كيف يتم ضخ الذهب خارج الكوكب

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

يجرف المنقب مجرفة أو مجرفين من التربة من الضفة أو من قاع النهر ، ويلقي بها في صينية ذات قاع مقعر ، ثم يغسل الطين والرمل والحصى في الماء لفترة طويلة ، مع التحديق باهتمام في التعليق الموحل - ألا يلمع شيء؟ المكافأة هي بضع حبات صفراء من الرمل في قاع الدرج. أو كتلة صلبة صغيرة ، إذا كنت محظوظًا …

حسنًا ، سنحكي الآن قصة أخرى عن تعدين الذهب. قصة لا علاقة لها بما ورد أعلاه.

بالمعنى الدقيق للكلمة ، الذهب الخالص موجود من الناحية النظرية البحتة. حتى في 999.9 من الذهب ، التي تُصنع منها سبائك البنوك ، هناك ، كما يمكن فهمه من المؤشر ، واحد على عشرة آلاف من الشوائب. لكن هذا الذهب منتج صناعي. ليست هناك حاجة للتفكير في العثور على شيء مشابه في الطبيعة.

إن الرمال الذهبية التي يتم غسلها بواسطة المنقبين أو الجرافات الآلية هي في الواقع مجرد مادة خام ، مركز ، يذوب أكثر من مرة ويخضع لعملية الذوبان والترسيب (التكرير) قبل إزالته من العديد من الشوائب. ومع ذلك ، فمن الأسهل العمل مع الذهب الغريني مقارنة بالذهب من الرواسب الأولية ، حيث يظل المعدن الأصفر مطمورًا في الصخر - نادرًا ما يكون على شكل عروق وغالبًا في شكل جزيئات مجهرية غير مرئية للعين المجردة ، في الواقع ناعما الغبار.

في الحالة الأخيرة ، تكون الصواني والجرافات وأي أدوات أخرى غير مجدية - تحتاج إلى طلب الكيمياء للحصول على المساعدة.

عناد السلالة

الطريقة الكلاسيكية هي معالجة الخام المسحوق بمحلول مائي من سيانيد الصوديوم في وجود الأكسجين (السيانيد). يُغسل الذهب بالفعل من الخام: تتحد ذراته في محلول في أيون واحد مع الكربون والنيتروجين. ثم يترسب الذهب من المحلول (مع عدد من الشوائب ، خاصة الفضة).

لكن الحالة الأكثر صعوبة هي ما يسمى بالخامات الحرارية. في نفوسهم ، حبيبات غبار الذهب التي يبلغ قطرها عدة ميكرونات محاطة بقشور كبريتيد تتكون من البيريت (مركبات الكبريت والحديد) أو أرسينوبيريت (الحديد والكبريت والزرنيخ). تكمن المشكلة في أن قذائف الكبريتيد لا يتم ترطيبها أو إذابتها بواسطة الماء ، لذا فإن عملية السيانيد المباشر للخام المقاوم للصهر لن تعطي شيئًا تقريبًا.

من الضروري كسر هذه القشرة بطريقة ما وإزالة ذرة ثمينة من الغبار … أو ربما لا تحتاج إلى المعاناة - لماذا الصواني والجرافات القديمة الجيدة سيئة؟ ضروري! في جميع أنحاء العالم ، تقترب رواسب الغرينية من النضوب ، ويتم بالفعل إنتاج الجزء الأكبر من الذهب في العالم من الخامات ، بما في ذلك الخامات المقاومة للصهر.

الذهب والجليد

يتم استخراج الخامات من هذا النوع في موقع مصنع Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK) ، المملوك لشركة Polymetal الروسية - ثاني أكبر شركة في روسيا من حيث تعدين الذهب. هنا حافة التلال المغطاة بطبقة رقيقة من التايغا ، وهي زاوية غير مأهولة تقريبًا من إقليم خاباروفسك الضخم.

يوجد أكثر من مائة كيلومتر من إنتاج الخام ، حيث يعمل ألفي موظف حصريًا على أساس التناوب ، إلى أقرب مستوطنة. تبلغ مساحة مدينة أمورسك ، حيث تتم معالجة منتجات GOK في مصنع التعدين المائي المحلي ، حوالي أربعمائة كيلومتر.

