Способ добычи золота как полезного ископаемого
Разработка полезных ископаемых – деятельность, направленная на извлечение из недр земли или с ее поверхности минералосодержащих веществ и их переработку до получения готовой продукции. Добыча золота является приоритетным направлением в данной сфере. Во многом это объясняется драгоценностью металла и его влиянием на состояние золотовалютного резерва любой страны. Поэтому золотодобывающая промышленность занимает особое место в системе государственного развития, а для ее совершенствования разрабатываются и внедряются новые технологии.
Процесс образования золота в природе
Месторождения золота
Драгоценные металлы встречаются в природе повсеместно, включая мировой океан и даже растения, но достаточно эффективных способов их извлечения не существует. Поэтому добыча золота осуществляется на месторождениях, которые бывают двух видов.
Первичные, называемые коренными – их образование связано с магматической активностью, когда на поверхность земли вырывается множество расплавленных компонентов, в том числе золотосодержащие растворы солей, застывающие в жилы.
Вторичные, называемые россыпными – они образуются в результате высвобождения драгметалла из золотоносной руды под действием естественных процессов (течение рек, возникновение оврагов, обвалы горных пород) или климатических катаклизмов (наводнения, сели, проливные дожди).
Вода при размытии золотоносных жил может уносить частицы желтого металла на значительные расстояния. Особенно крупные куски называются самородками. Их вес варьирует от 5 грамм до нескольких килограмм.
Способы добычи драгоценного материала из природы
Человечество давно занимается поиском и разработкой драгметаллов, но, несмотря на это, добыча золота на протяжении длительного времени велась примитивными способами, которые хотя редко, но применяются и в современном мире. Они получили название «традиционные».
С развитием машиностроения и ростом научно-технического прогресса появилось множество новых методов извлечения золота, которые считаются «современными». Они представляют собой механизированный процесс и имеют характер промышленных разработок.
Процесс добычи желтого металла не ограничивается его выкапыванием, вырубкой или вымыванием в составе золотоносной руды. Большое значение имеет умение выделять золото из глыб породы и сопутствующих минералов.
Метод ручного просеивания и промывания
В настоящее время такой вариант добычи считается кустарным и встречается редко, хотя является одним из самых древних. Заключается он в пропускании речного песка через сито, деревянный лоток или мешковину. В золотоносных реках старатели зачерпывают речной песок и, высыпая на приспособление, просеивают и промывают его. Частицы драгоценного металла, которые имеют больший размер, чем обычные песчинки, остаются в посуде и собираются в отдельную емкость.
Такая работа является очень сложной, кропотливой, требует больших затрат сил и времени. Кроме того, она сопряжена с длительным нахождением в воде, что также является дополнительным негативным фактором. При этом результат нельзя предугадать заранее.
Механизированные прииски
Современные технологии позволяют облегчить работу старателей с помощью механизации большинства процессов просеивания и промывания речного грунта. Земснаряды, помпы, грохота и другие механизмы дают возможность поднять песок с большой глубины, выдать его на берег и переработать в течение более короткого промежутка времени и с меньшими трудозатратами, чем при работе руками.
Но, несмотря на значительное снижение ручного труда, его процентное соотношение в процессе золотодобычи остается высоким. Поэтому работа на приисках до сих пор считается одной из самых сложных.
Извлечение золота из руды
Извлечение золота из руды
Ранее такая добыча велась вручную и всегда была сопряжена с большим риском для жизни и здоровья золотодобытчика, потому что сопровождалась рытьем шахт, наличием обвалов и обрушений или пребыванием в горных районах.
Сейчас подобная практика получения золота прекращена, и разработки золотоносной руды производятся механизированным способом. Порода извлекается из шахты или карьера мощной техникой, после чего раздробляется и просеивается в специальных механизмах.
Довольно часто, для ускорения выемки грунта, на объектах по добыче золота применяются взрывные и буровзрывные методы, что позволяет за короткие сроки выдать и переработать более значительные объемы породы.
Методики, применяемые для выделения золота из общей выдаваемой массы
Золотодобывающая промышленность разделяет месторождения по их рентабельности, исходя из количества драгоценных металлов на определенный объем перерабатываемого грунта:
- 10 гр. на тонну породы/песка – богатое;
- 3 грамма золота с одной тонны – прибыльное.
С каждым годом богатых месторождений в мире становится все меньше, поэтому большое внимание уделяется умению выделять золото с наименьшими потерями из общей перерабатываемой горной массы. Таких методик существует довольно много.
Амальгамирование
Данный способ основан на использовании ртути для отделения драгметалла от массива руды. Ртуть обладает способностью притягивать золотые частицы, обволакивая их. Процесс извлечения золота состоит из нескольких этапов:
- Используя особенность ртути, она помещается в специальные емкости, в которые потом засыпается порода.
