Как добывают золото
История добычи золота уходит в глубь веков, с момента освоения месторождений человечество переработало более 100 тысяч тонн металла, половина потрачена на ювелирные изделия, одна треть в качестве золотого обеспечения хранится в банках, остальная часть ушла на производственные нужды.
Отличительной особенностью металла является возможность его вторичной переработки, это объясняет сравнительно малые объемы добычи.
Месторождения
Одно из крупнейших месторождений в России, входящее в первую пятерку мирового рейтинга – Олимпиада, расположено в Красноярском крае, добыча золота здесь была начата в 80-х годах прошлого века. К золоторудным относятся следующие районы Российской Федерации:
Вид на золоторудное месторождение Олимпиада с высоты птичьего полета, 1 июля 2015
- Якутия (Верхоянский и Алданский районы);
- Приамурье;
- Восточная часть Сибири (Бодайбинский, Восточно-Забайкальский, Енисейский и Приленский районы);
- Дальний Восток;
- Приморский край.
Золота в общей массе земной коры всего 0,000001%, оно является составляющим многих химических и физических веществ, даже в человеческом теле, однако, в земле находится в распыленном виде. А месторождения драгоценного металла представляют собой места с наибольшей концентрацией. Такие месторождения подразделяют на два типа:
Залежи драгоценного металла коренного типа были образованы в недрах земли много тысяч лет назад под воздействием магматических процессов. В таких местах золото редко можно встретить в чистом виде, наиболее часто оно является составным элементом сложного сплава.
В результате жизнедеятельности микроорганизмов, температурных колебаний, под действием ветра и воды металл в коренной породе начинает спускаться в долины рек и там оседать, образуя россыпное месторождение. Здесь золото более доступно для добычи, поскольку коренную породу необходимо извлекать из земли, иногда глубина ее залежей достигает нескольких сот метров. Крупнейшие российские месторождения коренного типа, из них можно выделить:
Географическое положение месторождения золота, Сухой Луг
- Сухой Лог;
- Березовское;
- Воронцовское.
Места значительных залежей золота, обнаруженных в Восточной части Сибири, были объединены в одну горнодобывающую зону – Сухой Лог, промышленное производство здесь было начато в 1961 году и продолжает активно развиваться.
Месторождение является одним из крупнейших на территории России, однако, его жила характеризуется низким содержанием металла, и чтобы добыча золота была эффективной необходимо, переработать большие объемы земной породы. Средний показатель содержания драгметалла составляет 2,7 грамм на тонну руды, хотя встречаются места с высоким, до 10 грамм на тонну содержанием золота.
Березовское месторождение является уникальным, было обнаружено в XVII веке, а первые значительные работы по добыче начали осуществляться с 1748 года. Здесь с момента основания было добыто около 140 тонн желтого металла, он здесь пылевидный, мелкий, его относят к категории промышленного назначения С1 и С2, частичные вкрапления отмечены в сульфидных соединениях, очень редко в виде самородков. Однако, по оценкам специалистов в Березовском месторождении по экспертной оценке запасы составляют 90 тонн.
Воронцовское месторождение расположено в Свердловской области
Воронцовское месторождение расположено в Свердловской области, открыто было в 80-е годы, но активная добыча золота здесь началась в конце 2000 года. Драгоценный металл представлен окисленными рыхлыми рудами и золото-сульфидными породами.
Металл встречается в виде сплавов с минералами горной породы, и в редких случаях находят самородки, но небольшие в основном до 0,5 мм толщиной. Это первое месторождение в стране, на котором была применена технология выщелачивания металла из руды в зимнее время, это позволило вести добычу круглый год.
Промышленная добыча
Основные способы добычи золота в промышленных масштабах сводятся к извлечению золотосодержащей руды на поверхность. В зависимости от глубины залегания это осуществляется либо карьерным, открытым способом, либо с помощью шахт, их называют рудники.
Сначала извлекают верхние пласты пустой породы, затем, добравшись до золотоносной породы, грузят ее на специальный транспорт, которые доставляет на обогатительные заводы. Для того чтобы извлечь руду ее могут взрывать или добывать ковшами экваторов. На перерабатывающих заводах полученные куски рудной породы дробят на более мелкие и подвергают различным способам обработки:
- плавление;
- электролитический;
- метод экстракции;
- метод амальгамации.