الطريق من Amursk إلى Albazino حوالي ثلثيها غير معبد ويمر نفس الثلثين عبر التايغا الكثيفة. مئات الكيلومترات بدون مستوطنات ومحطات وقود ومقاهي على جانب الطريق واتصالات خلوية.

هنا رفيق السائق هو جهاز اتصال لاسلكي. يستمع المشاركون في حركة المرور إلى نفس التردد لكي ينقلوا إلى "الجيران" بعض المعلومات المتعلقة بالوضع على الطريق ، للتحذير بشأن شيء ما ، وطلب المساعدة ، إذا لزم الأمر.لا يمكنك الوصول إلى العالم الخارجي إلا من هاتف يعمل بالأقمار الصناعية ، ولكن هذا ليس رفاهية ميسورة التكلفة للجميع.

على بعد حوالي 50 كم ، الطريق المؤدي إلى Albazino مغلق بواسطة نهر Amgun السريع والمتدفق بالكامل ، وهو آخر رافد كبير لنهر Amur قبل أن يتدفق إلى المحيط الهادئ. في الصيف توجد عبارة ، وفي الشتاء يوجد معبر جليدي. يتم تعزيز المعبر بشكل خاص عن طريق صب الماء عليه وتجميد طبقة إضافية من الجليد ، بحيث يتم عبور النهر في الشتاء بهدوء ليس فقط بواسطة السيارات ، ولكن أيضًا بواسطة الجرارات المحملة بـ 42 طنًا من مركز التعويم (مع منتجات GOK) بالمقطورات.

هدايا من الأمعاء

التلال المحلية ليست عالية ، لكنهم مشاركين في عملية مقياس كوكبي. تتصادم أمريكا وأوراسيا تدريجيًا مع بعضهما البعض ، مما يخلق ضغطًا زلزاليًا هائلاً على طول محيط المحيط الهادئ بالكامل.

يسمى هذا المحيط بحلقة المحيط الهادئ الناري. نتج طي الأرض في الشرق الأقصى الروسي أيضًا عن اصطدام الصفائح القارية والمحيطية. وبالطبع اندلعت البراكين في هذه الأجزاء. جنبا إلى جنب مع الصهارة السائلة ، حملوا الذهب من الأعماق إلى السطح ، مما أدى إلى تكوين رواسب مستقبلية.

تم العثور على آثار بركانية قديمة كالديرا (بركان انهار إلى الداخل) في منطقة منجم ألبازينو.

في أعماق ال antisynclinorium ، تحت طبقة الرواسب الرباعية "اليافعة" (الطين ، الطفيلية) ، توجد صخور رسوبية مثل الأحجار الرملية - نشأت نتيجة التجوية في الجبال القديمة. هنا وهناك ، يتم قطع الصخور الرسوبية من أسفل إلى أعلى بواسطة حواجز ضيقة - أسافين يتم ضغطها من أحشاء الصهارة. يجد الجيولوجيون أجسامًا ذهبية في هذه السدود.

طن وغرام

منذ وقت ليس ببعيد ، نشرنا تقريرًا من منجم نحاس وقلنا أن خام النحاس المستخرج بطريقة التعدين يحتوي على 3٪ فقط من النحاس. يبدو أن هذا قليل جدًا - فقط 30 كجم من المعدن الثمين لكل طن من الأحجار المستخرجة! يحتوي الخام ، الذي يتم استخراجه في Albazino Resources ، في المتوسط 0 ، 0005 ٪ من الذهب ، بمعنى آخر - 5 جرام لكل طن.

هل هي حقا فعالة من حيث التكلفة؟ بالسعر العالمي الحالي للذهب (حوالي 1600 دولار للأونصة - 31.1 غرامًا) ، فهو جيد تمامًا. لكن هذا يبدو مثيرًا للإعجاب: يوجد قدر كبير من المعدن الثمين في سبيكة ذهب بنك معياري (حوالي 12 كجم) كما هو الحال في 27 شاحنة قلابة تعدين خام كامل بسعة حمل 90 طنًا لكل منها. في الواقع ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الشاحنات للحصول على السبيكة: لا توجد حتى الآن طرق صناعية لاستخراج الذهب بنسبة مائة بالمائة من المعدن الخام.