- Благородный металл буквально изымается ртутью из общего содержимого емкости, после чего опустошенная порода удаляется.
- Чтобы освободить желтый металл из объятий белого, емкость нагревается и расслаивание происходит само собой.
Способ амальгамирования пользовался широкой популярностью, но постепенно был вытеснен более прогрессивными и безопасными методиками получения золота, не связанными с использованием высокотоксичной ртути.
Кучное выщелачивание
На данный момент – это самый применяемый и высокопродуктивный способ, позволяющий вести добычу золота даже из ранее переработанной руды, а также породы, признанной скудной на содержание драгоценных металлов. Использование цианида натрия обеспечивает преобразование золотых частиц (даже мельчайших) в цианистые соединения. В дальнейшем, с помощью химических реакций металл выделяется и очищается от примесей.
Такая методика выщелачивания золота дает возможность более полной переработки золотоносной руды и делает реальным новое использование старых месторождений и оставленных ранее разработок.
Метод вытравливания золота из изделий
Вытравливания золота из изделий
Этот способ не является промышленным, но находит применение при извлечении драгметалла из старых радиодеталей, позолоченных изделий бытового и хозяйственного назначения. В основе метода вытравливания лежит химическая инертность искомого элемента. Для достижения успеха необходимо собрать крупную партию вышеперечисленных предметов, отделить золотосодержащие элементы и поместить их в раствор концентрированной азотной и соляной кислоты, называемый «царская водка».
Особенностью этого раствора является способность растворять без остатка все металлы, кроме золота, поэтому результатом станет золотая пленка на поверхности жидкости. Она отделяется с помощью обычной ткани.
Производственные процессы в получении благородного металла
Кучный метод выщелачивания золота включает в себя ряд производственных процессов, итогом которых является выход чистого драгоценного продукта:
- после доставки золотоносной руды на предприятие по переработке, она помещается в мельницы, где измельчается до определенной фракции;
- после этого материал пропускается через сита и проходит этап окомкования, исключающий слипание фракций в крупные соединения;
- далее полученная масса направляется на выщелачивание с помощью цианида натрия и формируется в рудный штабель;
- следующим этапом является отделение отработанной руды от цианистых соединений металла путем сорбции;
- извлеченные золотосодержащие соединения отправляются на гальванизацию, где происходит предварительная очистка.
Завершением процесса является переплавка полученного осадка до выхода лигатурного сплава, который впоследствии выщелачивается от рудных остатков.
Добыча золота в холодное время года
Добывать золото в холодное время года проще чем летом
Большинство старателей отдали бы предпочтение добыче золота в теплое время года, когда результат обещает быть более ощутимым, а условия труда – гораздо комфортнее. Но в реальности поиск металла в зимний период или ранней весной имеет свои плюсы, которые нельзя игнорировать. Главное – знать, где искать. Для данного метода обязательно нужно взять охотничьи лыжи (не беговые), для передвижения по пересеченной местности.
Ценный металл обнаружить зимой в чистой, прозрачной воде и изъять гораздо проще, чем летом. Во время поиска нужно учитывать, что уровень рек в холодные месяцы сильно падает. Поэтому обычно неглубокие перспективные для поиска места в этот период становятся еще мельче и доступнее для исследования, а участки скал, ранее закрытые водой, начинают просматриваться над ее поверхностью.
Преимуществом является возможность заметить желтые отблески просто на поверхности скал (пригодится дополнительный инструмент для отбивания кусочков породы). К тому же зимой на скалах можно найти драгоценный металл в больших количествах, чем летом в песке.
Правильно выбранное место – основа успешного поиска заветного сокровища.
Видео по теме: Технология добычи золота
Несмотря на то, что этот благородный металл практически повсеместно распространен в природе, его крупные скопления считаются редкостью. К тому же, уже открытые запасы непрерывно истощаются. Однако сегодня добычу золота в России и других странах, богатых на его месторождения, развивают активными темпами, поскольку в чистом виде оно используется как основа государственного финансового рынка и подкрепляет ценность бумажных денежных эквивалентов.
Что такое и какова его ценность для человека
Золото – это благородный металл, обладающий высокой плотностью, теплопроводностью и низкой сопротивляемостью электричеству. В отраженном свете его цвет желтый, а в проходящем оно приобретает дополнительный синевато-зеленоватый оттенок.
По своей твердости этот металл не на много превосходит человеческий ноготь и является достаточно инертным. Он не разрушается вследствие воздействия кислот и щелочей, поэтому и относится к числу благородных. Человечество начало осваивать его добычу еще в V веке до н.э. в период неолита.
Сегодня же, согласно статистике, только 10% от всего объема добываемого золота используется в промышленности. Остальная его часть отведена под ювелирные изделия и хранится в виде золотовалютных резервов. У каждого государства имеются его запасы, которые оцениваются согласно общепринятому «золотому стандарту». Он определяет его чистоту, плотность и другие характеристики.