После дробления породы в нее добавляют зернистый свинец, щелочной натрий или калий. Эту смесь направляют в печь после выдерживания до определенной температуры, затем происходит процесс выщелачивания с помощью воды. В результате этого пустая порода и примеси расщепляются и смываются водой, а золото выпадает в осадок, но не совсем чистый, в нем еще присутствуют шлаки, которые удаляются с помощью соляной кислоты.
Электролитический способ обработки золотоносной руды дает возможность получить продукт высокой чистоты. Для этого метода необходим катод – чистое золото в виде пластины и анод – хлористоводородная кислота (в нее включены химические элементы – Cu, Ag, Fe, Pd, Pt). Далее, осуществляется процесс электролиза, в результате которого чистое золото, входящее в состав анода, концентрируется на золотой пластине. Недостатком данного метода является высокая энергоемкость процесса, а также необходимость частой смены электролита.
Способ извлечения золота из бурых и каменных углей
Экстракция – наиболее распространённый способ обогащения золотоносной руды. Он основан на использовании различных жидкостей, способных расщепить структуру породы и выделить золото. Наиболее часто используют диэтиловый эфир, солянокислый раствор.
После промывки руды (обычно достаточно трех циклов), золото необходимо восстановить из органического состояния вещества до металлической фазы, делают это выдерживая в горячем растворе щавелевой кислоты, длится процесс до трех часов. После всех процедур получается золото сомой высокой чистоты – 99,99%.
Способ амальгамации до недавнего времени был единственным доступны методом очистки руды от примесей и выделению из нее золота, основан на использовании ртути. Она способна притягивать золотые частицы, а при промывке соединения оседают на дно емкости. Этот способ является достаточно простым и дает хорошие результаты, но из-за высокой токсичности ртути запрещен в России и ряде других стран.
Гидравлический способ добычи золота
Добыча желтого металла в акватории морей, дельтах рек, в болотистой местности не позволяет использовать машины и специальную технику. На ее место приходит драга – сложная плавучая или стационарная установка, которая способна забирать грунт с больших глубин – от 5 до 50 метров.
Драга может быть величиной с четырехэтажный многоквартирный дом и весить до 1400 тонн. На борту плавучей установки есть все необходимое оборудование для промывки песка или донной породы, управлять самой большой драгой могут до десяти человек, а небольшой лишь один.
Драга может обеспечить высокую производительность, для которой ранее понадобилось бы 12 тысяч старателей. По месту применения драга бывает морская или континентальная. В основе морских установок килевые суда, которые могут передвигаться как самостоятельно, так и на буксире. Континентальные строятся на основе потона – плоскодонного судна. Чтобы драга могла эффективно работать необходимо достаточное количество воды, поэтому в период обмеления рек использование ее невозможно.
Драга для добычи золота
Индивидуальные старатели делают самодельные мини-драги, весят они до 90 кг. Для нее используют:
- плавучую установку – некоторое подобие лодки или катамарана;
- двигатель;
- центробежный насос;
- желоб для промывания песка;
- инжектор.
Вода с помощью насоса поступает в инжектор и фильтруется, галька, песок, золотоносная порода оседают на промывочной решетке, а старатель самостоятельно отделяет желтый металл от примесей.
Непромышленная добыча
Кустарная добыча золота осуществляется старателями в местах, где ранее велась промышленная разработка месторождений, а также в местах, где его скопление незначительно и экономически невыгодно строить заводы и обогатительные комбинаты.
В Африке, Южной Америке, Азии в кустарный промысел вовлечены десятки миллион человек. Старатели используют ручную технологию добычи, лотком, которая была придумана несколько столетий назад, с момента освоения данного промысла, и, как ни странно, актуальна по сегодняшний день.
Дело в том, что в промышленных масштабах добыча золота осуществляется только на крупных месторождениях и в основном коренного типа, а для россыпных используют драги и частных старателей. В некоторых местах нет смысла использовать дорогостоящее оборудование, и добывающие компании привлекают индивидуальных старателей, использующих ручную промывку песка лотком.