تُستخدم الشاحنات القلابة التي يبلغ وزنها 90 طناً في المحاجر - حيث يتم استخراج الذهب في حفرة مكشوفة. هناك العديد من الوظائف هنا ، وكلها مسماة بأسماء نسائية.

الأكثر إنتاجية لهذا اليوم هو Anfisa ، وقد تم بالفعل تجهيز محجر أولغا وإغلاقه. تبدأ حياة المحجر بالاستكشاف الجيولوجي ، والذي يتم بواسطة طرق الحفر الأساسي ، عندما يتم حفر عينة أسطوانية من الصخر ، ويتم تحليل القطع ، عندما يتم تحليل الصخور المسحوقة المستخرجة من البئر (هذا أسهل وأسرع). طريقة أرخص). يتم إرسال بيانات الجيولوجيين إلى قسم تخطيط التعدين ، حيث يتم ، بمساعدة البرنامج ، بناء نموذج لحدوث الجسم الخام ويتم إنشاء مخطط تعدين الخام الأكثر جدوى من الناحية الاقتصادية. ثم يبدأ العمل في إنشاء المحجر.

تتمثل الخطوة الأولى في إزالة الغطاء الغاطس - التربة التي تغطي آفاق الخام. حسنًا ، ومن ثم بشكل منهجي ، يتم حفر الآبار يوميًا في جزء أو آخر من الصخر المليء بالمتفجرات ، وبعد فحص صغير ، تأتي الحفارات والشاحنات القلابة إلى موقع الانفجار لاختيار الخام ونقله إلى التعدين المحلي ومصنع المعالجة.

يتطور المحجر إلى أسفل ، وتتقارب جوانبه المنحدرة بلطف نحو المركز في حواف متحدة المركز: بين الآفاق ، "الرفوف" - تُترك السواتر. بعضها ضيق ولا يخدم إلا القوة الهيكلية للمنجم ، والبعض الآخر يستخدم كطرق نقل للتكنولوجيا.المحجر - المهيب مثل المدرج الروماني - يعطي انطباعًا بالصلابة يمكن أن يكون خادعًا. لذلك ، يتم فحص جوانب المحجر باستمرار بواسطة رادار خاص قادر على تتبع أدنى حركات كتل الصخور. إنه أكثر هدوءًا بهذه الطريقة.

يصل عمق المحاجر إلى 200-300 متر ، ولكن غالبًا ما يكون لجسم الخام شكل مستطيل ضيق ويستمر حتى أقل. من الناحية النظرية ، يمكنك إنشاء مقلع أعمق ، ولكن من أجل مقاومة الانحدار اللطيف للجوانب ، سيتعين عليك حفر وعاء بقطر كبير وقضاء الكثير من الوقت والطاقة في حفر الصخور الزائدة تمامًا. مخرج؟ التعدين الجوفي.

تحت الأرض على تويوتا

في الجزء السفلي من حفرة أولغا المفتوحة ، حيث تم الانتهاء من التعدين المكشوف ، يوجد أحد مداخل مملكة Albazino Resources تحت الأرض. في أعماق الطريق السربنتين ، تقودنا سيارة تويوتا لاندكروزر 70 "التي لا تقهر" ، والتي تم تعديلها خصيصًا من قبل إحدى الشركات الكندية للسفر عبر أعمال المناجم. فيما يلي عمر المناجم المعتاد: حفارات الحفر حفر ثقوب لوضع المتفجرات ، وآلات دلو القرفصاء ممتلئة الجسم تزيل الخام المسحوق ، ثم تنقله إلى شاحنات تفريغ المناجم الخاصة.