Как образовывается
Недавно предложенная теория говорит о том, что этот металл образовался вследствие разрушения нейтронных звезд, содержащих его в виде пыли. Но, поскольку оно произошло миллиарды лет назад, когда Земля еще пребывала в расплавленном состоянии, почти все золото скопилось в ядре нашей планеты.
Согласно еще одному предположению, благородный металл, который сегодня добывается в земной коре и мантии, попал на Землю в результате поздней тяжелой бомбардировки, а золотосодержащие руды и породы образовались примерно в докембрийском периоде.
При этом микроскопические частицы этого металла распространены практически повсюду: в земле, воде, растениях и даже нашем организме. Добычу же осуществляют на следующих месторождениях золота:
- первичных или коренных месторождениях, которые образуются вследствие извержения магмы и ее последующего застывания;
- вторичных или россыпных, являющихся результатом высвобождения золота из руды под влиянием естественных факторов (течений рек, горных обвалов, образования оврагов) или катаклизмов (наводнений, селей, сильных ливней).
В больших количествах накапливается в экзогенных условиях. На сегодняшний день известно около пятнадцати золотосодержащих минералов. Встречается как в самородной форме, так и в сплаве с серебром (электрум).
Как добывается
Уже на протяжении долгого времени ведутся разработки новых эффективных способов добычи золота в как можно больших объемах и при минимальных затратах. Столетиями человечество использовало достаточно примитивные методы, которые сейчас принято называть традиционными.
Технологический и научный прогресс позволили разработать новые современные методы золотодобычи, подразумевающие использование специализированной техники для работы в промышленных масштабах. Сегодня способы золотодобычи разделяют на следующие виды:
- карьерный (открытый);
- шахтный (подземный);
- дражный (использование драги – плавучего горно-обогатительного агрегата).
Дражный способ добычи золота принято выделять в отдельный вид, поскольку он подразумевает также и обогащение добываемой руды. Используют его преимущественно при разработках россыпных золотых месторождений, а также платиноидов, алмазов, касситерита и т.д.
Добыча золота ручным и шлиховым методом
Его суть состоит в ручном просеивании и промывании речного песка золотоносных рек для обнаружения вкраплений драгоценного металла. Можно условно разделить на два вида:
- Ручное промывание. Для просеивания применяется сито, деревянный лоток или мешковина. Самородки, что по своим размерам больше песка, остаются в емкости и помещаются отдельно. Эти процедуры не требуют наличия дорогого оборудования или умений, поэтому с ними может справиться любой желающий при наличии должной сноровки и желания. Однако это достаточно кропотливая и физически сложная работа, которая отнимает много времени. К тому же длительное нахождение в воде негативным образом влияет на здоровье старателя. Данный метод добычи рассыпного золота считается устаревшим.
- Механизированные прииски. Использование специализированного оборудования, которое позволяет поднять песок с большой глубины и доставить на поверхность. Позволяет в разы сократить время доставки и переработки, чем при использовании только ручного труда. Но даже при наличии техники шлиховой метод добычи все еще остается одним из самых сложных.
Дражный способ золотодобычи
Подразумевает использование специального высокопроизводительного приспособления – драги. При разработке россыпей самым популярным способом добычи золота на территории России является именно он. Чаще всего применяется котлованное вскрытие, суть которого состоит в создании так называемого дражного разреза, представляющего собой карьер, заполненный водой.
Уровень воды должен быть достаточным для того, чтобы драга могла быть установлена на любом месте и добывать золото беспрепятственно. Целесообразно использовать этот способ, если золото распределено в толщах песка равномерно, а удаляемый торф имеет небольшую мощность. Кроме котлованного можно выделить еще три способа добычи солнечного металла при помощи драги:
- Плотинный. Используют при разработке долинных россыпей с крутым подъемом плотика. Сооружение плотин необходимо для повышения уровня воды и предотвращения ее утечки.
- Перевалочный. Строительство упрощенных плотин-перевалов из галечных отвалов, которые отсыпает драга.
- Уступный. Применяется на россыпях с большим слоем торфа. Его снимают при помощи специального оборудования (эскалаторы, бульдозеры) или с использованием способа гидромеханизации.
При неравномерном залегании россыпи нередко приходится использовать сразу несколько методов и все они негативно влияют на состояние рек.
Добыча шахтным и карьерным способом
При помощи лопаты, кирки или молотка для дробления золотоискатели добывали заветный металл в глубоких шахтах и траншеях. Этот способ добычи принято называть закрытым. Даже сейчас работа в шахтах считается достаточно тяжелой и опасной, поскольку требует физических усилий, терпения и сопрягается с рисками для жизни.
