Wie Gold aus dem Planeten gepumpt wird

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Der Goldsucher schöpft eine oder zwei Schaufeln Erde vom Ufer oder vom Grund des Flusses, wirft sie in eine Wanne mit konkavem Boden und wäscht dann lange Zeit Lehm, Sand und Kieselsteine im Wasser weg, wobei er aufmerksam späht in die matschige Aufhängung - glänzt da nicht was? Die Belohnung sind ein paar gelbe Sandkörner ganz unten auf dem Tablett. Oder ein kleines Nugget, wenn Sie Glück haben …

Nun, jetzt werden wir eine andere Geschichte über den Goldabbau erzählen. Eine Geschichte, die mit dem oben Gesagten fast nichts zu tun hat.

Genau genommen existiert reines Gold rein theoretisch. Selbst in 999,9 Gold, aus dem Bankbarren hergestellt werden, gibt es, wie dem Index zu entnehmen ist, ein Zehntausendstel Verunreinigungen. Aber solches Gold ist ein Industrieprodukt. Sie müssen nicht daran denken, etwas Ähnliches in der Natur zu finden.

Goldsand, der von Prospektoren oder mechanisierten Baggern gewaschen wird, ist eigentlich nur ein Rohstoff, ein Konzentrat, das mehr als einmal schmilzt und einer Auflösungsfällung (Raffinierung) unterzogen wird, bevor es von vielen Verunreinigungen befreit wird. Und doch ist es einfacher mit Seifengold zu arbeiten als mit Gold aus Primärlagerstätten, wo das gelbe Metall im Gestein eingebettet bleibt - selten in Form von Adern und oft sogar in Form von mikroskopisch kleinen Partikeln, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, fein verteilter Staub.

Im letzteren Fall sind Tabletts, Bagger und andere Werkzeuge nutzlos - Sie müssen die Chemie um Hilfe bitten.

Zähigkeit der Rasse

Die klassische Methode ist die Verarbeitung von gebrochenem Erz mit einer wässrigen Lösung von Natriumcyanid in Gegenwart von Sauerstoff (Zyanidierung). Tatsächlich wird Gold aus dem Erz ausgewaschen: Sein Atom verbindet sich in Lösung mit Kohlenstoff und Stickstoff zu einem Ion. Anschließend wird Gold aus der Lösung ausgefällt (zusammen mit einer Reihe von Verunreinigungen, vor allem mit Silber).

Der schwierigste Fall sind jedoch die sogenannten feuerfesten Erze. In ihnen sind Goldstaubkörner von mehreren Mikrometern Durchmesser in Sulfidhüllen aus Pyrit (Schwefel-Eisen-Verbindungen) oder Arsenopyrit (Eisen, Schwefel, Arsen) eingeschlossen. Das Problem besteht darin, dass Sulfidhüllen nicht von Wasser benetzt oder aufgelöst werden, sodass eine direkte Zyanisierung von feuerfestem Erz fast nichts ergibt.

Es ist notwendig, diese Schale irgendwie zu zerbrechen und ein kostbares Staubkorn davon zu entfernen … Oder vielleicht müssen Sie nicht leiden - warum sind die guten alten Schalen und Bagger schlecht? Notwendig! Überall auf der Welt stehen Seifenvorkommen kurz vor der Erschöpfung, und der Großteil des weltweiten Goldes wird bereits aus Erzen, einschließlich feuerfester Erze, gefördert.

Gold und Eis

Es sind Erze dieser Art, die auf dem Gelände der Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK) abgebaut werden, die dem russischen Unternehmen Polymetal gehört – dem zweitgrößten in Russland in Bezug auf Goldabbau. Hier ist der Rand der mit dünner Taiga bedeckten Hügel, eine fast unbewohnte Ecke des riesigen Chabarowsk-Territoriums.

Von der Erzförderung, in der 12.000 Mitarbeiter ausschließlich im Rotationsprinzip arbeiten, sind es mehr als hundert Kilometer bis zur nächsten Siedlung. Die Stadt Amursk, in der die Produkte der GOK im dortigen hydrometallurgischen Werk verarbeitet werden, ist etwa vierhundert Kilometer entfernt.

Die Straße von Amursk nach Albazino ist zu etwa zwei Dritteln unbefestigt und die gleichen zwei Drittel führen durch die dichte Taiga. Hunderte von Kilometern ohne Siedlungen, Tankstellen, Straßencafés und Mobilfunk.

Der Begleiter des Fahrers ist hier ein Walkie-Talkie. Verkehrsteilnehmer hören die gleiche Frequenz, um den „Nachbarn“gegebenenfalls Informationen über die Verkehrssituation zu übermitteln, vor etwas zu warnen, um Hilfe zu bitten. Sie erreichen die Außenwelt nur über ein Satellitentelefon, aber das ist kein erschwinglicher Luxus für jedermann.