إذا تخيلنا جسم خام كنوع من العمود يذهب إلى الأعماق ، فسيتم تطويره على النحو التالي. أولاً ، تخترق المنحدرات المائلة (تلك السربنتين نفسها) من قاع الحفرة المفتوحة على جانبي جسم الخام (في صخرة النفايات). ثم بين المخارج (أيضًا تجاوز الركاز) ، يتم عمل انجرافات النقل ، أو ببساطة الأنفاق. والآن منهم إلى الاندفاع الخام.

تدخلها الآلات وتحول جزءًا كاملاً من "العمود" إلى حجر مكسر ، يتم إخراجها إلى الجبل. لكن ترك التجويف الضخم الملغوم يعد أمرًا خطيرًا ، لذلك قبل أن ينزل عمال المناجم إلى الأفق التالي ، تُسكب الفراغات المتبقية من الخام المختار بالخرسانة. في جنوب إفريقيا ، يوجد منجم Mponeng للذهب ، والذي يمتد لمسافة أربعة كيلومترات.

في البازينو ، ترتيب الأعماق أكثر تواضعا: مئات الأمتار ، لكن الطول الإجمالي للتغلغل تحت الأرض مثير للإعجاب. منذ عام 2009 ، اجتاز عمال المناجم أكثر من 100 كيلومتر من الأنفاق.

حجر الرغوة

وسواء تم أخذه من مقلع أو تم تعدينه في منجم ، ينتهي الخام الخام في أكوام (أكوام) بجوار مصنع معالجة الخام. يمكن أن يكون الخام أسود ، رمادي ، أبيض تقريبا ، بني ، ولكن لا توجد علامات ذهبية عليه بالعين المجردة ومن المستحيل تمييزه عن نفايات الصخور عن طريق البصر. ومع ذلك ، فإن اللون ليس هو الاختلاف الوحيد.

بمتوسط حوالي 5 جرام من الذهب لكل طن ، توجد هنا خامات بدرجة 2 جرام أو أقل إلى 3 كجم لكل طن. تختلف المواد الخام أيضًا في القوة والقدرة على الاستخراج. لاستخدام الخامات ذات الجودة المختلفة في العمل ، ولكن لإنتاج المنتجات (تركيز التعويم) في إطار المؤشرات المخططة ، يتم شحن الخامات المختلفة ، أي أنها مختلطة بنسبة معينة.

يمكن تلخيص جوهر ما يحدث في GOK في كلمتين: الطحن والتعويم. من أجل قطع أكبر قدر ممكن من الفائض وإخراج أكبر عدد ممكن من الجزيئات المحتوية على الذهب من المواد الخام ، يتم طحن الخام ، أو بالأحرى الملاط المعلق المائي ، في براميل ضخمة في وجود كرات عالية القوة الصلب. يتم إرسال منتج الطحن للفصل الدوامي (الفصل الدوامي) للكسور الخشنة والناعمة.

يذهب أفضل الغبار إلى الطفو ، والحبوب الخشنة لإعادة طحنها. أفلام الكبريتيد المحيطة بالذهب ، كما ذكرنا سابقًا ، لا يتم ترطيبها بالماء. هذه مشكلة تتعلق بالاسترداد الكيميائي للذهب ، ولكن بالنسبة للإثراء ، الذي يعتمد إلى حد كبير على العمليات الفيزيائية ، يصبح العيب ميزة. اللب مشبع بالهواء ، وتضاف إليه مركبات رغوية من كحول عالي الوزن الجزيئي.

تحيط الفقاعات بـ "كبسولات" الكبريتيد وترفعها لأعلى. يتم تفريغ الرغوة القيمة ، ويذهب الخام ، الذي لا يزال في آلة التعويم ، لإعادة الطحن ومرة أخرى للتعويم.نتيجة العملية متعددة المراحل بأكملها عبارة عن حمأة صلبة (كعكة) يتم عصرها من الرغوة ، تسمى مركز التعويم. المرحلة الأخيرة هي التجفيف في أسطوانة ، حيث تصل نسبة محتوى الرطوبة القياسي إلى 6٪. يتم تحميل المركز الجاف في أكياس خاصة تحتوي على 14 طنًا من المواد الخام. يتم وضع ثلاثة من هذه الحقائب على منصة مع جرار وتذهب إلى Amursk ، لعلماء المعادن.

