Come viene pompato l'oro fuori dal pianeta

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Il cercatore raccoglie una o due pale di terra dalla sponda o dal fondo del fiume, la getta in un vassoio dal fondo concavo, e poi lava a lungo nell'acqua argilla, sabbia e sassi, scrutando intensamente nella sospensione fangosa - qualcosa non brillerà? La ricompensa sono alcuni granelli di sabbia gialli sul fondo del vassoio. O una piccola pepita, se sei fortunato…

Bene, ora racconteremo un'altra storia sull'estrazione dell'oro. Una storia che non ha quasi nulla a che vedere con quanto sopra.

A rigor di termini, l'oro puro esiste puramente in teoria. Anche nell'oro 999,9, da cui si ricavano i lingotti bancari, c'è, come si può capire dall'indice, un decimillesimo di impurità. Ma tale oro è un prodotto industriale. Non c'è bisogno di pensare di trovare qualcosa di simile in natura.

La sabbia dorata lavata da cercatori o draghe meccanizzate è in realtà solo una materia prima, un concentrato, che si scioglierà più di una volta e andrà incontro a dissoluzione-precipitazione (raffinazione) prima di essere ripulita da molte impurità. Eppure, è più facile lavorare con l'oro placer che con l'oro proveniente da depositi primari, dove il metallo giallo rimane incastonato nella roccia - raramente sotto forma di vene e spesso sotto forma di particelle microscopiche invisibili ad occhio nudo, infatti, polvere finemente dispersa.

In quest'ultimo caso, vassoi, draghe e qualsiasi altro strumento sono inutili: devi chiedere aiuto alla chimica.

Tenacia della razza

Il metodo classico è la lavorazione del minerale frantumato con una soluzione acquosa di cianuro di sodio in presenza di ossigeno (cianurazione). L'oro viene effettivamente lavato via dal minerale: il suo atomo si combina in soluzione in uno ione con carbonio e azoto. Quindi l'oro viene precipitato dalla soluzione (insieme a un numero di impurità, principalmente con argento).

Ma il caso più difficile sono i cosiddetti minerali refrattari. In essi, grani di polvere d'oro di diversi micron di diametro sono racchiusi in gusci di solfuro costituiti da pirite (composti di zolfo e ferro) o arsenopirite (ferro, zolfo, arsenico). Il problema è che i gusci di solfuro non vengono bagnati o dissolti dall'acqua, quindi la cianurazione diretta del minerale refrattario non darà quasi nulla.

È necessario in qualche modo rompere questo guscio e rimuovere da esso un prezioso granello di polvere … O forse non hai bisogno di soffrire - perché i buoni vecchi vassoi e draghe sono cattivi? Necessario! In tutto il mondo, i depositi di placer sono vicini all'esaurimento e la maggior parte dell'oro mondiale è già prodotta da minerali, compresi i minerali refrattari.

Oro e ghiaccio

Sono minerali di questo tipo che vengono estratti nel sito dell'Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), di proprietà della società russa Polymetal, la seconda più grande in Russia in termini di estrazione dell'oro. Ecco il bordo delle colline ricoperte da una sottile taiga, un angolo quasi disabitato dell'enorme territorio di Khabarovsk.

Ci sono più di cento chilometri dalla produzione del minerale, dove lavorano 1, 2 mila dipendenti esclusivamente a rotazione, all'insediamento più vicino. La città di Amursk, dove vengono lavorati i prodotti del governo coreano nell'impianto idrometallurgico locale, dista circa quattrocento chilometri.

La strada da Amursk ad Albazino è per circa due terzi non asfaltata e gli stessi due terzi attraversano la fitta taiga. Centinaia di chilometri senza insediamenti, distributori di benzina, caffè lungo la strada e comunicazioni cellulari.

Qui il compagno del conducente è un walkie-talkie. I partecipanti al traffico ascoltano la stessa frequenza per, se necessario, trasmettere ai "vicini" alcune informazioni sulla situazione sulla strada, per avvisare di qualcosa, per chiedere aiuto. Puoi comunicare con il mondo esterno solo da un telefono satellitare, ma questo non è un lusso accessibile a tutti.