Etwa 50 km entfernt wird die Straße nach Albazino vom schnellen und voll fließenden Amgun River, dem letzten großen Nebenfluss des Amur vor seiner Mündung in den Pazifischen Ozean, blockiert. Im Sommer gibt es eine Fähre und im Winter eine Eisüberquerung. Die Überquerung wird durch Gießen von Wasser und Einfrieren einer zusätzlichen Eisschicht speziell verstärkt, sodass der Fluss im Winter nicht nur von Autos, sondern auch von Traktoren, die mit 42 Tonnen Flotationskonzentrat (mit GOK-Produkten) beladen sind, mit Anhängern ruhig überquert wird.

Geschenke aus dem Darm

Lokale Hügel sind nicht hoch, aber sie sind Teilnehmer am Prozess einer planetarischen Skala. Amerika und Eurasien kollidieren allmählich miteinander, was entlang des gesamten Umfangs des Pazifischen Ozeans eine enorme seismische Belastung erzeugt.

Dieser Umkreis wird Pazifischer Feuerring genannt. Die Landfaltung im russischen Fernen Osten resultierte auch aus der Kollision von kontinentalen und ozeanischen Platten. Und natürlich brachen in diesen Teilen Vulkane aus. Zusammen mit flüssigem Magma trugen sie Gold aus der Tiefe an die Oberfläche und schufen so zukünftige Lagerstätten.

Spuren einer alten vulkanischen Caldera (ein Vulkan, der nach innen einstürzte) wurden auch im Albazino-Minengebiet gefunden.

In den Tiefen des Antisynklinoriums, unter der Schicht "junger" quartärer Ablagerungen (Tone, Lehm), befinden sich Sedimentgesteine wie Sandsteine - sie sind durch die Verwitterung älterer Gebirge entstanden. Hier und da werden Sedimentgesteine von unten nach oben durch schmale Gänge durchtrennt – Keile, die aus dem Magmadarm herausgepresst werden. In diesen Deichen finden Geologen Goldkörper.

Tonnen und Gramm

Vor nicht allzu langer Zeit haben wir einen Bericht aus einer Kupfermine veröffentlicht und gesagt, dass das nach der Minenmethode geförderte Kupfererz nur 3% Kupfer enthält. Es schien, dass dies sehr wenig ist - nur 30 kg wertvolles Metall pro Tonne abgebauten Steins! Das Erz, das in Albazino Resources abgebaut wird, enthält im Durchschnitt 0, 0005 % Gold, also 5 g pro Tonne.

Ist es wirklich kostengünstig? Beim aktuellen Weltgoldpreis (ca. 1.600 Dollar pro Feinunze – 31,1 g) ist es durchaus. Aber es klingt beeindruckend: In einem Standard-Bankgoldbarren (ca. 12 kg) steckt so viel Edelmetall wie in 27 Muldenkippern für den Vollerzbergbau mit einer Tragfähigkeit von jeweils 90 Tonnen. In Wirklichkeit werden mehr Lastwagen benötigt, um den Barren zu holen: Es gibt noch keine industriellen Methoden, um Gold aus Erzen hundertprozentig zu gewinnen.

Die 90 Tonnen schweren Muldenkipper kommen in Steinbrüchen zum Einsatz – wo Gold im Tagebau abgebaut wird. Hier gibt es mehrere Berufe, die alle mit weiblichen Namen benannt sind.

Der produktivste für heute ist Anfisa, der Olga-Steinbruch ist bereits aufgearbeitet und geschlossen. Das Leben eines Steinbruchs beginnt mit der geologischen Erkundung, die mit den Methoden des Kernbohrens durchgeführt wird, wenn eine zylindrische Probe aus dem Gestein gebohrt wird, und Bohrklein, wenn der aus dem Bohrloch gewonnene Schotter analysiert wird (dies ist eine einfachere und billigere Methode). Die Daten der Geologen werden an die Bergbauplanung übermittelt, wo mit Hilfe einer Software ein Modell des Erzkörpervorkommens erstellt und das wirtschaftlich sinnvollste Erzabbaukonzept erstellt wird. Dann beginnt die Arbeit zur Schaffung eines Steinbruchs.

Der erste Schritt besteht darin, den Abraum zu entfernen – den Boden, der die Erzhorizonte bedeckt. Nun, dann werden methodisch jeden Tag in den einen oder anderen Abschnitt des Gesteins Brunnen gebohrt, die mit Sprengstoff gefüllt sind, und nach einer kleinen Kontrolle kommen Bagger und Muldenkipper an die Sprengstelle, um das Erz auszuwählen und zum lokale Bergbau- und Verarbeitungsanlage.