Сегодня разработка золотоносных жил стала гораздо проще благодаря спецтехнике и заведомо проведенных комплексов подготовительных мероприятий. Кроме того, многие компании возвращаются к месторождениям, которые считались истощенными или неперспективными.
Золото добывается открытым способом, если залегает близко к поверхности. Это выходит дешевле, чем добыча в шахтах, а также меньше вредит экологии. Карьер представляет собой углубление в земле со специальными дорогами для техники и подъемниками для транспортировки руды.
Оборудование, обладающее высокой мощностью, извлекает золото из шахты или карьера, после чего дробится и просеивается другими механизмами. Значительно ускоряют добычу руды открытым и закрытым способом взрывные и буровые работы. Проводить их можно только после тщательных изысканий, которые определяют их целесообразность и безопасность.
Извлечение чистого золота из руды
Разрабатываются только те месторождения, где добывать этот металл выгодно с экономической точки зрения. Ведь золото еще необходимо отделить от общей массы при помощи специальных методов обработки. По количеству благородного металла на объем обрабатываемого грунта определяют рентабельность месторождения:
- богатое (10 грамм с одной тонны породы или песка);
- прибыльное (3 грамма на одну тонну).
Богатые месторождения разрабатываются с огромной скоростью и основной акцент в производстве сделан на том, чтобы выделять металл от перерабатываемой массы с наименьшими потерями.
Специальная техника больших и малых габаритов, а также некоторые достижения в области химии смогли добиться в этом значительного успеха, а также сделали сам процесс практически автоматизированным. К основным методам извлечения золота можно отнести:
- альмагальмирование;
- выщелачивание цианидом натрия;
- флотация.
Альмагальмирование
Основой этого метода является ртуть, поскольку она способна притягивать золото и обволакивать его. Сам же процесс извлечения включает следующие этапы:
- В специальную емкость помещается ртуть и порода, после чего ее встряхивают.
- Ртуть обволакивает золото и извлекает его из руды, оседая на дне емкости. Все излишки остаются сверху, после чего удаляются.
- Емкость нагревается и благородный металл отделяется от ртути.
Данный способ золотой добычи был очень распространён в прошлом и причина тому его невысокая стоимость и эффективность. Сейчас практически не используется из-за негативного воздействия ртути на человеческий организм.
Выщелачивание
Выщелачивание наиболее примечательно тем, что позволяет получить металл даже из породы с низким содержанием золота или уже переработанной. Его принцип действия состоит в следующем:
- Добытая золотая порода дробится на мелкие частицы, размерами не больше песчинки.
- В полученную смесь добавляют цианистый раствор и размешивают. Из полученной смеси цианид высвобождает золото из породы и примесей.
- Жидкость откачивается, а твердые частицы отправляют в специальный резервуар, где остатки цианистого раствора отделяет остатки золота. Тяжелые частицы оседают.
- В раствор же добавляют цинк, запуская процесс «цианистого выщелачивания», который позволяет вычленить до 98% золота. Достаточно затратный, но и окупаемый метод.
Однако на этом процесс еще не заканчивается. Для последующей очистки золото отправляют в печь, предварительно смешав со специальной химической смесью – флюсом. Нагревается до температуры в 1500 С°. В результате получают благородный металл с 80%-й очисткой от примесей.
Флотация
Метод флотации основывается на необычном свойстве некоторых пород не промокать, а обволакиваться частицами жидкости и плавать на поверхности, словно пузырьки воздуха. Для этого породу дробят, а потом заливают водой или маслом. После этого ее тщательно перемешивают. В промышленной добыче обычно через эту смесь пропускают воздух, воду или химические элементы.
Флотационная машина представляет собой ряд расположенных по порядку камер с разгрузочными механизмами для пульпы. Это достаточно дорогое, но с лихвой окупаемое оборудование, используемое многими странами-лидерами в золотодобывающей отрасли.
Объемы добычи золота в России
Долгое время российские месторождения оставались скрытыми. Первый же золотоносный рудник был открыт крестьянином Ерофеем Марковым в 1745 году и получил название Березовский.
В РФ добывается от 237 до 249 тонн благородного металла ежегодно, что составляет примерно 8% от мирового объема, а по запасам она уступает только ЮАР, располагая свыше 11%. За последние десять лет количество добываемого металла значительно возросло. Удалось даже обогнать даже США, сместив с третьего места на четвертое. При этом промышленную технологию добычи золота в России начали применять только в 1945 году. Сегодня активнее всего золотодобыча ведется на территории:
- Иркутской области;
- Магадана;
- Чукотки;
- Амурской области;
- Красноярска;
- Хабаровска.
Урал и Восточная Сибирь считаются наиболее перспективными районами. Около 16 компаний занимаются золотодобычей и пополняют государственные запасы на десятки килограммов ежегодно.