A circa 50 km di distanza, la strada per Albazino è bloccata dal fiume Amgun, l'ultimo grande affluente dell'Amur prima di sfociare nell'Oceano Pacifico. In estate c'è un traghetto e in inverno c'è una traversata sul ghiaccio. L'attraversamento è particolarmente rafforzato versandovi acqua e congelando un ulteriore strato di ghiaccio, in modo che il fiume in inverno sia attraversato tranquillamente non solo da auto, ma anche da trattori carichi di 42 tonnellate di concentrato di flottazione (con prodotti GOK) con rimorchi.

Regali dalle viscere

Le colline locali non sono alte, ma partecipano al processo di scala planetaria. L'America e l'Eurasia si stanno gradualmente scontrando tra loro, creando un enorme stress sismico lungo l'intero perimetro dell'Oceano Pacifico.

Questo perimetro è chiamato l'Anello di Fuoco del Pacifico. Il ripiegamento della terra nell'Estremo Oriente russo è anche il risultato della collisione delle placche continentali e oceaniche. E, naturalmente, i vulcani eruttarono da queste parti. Insieme al magma liquido, trasportavano l'oro dalle profondità alla superficie, creando depositi futuri.

Tracce di un'antica caldera vulcanica (un vulcano collassato verso l'interno) sono state rinvenute anche nell'area mineraria dell'Albazino.

Nelle profondità dell'antisinclinorium, sotto lo strato di depositi quaternari "giovani" (argille, argille), ci sono rocce sedimentarie come arenarie - sorte a seguito dell'erosione di montagne più antiche. Qua e là, le rocce sedimentarie sono tagliate dal basso verso l'alto da strette dighe - cunei spremuti dalle viscere del magma. È in queste dighe che i geologi trovano corpi d'oro.

Tonnellate e grammi

Non molto tempo fa, abbiamo pubblicato un rapporto su una miniera di rame e abbiamo affermato che il minerale di rame estratto con il metodo della miniera contiene solo il 3% di rame. Sembrava che fosse molto poco: solo 30 kg di metallo prezioso per tonnellata di pietra estratta! Il minerale, che viene estratto ad Albazino Resources, contiene in media lo 0, 0005% di oro, in altre parole - 5 g per tonnellata.

È davvero conveniente? All'attuale prezzo mondiale dell'oro (circa $ 1.600 per oncia troy - 31,1 g), è abbastanza. Ma suona impressionante: c'è tanto metallo prezioso in un lingotto d'oro bancario standard (circa 12 kg) quanto in 27 camion con cassone ribaltabile da miniera con una capacità di carico di 90 tonnellate ciascuno. In realtà serviranno più camion per ottenere il lingotto: non esistono ancora metodi industriali per l'estrazione al cento per cento dell'oro dal minerale.

I dumper da 90 tonnellate vengono utilizzati nelle cave, dove l'oro viene estratto in una fossa a cielo aperto. Ci sono diverse carriere qui e tutte sono chiamate con nomi femminili.

La più produttiva per oggi è Anfisa, la cava di Olga è già stata lavorata e chiusa. La vita di una cava inizia con l'esplorazione geologica, che viene effettuata con i metodi del carotaggio, quando un campione cilindrico viene perforato dalla roccia, e per talea, quando viene analizzata la roccia frantumata estratta dal pozzo (questo è un metodo più semplice e metodo più economico). I dati dei geologi vengono inviati al dipartimento di pianificazione mineraria, dove, con l'aiuto del software, viene costruito un modello della presenza del giacimento minerario e viene creato lo schema di estrazione mineraria più fattibile dal punto di vista economico. Quindi inizia il lavoro di creazione di una cava.

Il primo passo è rimuovere il sovraccarico - il terreno che copre gli orizzonti del minerale. Bene, allora metodicamente, ogni giorno, in una o nell'altra sezione della roccia vengono perforati pozzi, che vengono riempiti con esplosivo, e dopo un piccolo controllo, escavatori e autocarri con cassone ribaltabile vengono al sito dell'esplosione per selezionare il minerale e portarlo al locale impianto di estrazione e lavorazione.