В России законодательно запрещен самостоятельный промысел, для его осуществления необходима лицензия, получить которую индивидуальному предпринимателю практически невозможно. Поэтому они выходят из положения, заключая трудовые контракты с крупными предприятиями, имеющими данное разрешение на добывающую деятельность.
Если золотоносная руда имеет большие скопления мельчайших частичек можно использовать химические методы очистки – амальгамацию, цианирование, выщелачивание, но это достаточно затратные способы, из-за дороговизны реагентов и при незначительной концентрации золота в породе, индивидуальными старателями не используются.
Видео: Как добывают золото
Источник
Внимание гидромеханизации золотодобычных работ
От редакции журнала «Золотодобыча»: На россыпях гидромеханизацию начали применять в 19 веке в Калифорнии, России, Новой Зеландии. При отсутствии горной техники и электроэнерии разработка золотоносных россыпей осуществлялась по следующей схеме. Необходимый напор воды создавался вследствие разности отметок места забора воды и места ее выхода из насадки. Размытые пески самотеком поступали по сплоткам (деревянным желобам) на шлюзы, где производились промывка и улавливание золота. Отработка россыпей таким способом обходилась без бульдозеров, экскаваторов, электроэнергии и насосов, однако была возможна только там, где имелись естественные уклоны, достаточные для создания необходимого напора воды и транспортировки пульпы самотеком. С развитием техники область применения гидромеханизации на россыпях сократилась, гидромониторы и гидроэлеваторы используются в основном в составе гидровашгердных промывочных приборов типа ПГШ. Однако при дальнейшем росте цен на технику и солярку интерес к гидромеханизации может возрасти.
Новое — это хорошо забытое старое
Советская золотопромышленность, № 5, 1935 г.
В золотопромышленности гидравлический способ разработки россыпей особенно широко был развит в 1928–1932 гг. За последние годы (1932–1935) темпы внедрения этого способа в практику золотодобычи значительно снизились.
Необходимо отметить, что гидромеханизация земляных работ начинает широко прививаться в других областях промышленности: ряд крупнейших строек Союза (Днепрострой, Невдубстрой, Строительство канала Волга — Москва и т.п.), а также торфяная промышленность с успехом применили и применяют ее. Опыт показал, что, несмотря на дороговизну и громоздкость насосных установок, гидравлический способ оказался эффективнее других видов механизации земляных работ. Это обстоятельство неоднократно подчеркивалось специальными постановлениями правительства, рекомендовавшими широкое применение гидромеханизации в строительной и горной практике. Такая задача поставлена и перед Экскаваторным трестом.
Гидравлический способ является универсальным в том отношении, что он может применяться для разработки почти всех типов россыпей: террасовых и нагорных, долинных и увальных, широких и узких, глубоких и мелких, в таликах и в мерзлоте.
Гидравлический способ является дешевым и простым как в части оборудования, так и эксплуатации. Но далеко не всегда гидравлика может быть одновременно простой и эффективной. Эксплуатация большой террасовой или нагорной россыпи с ровным рельефом плотика и малой каменистостью действительно является делом сравнительно простым и эффективным при условии наличия достаточного количества воды с необходимым напором. Всякое же уклонение от этих оптимальных условий делает гидравлический способ более сложным и более дорогим. Многие производственники, недостаточно знакомые с гидравликами, склонные замечать только простоту и универсальность гидравлического способа, брались строить гидравлики, игнорируя весь сложный комплекс факторов, определяющих действительную эффективность и простоту гидравлического способа.
В результате оказывалось, что не была учтена чрезмерная валунистость россыпи, напор был недостаточен, разведка была недоброкачественной и построенные гидравлики не оправдывали ожиданий.
Наряду с отрицательными моментами необходимо отметить, что в ряде районов гидравлический способ получил широкое распространение и дает устойчивый, удовлетворительный эффект. К этим районам принадлежат в первую очередь старые гидравлические районы: Мартайга, Абакан и Зея. В Первомайском управлении (Мартайга) гидравлическая золотодобыча составляла в 1927–1932 гг. 90–95 % и в 1933–1934 гг. — 70–80 % от общей золотодобычи.
Развитие гидравлического способа шло здесь по линии эксплуатации террасовых и нагорных россыпей, наиболее благоприятных для гидравлик; это обстоятельство, несмотря на недостаток воды и сезонный характер работы гидравлик, обусловило высокую (количественную и качественную) их эффективность: 25–30 гидравлик смывают ежегодно сотни тысяч кубометров породы и при низком содержании металла дешево добывают золото.
