất quá tải - lớp đất che phủ các chân trời của quặng. Vâng, sau đó một cách có phương pháp, hàng ngày, các giếng được khoan ở một hoặc một phần khác của đá, nơi chứa đầy thuốc nổ, và sau khi kiểm tra nhỏ, máy xúc và xe ben đến bãi nổ để chọn quặng và đưa nó đến nhà máy khai thác và chế biến tại địa phương.

Mỏ đá phát triển xuống phía dưới, các mặt dốc thoải của nó hội tụ về phía trung tâm thành các gờ đồng tâm: giữa các chân trời là các "thềm" - các gờ bên trái. Một số trong số chúng hẹp và chỉ phục vụ cho sức mạnh cấu trúc của mỏ, số khác được sử dụng làm đường vận chuyển cho công nghệ. Mỏ đá - hùng vĩ như một giảng đường La Mã - tạo ấn tượng về sự kiên cố có thể đánh lừa được. Do đó, các mặt của mỏ đá liên tục được quét bởi một loại radar đặc biệt có khả năng theo dõi những chuyển động nhỏ nhất của các khối đá. Nó bình tĩnh hơn theo cách này.

Các mỏ đá sâu 200–300 m, nhưng phần lớn thân quặng có dạng thuôn hẹp và tiếp tục thấp hơn nữa. Về mặt lý thuyết, bạn có thể tạo ra một mỏ đá sâu hơn, nhưng để chịu được độ dốc thoải của các bên, bạn sẽ phải đào một cái bát có đường kính khổng lồ và dành nhiều thời gian và sức lực để đào hết toàn bộ đá dư thừa. Lối ra? Khai thác hầm mỏ.

Ngầm trên xe Toyota

Dưới đáy của mỏ lộ thiên Olga, nơi đã hoàn thành khai thác mỏ lộ thiên, có một trong những lối vào vương quốc dưới lòng đất Albazino Resources. Vào sâu trong con đường ngoằn ngoèo, chúng tôi được lái bởi chiếc Toyota Land Cruiser 70 "không thể lái được", được sửa đổi đặc biệt bởi một trong những công ty của Canada để đi qua các công trình của tôi. Dưới đây là cuộc sống thông thường của mỏ: giàn khoan khoan lỗ đặt thuốc nổ, máy gầu xổm chắc nịch lấy quặng nghiền ra, sau đó chuyển đến xe ben chuyên dụng của mỏ.

Nếu chúng ta hình dung thân quặng như một dạng cột đi vào sâu, thì quá trình phát triển của nó được thực hiện như sau. Đầu tiên, các đường dốc nghiêng (giống những con rắn đó) xuyên qua từ đáy của hố lộ thiên ở hai bên thân quặng (trong đá thải). Sau đó, giữa các lối ra (cũng đi qua quặng), các đường dẫn vận chuyển, hoặc đơn giản là các đường hầm, được tạo ra. Và bây giờ từ họ đến những quả cầu quặng gấp rút.

Máy móc vào đó biến cả một đoạn "cột" thành đá dăm, đưa ra núi. Nhưng để lại cái hốc khổng lồ đã khai thác rất nguy hiểm, vì vậy trước khi những người thợ mỏ đi xuống để khai thác đường chân trời tiếp theo, những khoảng trống còn lại từ quặng đã chọn được đổ bê tông. Ở Nam Phi, có mỏ vàng Mponeng, cách đó bốn km.

Ở Albazino, thứ tự độ sâu khiêm tốn hơn: hàng trăm mét, nhưng tổng chiều dài của sự thâm nhập dưới lòng đất là rất ấn tượng. Kể từ năm 2009, các thợ mỏ đã đi qua hơn 100 km đường hầm.

Đá bọt

Cho dù được lấy từ mỏ đá hay khai thác trong mỏ, quặng kết thành đống (đống) bên cạnh nhà máy chế biến quặng. Quặng có thể có màu đen, xám, gần như trắng, hơi nâu, nhưng không có dấu hiệu vàng nào được phát hiện bằng mắt thường và không thể phân biệt nó với đá thải bằng mắt. Tuy nhiên, màu sắc không phải là điểm khác biệt duy nhất.

Với trung bình khoảng 5 g vàng / tấn, quặng có loại từ 2 g trở xuống đến 3 kg / tấn được tìm thấy ở đây. Nguyên liệu thô cũng khác nhau về độ bền và khả năng chiết xuất. Để sử dụng các loại quặng có chất lượng khác nhau trong công việc, nhưng để tạo ra sản phẩm (tinh tuyển nổi) trong khuôn khổ chỉ tiêu kế hoạch, các loại quặng khác nhau được tính phí, nghĩa là chúng được trộn theo một tỷ lệ nhất định.

Bản chất của những gì đang diễn ra tại GOK có thể được tóm gọn trong hai từ: nghiền nát và nổi. Để loại bỏ tối đa lượng dư thừa và lấy đi từ các nguyên liệu thô càng nhiều hạt nhỏ chứa vàng càng tốt, quặng, hay đúng hơn là bùn - huyền phù nước, được nghiền trong các thùng phuy lớn với sự hiện diện của các quả bóng có độ bền cao. Thép. Sản phẩm nghiền được đưa đi quay vòng (tách xoáy) các phần thô và mịn.