La cava si sviluppa verso il basso, i suoi fianchi dolcemente digradanti convergono verso il centro in cenge concentriche: tra gli orizzonti rimangono "scaffali" - terrapieni. Alcuni di loro sono stretti e servono solo per la forza strutturale della miniera, altri sono usati come vie di trasporto per la tecnologia. La cava - maestosa come un anfiteatro romano - dà un'impressione di solidità che può ingannare. Pertanto, i fianchi della cava sono costantemente scansionati da uno speciale radar in grado di tracciare i minimi movimenti degli ammassi rocciosi. È più calmo così.

Le cave sono profonde 200-300 m, ma il più delle volte il giacimento ha una forma oblunga stretta e continua anche più in basso. In teoria, puoi creare una cava più profonda, ma per resistere alla leggera pendenza dei lati, dovresti scavare una ciotola di enorme diametro e impiegare molto tempo ed energia per scavare completamente la roccia in eccesso. Uscita? Miniere sotterranee.

Metropolitana su una Toyota

In fondo alla fossa a cielo aperto di Olga, dove è stata completata l'estrazione a cielo aperto, si trova uno degli ingressi al regno sotterraneo di Albazino Resources. Nelle profondità della strada tortuosa siamo guidati dall'"indistruttibile" Toyota Land Cruiser 70, appositamente modificato da una delle aziende canadesi per viaggiare attraverso le miniere. Di seguito è la solita vita in miniera: le piattaforme di perforazione praticano i fori per la posa di esplosivi, le macchine tozze e tozze estraggono il minerale frantumato e quindi lo trasferiscono su speciali dumper da miniera.

Se immaginiamo un giacimento minerale come una sorta di colonna che va nelle profondità, il suo sviluppo si svolge come segue. Innanzitutto, rampe inclinate (quelle stesse serpentine) sfondano dal fondo della fossa aperta ai lati del giacimento (nella roccia di scarto). Quindi tra le uscite (aggirando anche il minerale) vengono realizzate derive di trasporto, o semplicemente gallerie. E ora da loro alla corsa dei minerali.

Il macchinario entra in loro e trasforma un intero segmento della "colonna" in pietrisco, che viene portato sulla montagna. Ma lasciare l'enorme cavità estratta è pericoloso, quindi prima che i minatori scendano per estrarre l'orizzonte successivo, i vuoti lasciati dal minerale selezionato vengono versati con cemento. In Sud Africa c'è la miniera d'oro di Mponeng, che scende di quattro chilometri.

Ad Albazino l'ordine delle profondità è più modesto: centinaia di metri, ma la lunghezza totale della penetrazione sotterranea è impressionante. Dal 2009, i minatori hanno superato oltre 100 km di gallerie.

Pietra di schiuma

Che sia prelevato da una cava o estratto in miniera, il minerale finisce in cumuli (mucchi) accanto all'impianto di lavorazione del minerale. Il minerale può essere nero, grigio, quasi bianco, brunastro, ma non si rilevano visivamente segni di oro ed è impossibile distinguerlo a vista dalle rocce di scarto. Tuttavia, il colore non è l'unica differenza.

Con una media di circa 5 g di oro per tonnellata, qui si trovano minerali con un grado da 2 g o meno a 3 kg per tonnellata. Le materie prime differiscono anche per resistenza ed estraibilità. Per utilizzare minerali di diversa qualità nel lavoro, ma per produrre prodotti (concentrato di flottazione) nell'ambito di indicatori pianificati, vengono addebitati diversi minerali, ovvero vengono miscelati in una certa proporzione.

L'essenza di ciò che sta accadendo al governo coreano può essere riassunta in due parole: macinazione e flottazione. Per tagliare il massimo in eccesso e togliere dalle materie prime quante più particelle d'oro possibili, il minerale, o meglio la sospensione liquame - acqua, viene macinato in enormi tamburi in presenza di palline di alta resistenza acciaio. Il prodotto di macinazione viene inviato al ciclone (separazione a vortice) delle frazioni grossolane e fini.