Der Steinbruch entwickelt sich nach unten, seine sanft abfallenden Seiten laufen in konzentrischen Leisten zur Mitte hin zusammen: zwischen den Horizonten bleiben "Regale" - Bermen. Einige von ihnen sind schmal und dienen nur der strukturellen Festigkeit des Bergwerks, andere dienen als Transportwege für die Technik. Der Steinbruch - majestätisch wie ein römisches Amphitheater - vermittelt einen Eindruck von Solidität, der täuschen kann. Daher werden die Seiten des Steinbruchs ständig von einem speziellen Radar abgetastet, das die geringsten Bewegungen von Gesteinsmassen verfolgen kann. So ist es ruhiger.

Steinbrüche gehen 200–300 m tief, aber meistens hat der Erzkörper eine schmale längliche Form und geht noch tiefer. Theoretisch können Sie einen tieferen Steinbruch anlegen, aber um der sanften Neigung der Seitenwände standzuhalten, müssten Sie eine Schüssel mit riesigem Durchmesser graben und viel Zeit und Energie aufwenden, um überschüssiges Gestein vollständig auszuheben. Ausgang? Untertagebau.

U-Bahn auf einem Toyota

Am unteren Ende des Tagebaus Olga, wo der Tagebau abgeschlossen wurde, befindet sich einer der Eingänge zum unterirdischen Königreich Albazino Resources. In die Tiefen der Serpentinenstraße getrieben werden wir von dem "unkaputtbaren" Toyota Land Cruiser 70, der von einer der kanadischen Firmen speziell für die Fahrt durch Minen umgebaut wurde. Unten ist das übliche Minenleben: Bohrgeräte bohren Löcher zum Verlegen von Sprengstoff, gedrungene, gedrungene Eimermaschinen entfernen das zerkleinerte Erz und verladen es dann auf spezielle Minenkipper.

Stellt man sich einen Erzkörper als eine Art in die Tiefe gehende Kolonne vor, so verläuft seine Entwicklung wie folgt. Zunächst brechen schräge Rampen (die gleichen Serpentinen) vom Boden der Tagebaugrube an den Seiten des Erzkörpers (im Abraum) durch. Dann werden zwischen den Ausgängen (auch unter Umgehung des Erzes) Transportstollen oder einfach Tunnel gebaut. Und nun von ihnen zum Erzrausch-ortsrausch.

Maschinen dringen in sie ein und verwandeln ein ganzes Segment der "Säule" in Schotter, der auf den Berg getragen wird. Das Verlassen des riesigen abgebauten Hohlraums ist jedoch gefährlich. Bevor die Bergleute den nächsten Horizont abbauen, werden die vom ausgewählten Erz verbleibenden Hohlräume mit Beton ausgegossen. In Südafrika befindet sich die Goldmine Mponeng, die vier Kilometer in die Tiefe geht.

In Albazino ist die Tiefenordnung bescheidener: Hunderte von Metern, aber die Gesamtlänge der unterirdischen Durchdringung ist beeindruckend. Seit 2009 haben Bergleute über 100 km Tunnel passiert.

Schaumstein

Ob aus einem Steinbruch oder in einem Bergwerk abgebaut, das Erz landet in Haufen (Haufen) neben der Erzaufbereitungsanlage. Erz kann schwarz, grau, fast weiß, bräunlich sein, aber es sind visuell keine Anzeichen von Gold darauf zu erkennen und es ist unmöglich, es visuell von Altgestein zu unterscheiden. Die Farbe ist jedoch nicht der einzige Unterschied.

Mit durchschnittlich etwa 5 g Gold pro Tonne finden sich hier Erze mit einem Gehalt von 2 g oder weniger bis 3 kg pro Tonne. Rohstoffe unterscheiden sich auch in Stärke und Extrahierbarkeit. Um in der Arbeit Erze unterschiedlicher Qualität zu verwenden, aber im Rahmen geplanter Indikatoren Produkte (Flotationskonzentrat) herzustellen, werden unterschiedliche Erze verrechnet, dh sie werden in einem bestimmten Verhältnis gemischt.

Die Essenz dessen, was bei der GOK passiert, lässt sich in zwei Worten zusammenfassen: Mahlen und Flotation. Um den maximalen Überschuss abzuschneiden und den Rohstoffen möglichst viele winzige goldhaltige Partikel zu entziehen, wird das Erz bzw Stahl. Das Mahlgut wird einer Zyklonierung (Wirbelabscheidung) von Grob- und Feinfraktionen zugeführt.