Bụi tốt nhất sẽ nổi lên, các hạt thô sẽ tái sinh. Các màng sunfua bao quanh vàng, như đã đề cập, không bị thấm ướt bằng nước. Đây là một vấn đề đối với việc thu hồi vàng về mặt hóa học, nhưng đối với việc thụ hưởng, vốn chủ yếu dựa vào các quá trình vật lý, thì nhược điểm lại trở thành lợi thế. Bột giấy được bão hòa với không khí, các hợp chất tạo bọt của rượu cao phân tử được thêm vào nó.

Các bong bóng bao quanh các "viên nang" sulfua và nâng chúng lên trên. Bọt có giá trị được thải ra ngoài, và quặng, vẫn còn trong máy tuyển nổi, sẽ quay lại và một lần nữa để tuyển nổi. Kết quả của toàn bộ quá trình nhiều giai đoạn là một cặn rắn (bánh) được ép ra khỏi bọt, được gọi là dịch cô đặc tuyển nổi. Công đoạn cuối cùng là sấy trong thùng phuy, tại đây bánh được đưa đến độ ẩm tiêu chuẩn 6%. Thức ăn tinh khô được đóng vào các bao đặc biệt chứa 14 tấn nguyên liệu. Ba trong số những chiếc túi này được đặt trên bệ bằng máy kéo và chuyển đến Amursk, đến tay các nhà luyện kim.

Một vài con số. Từ quặng cung cấp cho GOK, trung bình 85–87,5% vàng được thu hồi. Cô đặc tuyển nổi không còn chứa 5, mà là 50 g kim loại có giá trị trên một tấn. Như vậy, một thỏi ngân hàng tiêu chuẩn chứa lượng vàng xấp xỉ bằng nguyên liệu thô được vận chuyển trên 6 xe kéo với tải trọng mỗi xe là 42 tấn. Ấn tượng!

Molecule Adventures

Chỉ có Tổ hợp luyện kim thủy lực Amur mới cho chúng ta câu trả lời cho câu hỏi rốt cuộc làm thế nào để tách vàng ra khỏi lớp vỏ bền bỉ. Tại đây, tại một doanh nghiệp cũng thuộc sở hữu của Polymetal, cái gọi là công nghệ nồi hấp lần đầu tiên được sử dụng trong khai thác vàng của Nga. Nồi hấp thực chất là một cái lò: một hình trụ thép dài, nằm ngang, bên trong được bao phủ bởi một lớp màng chịu axit và lớp lót - ba lớp gạch chịu nhiệt và chịu axit.

Bột giấy (hỗn hợp cô đặc tuyển nổi với nước nóng) và oxy tinh khiết được đưa vào nồi hấp dưới áp suất, và phản ứng tỏa nhiệt của quá trình oxy hóa lưu huỳnh được kích hoạt. Pyrit và arsenopyrites tan rã, và vàng tự do xuất hiện trong hỗn hợp. Trong bức ảnh dưới đây là khoảnh khắc ngoạn mục nhất: kết tủa cathode màu nâu được nấu chảy thành hợp kim Doré màu vàng nhạt. Kim loại nóng được đổ vào khuôn gốm (khuôn).

Nhưng đó không phải là tất cả: vẫn còn một bộ phim kinh dị hóa học thực sự ở phía trước. Sau khi thiết bị bay hơi (nơi nhiệt độ và áp suất của bùn giảm mạnh), hỗn hợp được gửi đi để trung hòa - loại bỏ axit sulfuric được tạo thành trong phản ứng. Quá trình xyan hóa đang ở phía trước (điều này cuối cùng sẽ trở thành khả thi), và axit sulfuric, khi phân ly trong dung dịch, sẽ tạo thành một ion hydro dương.

Khi gặp xyanua, hydro dễ dàng kết hợp với ion xyanua (CN) để tạo thành axit hydrocyanic (HCN), axit này sẽ bay hơi. Vì vậy, axit sulfuric phải được loại bỏ bằng cách trung hòa, và chỉ khi đó, trong quá trình xyan hóa, vàng mới có thể tạo thành ion - dicyanoaurat. Được tích điện, các ion này dính vào than hoạt tính được thêm vào bột giấy đặc biệt. Tất cả điều này được gọi là quá trình hấp phụ, nhưng ở giai đoạn giải hấp, dung dịch kiềm NaOH thực sự đẩy các ion chứa vàng ra khỏi than, các ion này được đưa đến máy điện phân.

Ở đó dicyanoaurate bị phân hủy và cuối cùng vàng nguyên chất được lắng đọng trên cực âm. Trầm tích màu nâu được gửi đi để nấu chảy và ở đó nó biến thành những thỏi nặng có lỗ mũi màu vàng nhạt, có hình dạng giống như những chiếc ngân hàng. Nhưng đây vẫn không phải là vàng, mà là cái gọi là hợp kim Dore, trong đó có khoảng 90% vàng, một vài phần trăm bạc, và cả niken và đồng. Các kim loại này rất yêu nhau và hòa tan vào nhau dễ dàng đến mức có thể tách ra chỉ vàng 999 carat trong quá trình tinh luyện. Nhưng một công ty khác sẽ tham gia vào việc tinh chế. Những người khai thác vàng và những nhà luyện kim của Polymetal đã làm công việc chính.