La polvere più fine va a flottazione, i grani grossolani a rimacinare. I film di solfuro che circondano l'oro, come già accennato, non sono bagnati con acqua. Questo è un problema per il recupero chimico dell'oro, ma per l'arricchimento, che si basa in gran parte su processi fisici, lo svantaggio diventa un vantaggio. La polpa è satura di aria, ad essa vengono aggiunti composti schiumogeni di alcoli ad alto peso molecolare.

Le bolle circondano le "capsule" di solfuro e le sollevano verso l'alto. La schiuma preziosa viene scaricata e il minerale, che è ancora nella macchina di flottazione, viene rimacinato e di nuovo sottoposto a flottazione. Il risultato dell'intero processo a più fasi è un fango solido (torta) spremuto fuori dalla schiuma, chiamato concentrato di flottazione. L'ultima fase è l'essiccazione in un tamburo, dove la torta viene portata a un contenuto di umidità standard del 6%. Il concentrato secco viene caricato in appositi sacchi contenenti 14 tonnellate di materia prima. Tre di queste borse vengono messe su una piattaforma con un trattore e vanno ad Amursk, dai metallurgisti.

Qualche numero. Dal minerale fornito al governo coreano viene recuperato in media l'85-87,5% dell'oro. Il concentrato di flottazione non contiene più 5, ma 50 g di metallo prezioso per tonnellata. Pertanto, un lingotto di banca standard contiene all'incirca la stessa quantità di oro delle materie prime trasportate su 6 rimorchi con un carico di 42 tonnellate ciascuno. Degno di nota!

Avventure molecolari

Solo l'Amur Hydrometallurgical Combine ci dà una risposta alla domanda su come, dopo tutto, rimuovere l'oro dal guscio persistente. Qui, in un'impresa anch'essa di proprietà di Polymetal, la cosiddetta tecnologia dell'autoclave è stata utilizzata per la prima volta nell'estrazione dell'oro in Russia. L'autoclave è in realtà un forno: un lungo cilindro orizzontale in acciaio, rivestito internamente da una membrana resistente agli acidi e rivestimento - tre strati di mattoni resistenti al calore e agli acidi.

Nell'autoclave vengono alimentate sotto pressione la polpa (miscela di concentrato di flottazione con acqua calda) e ossigeno puro e si innesca la reazione esotermica di ossidazione dello zolfo. Pirite e arsenopirite si disintegrano e nella miscela appare oro libero. Nella foto sotto c'è il momento più spettacolare: il precipitato catodico bruno viene fuso in una lega Doré giallo chiaro. Il metallo caldo viene colato in stampi di ceramica (stampi).

Ma non è tutto: ci aspetta un vero thriller chimico. Dopo l'evaporatore (dove la temperatura e la pressione della sospensione diminuiscono drasticamente), la miscela viene inviata per la neutralizzazione - rimozione dell'acido solforico formato durante la reazione. La cianurazione è in anticipo (che sarà finalmente possibile) e l'acido solforico, quando dissociato in soluzione, forma uno ione idrogeno positivo.

Quando incontra il cianuro, l'idrogeno si combina facilmente con lo ione cianuro (CN) per formare acido cianidrico (HCN), che evapora. Pertanto, l'acido solforico deve essere rimosso mediante neutralizzazione e solo allora, durante la cianurazione, l'oro può formare uno ione - dicianoaurato. Caricati, questi ioni si attaccano al carbone attivo aggiunto appositamente alla polpa. Tutto questo è chiamato assorbimento, ma nella fase di desorbimento, la soluzione alcalina di NaOH scarica letteralmente gli ioni contenenti oro dal carbone, che vengono inviati all'elettrolizzatore.

Lì il dicianoaurato si decompone e infine l'oro puro si deposita sul catodo. Il sedimento marrone viene inviato alla fusione e lì si trasforma in lingotti pesanti a narici di colore giallo chiaro, a forma di banca. Ma questo non è ancora oro, ma la cosiddetta lega Dore, dove c'è circa il 90% di oro, una piccola percentuale di argento e anche nichel e rame. Questi metalli si amano così tanto e si dissolvono l'uno nell'altro così facilmente che è possibile isolare l'oro a 999 carati solo durante la raffinazione. Ma un'altra società sarà impegnata nella raffinazione. I minatori d'oro e metallurgisti di Polymetal hanno svolto il lavoro principale.