Feinster Staub geht in die Flotation, grobe Körner in die Mahlung. Gold umgebende Sulfidfilme werden, wie bereits erwähnt, nicht mit Wasser benetzt. Dies ist für die chemische Gewinnung von Gold ein Problem, für die Aufbereitung, die weitgehend auf physikalischen Prozessen basiert, wird der Nachteil jedoch zum Vorteil. Der Zellstoff wird mit Luft gesättigt, ihm werden schäumende Verbindungen von hochmolekularen Alkoholen zugesetzt.

Die Blasen umgeben die Sulfid-"Kapseln" und heben sie nach oben. Wertvoller Schaum wird ausgetragen und das noch in der Flotationsmaschine befindliche Erz wird nachgemahlen und erneut flotiert. Das Ergebnis des gesamten mehrstufigen Prozesses ist ein aus dem Schaum gepresster fester Schlamm (Kuchen), das sogenannte Flotationskonzentrat. Der letzte Schritt ist die Trocknung in einer Trommel, in der der Kuchen auf einen Standardfeuchtigkeitsgehalt von 6% gebracht wird. Das Trockenkonzentrat wird in Spezialsäcke mit 14 Tonnen Rohstoffen verladen. Drei dieser Säcke werden mit einem Traktor auf eine Plattform gestellt und gehen nach Amursk, zu den Metallurgen.

Ein paar Zahlen. Aus dem an die GOK gelieferten Erz werden durchschnittlich 85–87,5% des Goldes gewonnen. Das Flotationskonzentrat enthält nicht mehr 5, sondern 50 g Wertmetall pro Tonne. So enthält ein Standard-Bankbarren ungefähr so viel Gold wie Rohstoffe, die auf 6 Trailern mit einer Ladung von jeweils 42 Tonnen transportiert werden. Beeindruckend!

Molekülabenteuer

Nur das Hydrometallurgische Kombinat Amur gibt uns eine Antwort auf die Frage, wie das Gold doch aus der hartnäckigen Hülle entfernt werden kann. Hier, bei einem ebenfalls zu Polymetal gehörenden Unternehmen, wurde erstmals die sogenannte Autoklaven-Technologie im russischen Goldbergbau eingesetzt. Der Autoklav ist eigentlich ein Ofen: ein langer, horizontaler Stahlzylinder, innen mit einer säurebeständigen Membran und Auskleidung bedeckt - drei Schichten hitzebeständiger und säurebeständiger Steine.

Zellstoff (eine Mischung aus Flotationskonzentrat mit heißem Wasser) und reiner Sauerstoff werden dem Autoklaven unter Druck zugeführt und die exotherme Reaktion der Schwefeloxidation wird ausgelöst. Pyrite und Arsenopyrite zerfallen und freies Gold erscheint in der Mischung. Auf dem Foto unten ist der spektakulärste Moment: Der braune Kathodenniederschlag wird zu einer hellgelben Doré-Legierung geschmolzen. Das heiße Metall wird in keramische Formen (Formen) gegossen.

Aber das ist noch nicht alles: Vor uns liegt ein echter Chemie-Thriller. Nach dem Verdampfer (wo Temperatur und Druck der Aufschlämmung stark abfallen) wird die Mischung zur Neutralisation geschickt - Entfernung der während der Reaktion gebildeten Schwefelsäure. Die Cyanidierung steht bevor (die endlich möglich wird), und Schwefelsäure bildet, wenn sie in Lösung dissoziiert, ein positives Wasserstoffion.

Wenn es auf Cyanid trifft, verbindet sich Wasserstoff leicht mit Cyanid-Ion (CN), um Blausäure (HCN) zu bilden, die verdampft. Daher muss Schwefelsäure durch Neutralisation entfernt werden, und nur dann kann Gold während der Cyanidierung ein Ion bilden - Dicyanoaurat. Geladen haften diese Ionen an der speziell dem Zellstoff zugesetzten Aktivkohle. All dies wird als Sorption bezeichnet, aber in der Desorptionsphase spült die NaOH-Alkalilösung buchstäblich goldhaltige Ionen aus der Kohle, die zum Elektrolyseur geleitet werden.

Dort zersetzt sich Dicyanoaurat und schließlich scheidet sich reines Gold an der Kathode ab. Das braune Sediment wird zum Schmelzen geschickt und verwandelt sich dort in hellgelbe, nasenlochschwere Barren, die wie Uferblöcke geformt sind. Aber das ist immer noch kein Gold, sondern die sogenannte Dore-Legierung, bei der es zu etwa 90 % Gold, ein paar Prozent Silber, aber auch Nickel und Kupfer gibt. Diese Metalle lieben sich so sehr und lösen sich so leicht ineinander auf, dass es möglich ist, 999-karätiges Gold erst beim Raffinieren zu isolieren. Aber ein anderes Unternehmen wird sich mit der Raffination beschäftigen. Die Goldgräber und Metallurgen von Polymetal haben die Hauptarbeit geleistet.