عدد قليل من الأرقام. يتم استرداد 85-87.5٪ من الذهب في المتوسط من الخام الذي يتم توريده إلى GOK. لم يعد مركز التعويم يحتوي على 5 ، بل يحتوي على 50 جم من المعدن الثمين لكل طن. وبالتالي ، تحتوي سبيكة البنك القياسية على نفس الكمية تقريبًا من الذهب مثل المواد الخام المنقولة على 6 مقطورات بحمولة 42 طنًا لكل منهما. محرج!

مغامرات الجزيء

يمنحنا مجمع Amur Hydrometallurgical فقط إجابة على السؤال حول كيفية إزالة الذهب من الغلاف الثابت. هنا ، في مؤسسة مملوكة أيضًا لشركة Polymetal ، تم استخدام تقنية الأوتوكلاف المزعومة لأول مرة في تعدين الذهب الروسي. الأوتوكلاف عبارة عن فرن: أسطوانة فولاذية طويلة أفقية ، مغطاة داخليًا بغشاء وبطانة مقاومة للأحماض - ثلاث طبقات من الطوب المقاوم للحرارة والمقاوم للأحماض.

يتم تغذية اللب (خليط من تركيز التعويم مع الماء الساخن) والأكسجين النقي في الأوتوكلاف تحت الضغط ، ويتم تشغيل التفاعل الطارد للحرارة لأكسدة الكبريت. يتفكك البيريت والزرنيوبريت ، ويظهر الذهب الحر في الخليط.في الصورة أدناه هي اللحظة الأكثر إثارة: راسب الكاثود البني يذوب في سبيكة دوريه صفراء فاتحة. يُسكب المعدن الساخن في قوالب خزفية (قوالب).

لكن هذا ليس كل شيء: هناك إثارة كيميائية حقيقية في المستقبل. بعد المبخر (حيث تنخفض درجة حرارة وضغط الملاط بشكل حاد) ، يتم إرسال الخليط للمعادلة - إزالة حامض الكبريتيك المتكون أثناء التفاعل. السيانيد في المقدمة (والذي سيصبح ممكنًا في النهاية) ، وحمض الكبريتيك ، عندما ينفصل في المحلول ، يشكل أيون هيدروجين إيجابيًا.

عندما يقابل الهيدروجين مع السيانيد ، يتحد بسهولة مع أيون السيانيد (CN) لتكوين حمض الهيدروسيانيك (HCN) ، والذي سوف يتبخر. لذلك ، يجب إزالة حامض الكبريتيك بالتعادل ، وعندها فقط ، أثناء عملية السيانيد ، يمكن أن يشكل الذهب أيونًا - ديسيانوورات. عند شحنها ، تلتصق هذه الأيونات بالكربون المنشط المضاف خصيصًا إلى اللب. كل هذا يسمى الامتصاص ، ولكن في مرحلة الامتصاص ، يقوم محلول NaOH القلوي حرفيًا بطرد الأيونات المحتوية على الذهب من الفحم ، والتي يتم إرسالها إلى المحلل الكهربائي.

هناك يتحلل ديسيانوورات ويترسب أخيرًا الذهب الخالص على القطب السالب. يتم إرسال الرواسب البنية للصهر وهناك تتحول إلى سبائك ثقيلة ذات فتحات أنف صفراء فاتحة ، على شكل بنوك. لكن هذا لا يزال ليس ذهبًا ، ولكنه ما يسمى بسبائك Dore ، حيث يوجد حوالي 90 ٪ من الذهب ، وبضعة في المائة من الفضة ، وكذلك النيكل والنحاس. هذه المعادن تحب بعضها البعض كثيرًا وتذوب في بعضها بسهولة بحيث لا يمكن عزل الذهب عيار 999 قيراطًا إلا أثناء التكرير. لكن شركة أخرى ستعمل في التكرير. قام عمال مناجم الذهب وعلماء المعادن في Polymetal بالعمل الرئيسي.