Мартайгинские террасовые и нагорные россыпи малы и быстро вырабатываются, поэтому первомайские гидравлики являются небольшими, дешевыми установками, и многие из них ежегодно переносятся на новые объекты. Помимо правильно выбранного направления развития гидравлического способа, успех его в Мартайге был обеспечен наличием опытных кадров.
Абакан также является почти исключительно гидравлическим районом. В отличие от Мартайги, здесь в основном эксплуатируются долинные россыпи, обеспеченные запасами, но представляющие большие трудности для эксплуатации. Сложность и относительная дороговизна эксплуатации долинных россыпей в значительной степени лимитировали развитие гидравлического способа, но все-таки в Абакане работают 13–15 гидравлик.
Тенденция к разработке только долинных россыпей на Абакане настолько устойчива, что открытие большой террасовой россыпи и установка мощной Н.-Петропавловской гидравлики не изменили отношения к террасовым россыпям, которые по-прежнему игнорируются, а в то же время строятся дорогие и недостаточно эффективные элеваторные гидравлики.
Зейский район вследствие мерзлоты, дефицита воды и низкого среднего содержания золота, казалось бы, малопригоден для широкого развития гидравлического способа, но благодаря наличию хороших кадров он держится и дает неплохие результаты. Здесь работают семь гидравлик. Большинство гидравлик элеваторные и эксплуатируют долинные россыпи; за последнее время наметился перелом к переходу на эксплуатацию шлюзовым способом старых отвалов.
Алтайский район является одним из старейших гидравлических районов; здесь работают 10–15 маленьких гидравлик, почти исключительно элеваторных, не обеспеченных водой, вследствие чего они имеют ничтожную производительность.
Лена после некоторых неудач продолжает работу по развитию гидравлического способа. Подготовив кадры, на Лене перешли к строительству небольших и недорогих шлюзовых гидравлик, эксплуатирующих старые отвалы. Сейчас здесь работают три гидравлики. Результаты работы удовлетворительные.
В Минусинском районе впервые гидравлики появились в 1930 г. Сначала строительство гидравлик шло, как и в других новых районах, бурно и недостаточно продуманно: за четыре года здесь было построено 18 гидравлик (в большинстве элеваторных). В 1934 г., с переходом в район инж. П.И. Павликова, положение резко улучшилось и, несмотря на сокращение числа гидравлик до восьми (за счет консервации нерентабельных установок), производительность их возросла, в остальных районах Сибири и Дальнего Востока работают 20–25 гидравлик (по 1—5 в каждом районе).
Таким образом, сейчас на территории Сибири и Дальнего Востока имеется около 100 гидравлик. Капитальные затраты на добычу 1 м 3 породы гидравлическим способом меньше, чем для других видов механизации. Кроме того, необходимо указать, что примерно 90 % капитальных затрат по установке гидравлик падает на деривационные сооружения, развитая сеть которых в том или другом приисковом районе послужит в будущем базой для широкой электрификации района. В настоящее время при выработке месторождения этой сетью зачастую пользуются для водоснабжения старательских работ.
Рентабельность гидравлик, даже при современном состоянии, сомнений не вызывает, и необходимо принять меры к широкому их строительству во всех золотоносных районах Союза. Это развитие должно идти, в основном, по двум направлениям: строительство крупных гидравлик и мелкая гидромеханизация старательских и вспомогательных работ.
Наибольший количественный эффект дают, конечно, крупные установки, обеспеченные значительными запасами золотосодержащего материала. К сожалению, в наших золотоносных районах наиболее пригодные для этой цели большие террасовые и нагорные россыпи (типа Н.-Петропавловской террасы на Абакане и Накатаминских террас на Лене) встречаются редко, и потому крупные гидравлики будут строиться, очевидно, главным образом на долинных россыпях, т.е. они будут элеваторными. Указанное обстоятельство в значительной степени ухудшает перспективы широкого развития в этом направлении гидромеханизации золотодобычных работ.
Элеваторные гидравлики расходуют большое количество напорной воды (50–100 м 3 на каждый куб смываемой породы, против 20–30 м 3 на шлюзовых гидравликах), вследствие чего для их нормального водоснабжения необходимо возводить большие гидротехнические сооружения. Кроме того, эксплуатация долинных россыпей затрудняется наличием в них большого количества валунов. Поэтому непременным условием хорошей работы элеваторной гидравлики является обеспеченность ее надлежащим количеством постоянной напорной воды и механизацией камнеуборочных работ. Эти условия на наших гидравликах пока совершенно не выполняются, и в этом причина их малой эффективности.
Успex калифорнийских гидравлик был обусловлен не только благо-приятными климатическими условиями, но, в основном, правильной организацией водного хозяйства. Плотины для регулирования стока и деривационные сооружения больших калифорнийских гидравлик потребовали многомиллионных затрат. Обеспеченные бесперебойным снабжением водой, эти гидравлики давали колоссальную производительность, причем себестоимость добычи 1 м 3 породы обходилась в 8–20 коп. На Аляске крупные гидравлики работают в условиях вечной мерзлоты при себестоимости в 15– 30 коп. за 1 м 3 добываемой породы.
На Лене уже выявлена возможность сооружения целого ряда крупнейших гидравлических установок (p.p.Бодайбо, Догалдын, Ныгри). Крупные гидравлические объекты имеются и на Алдане, но оборудование их сопряжено с большими затратами и обязательной механизацией камнеуборочных работ. Несомненно, что объекты для больших гидравлических установок найдутся и в таких золотых трестах, как Енисейский, Забайкальский, Амурский и Приморский, в которых гидравлический способ еще не применялся или только начинает применяться.
Эти перспективы обязывают немедленно организовать рекогносцировочные изыскания и наблюдения за режимом возможных источников водоснабжения. Одно время на эти работы отпускались небольшие ассигнования и производились наблюдения. Даже в старых гидравлических районах никакой изыскательской работы не ведется, что является большой ошибкой и недооценкой изыскательских работ. Отсутствие таких материалов в нужный момент может опять привести к необоснованным решениям.
Значительный эффект могут дать только мощные, хорошо оборудованные и механизированные гидравлики. Остальные могут быть рентабельны только при организации работ на них старательским способом. Почти все мелкие гидравлические установки не бывают обеспечены постоянной водой, и их работа носит спорадический характер, усиливаясь в период многоводья и замирая во время засухи. В таких условиях старательские артели с присущей им гибкостью в использовании рабочей силы могут извлечь выгоду из эксплуатации небольшой сезонной гидравлики.
При старательской организации работ гидравлика выполняет лишь некоторые вспомогательные функции: в период многоводья все усилия артели направлены к тому, чтобы смыть как можно больше породы, оставляя обогащенные пески на полотне разреза с тем, чтобы во время засухи переключиться на мускульную промывку оставшейся задирки. Такой способ организации работ широко привился в Мартайге и дает хорошие результаты, значительно увеличивая эффективность старательских работ.
Наиболее удобными в этом случае являются маленькие, дешевые гидравлические установки, работающие при небольшом напоре в 10–25 м и требующие проведения коротких канав. Такие установки легко переносятся и могут быть применены для разработки небольших объектов. Особенно пригодны для таких установок террасовые, нагорные, увальные и ручьевые россыпи, бортовые целики в открытых разрезах и старые отвалы.
Значительное распространение может получить гидравлический способ для вспомогательных операций при золотодобыче: вскрыша торфов на дражных полигонах и при мускульных открытых разработках; удаление хвостовых отвалов (хвостовые мониторы) у кулибин; промывка песков на гидравлических вашгердах (открытых гидравлических элеваторах); устройство плотин и перемычек и т.п. С большим успехом могут быть применены насосные гидравлические установки с искусственным напором, особенно в электрифицированных районах с дешевой энергией.
Самый дешевый и простой гидравлический способ разработки россыпей при надлежащей организации может быть в достаточной степени эффективным. Советская золотопромышленность, обладая большим количеством гидравлических объектов и располагая растущими с каждым годом кадрами и заводами для изготовления гидравлического оборудования, имеет все необходимые предпосылки для широкой гидромеханизации золотодобычных работ. Необходимо эти возможности широко реализовать.
Источник
