Способ добычи золота с помощью ртути

Амальгамация — способ извлечения золота, основанный на избирательном смачивании ртутью частиц золота с образованием амальгамы, которая затем отделяется от пустой породы. Амальгама образуется благодаря диффузии ртути в золото. Ртуть не растворяет золото, а лишь смачивает и диспергирует его с получением амальгамы, т. е. образует нтерметталические соединения типа AuHg₂, Au₂Hg и др. В состав амальгамы входят твердые растворы золота со ртутью, химимческие соединения их, жидкая ртуть. Лучше всего ртуть смачивает чистое золото. Однако оно, как правило, покрыто пленками гидроксидов же-леза и марганца, шламами глинистого материала. Поэтому перед амальгамацией поверхности золотин очищают трением или в слабых растворах серной кислоты (3%), что значительно улучшает взаимодействие золота и ртути.

В зависимости от условий проведения амальгамация подразделяется на внутреннюю, которая проводится одновременно с измельчением руды, и внешнюю, которая проводится в амальгамационных шлюзах после измельчения руды. Внутренняя амальгамация характеризуется высоким расходом ртути (15-20 г/т руды или песков) из-за пемзования ртути, т. е. образования большого числа мелких шариков ртути. Расход ртути при внешней амальгамации составляет 2-3 г/т руды.

В настоящее время амальгамация применяется преимущественно при переработке бедных гравитационных концентратов — шлихов.

Наиболее полная амальгамация золота осуществляется при контакте его с ртутью в течение 1,5-2 ч. Эффективность амальгамации зависит от крупности золота в материале и состояния поверхности золотин, для очистки которой перед амальгамацией концентраты подвергают механической или химической очистке. Механическая обработка может осуществляться одновременно с амальгамацией, например, в мельницах и амальгамационных бочках, в которые добавляют стальные шары. Химическая обработка проводится сернокислотными растворами в течение 2 ч. Наиболее высокая эффективность амальгамации наблюдается для золота крупностью -1+0,1 мм. Для более тонкого золота она снижается, вероятно, из-за недостаточной силы соударения золотин с каплями ртути и малой вероятности их встречи.

Амальгамационная бочка — литой или сварной стальной барабан диаметром 800 мм и длиной 1200 мм. Перед амальгамацией в бочку загружают золотосодержащий концентрат, стальные шары и через некоторое время производят доизмельчение концентрата, после чего заливают ртуть при соотношении к золоту, содержащемуся в концентрате 8-15:1, добавляют известь и в течение 3-4 ч вращают аппарат с невысокой частотой для предотвращения пемзования ртути. Затем содержимое бочки пропускают через гидроловушку, где улавливается образовавшаяся амальгама. Разделение в ловушке осуществляется в восходящей струе воды.

Часто амальгамацию проводят в амальгамационных шлюзах (желобах), покрытых медными листами с нанесенным из них слоем ртути. Амальгамация происходит при движении по желобу измельченной руды с водой.

Для выделения золота из амальгамы применяют отжимку и отпарку. Отжимка проводится для отделения излишней ртути на плотной ткани, но перед этой операцией амальгаму промывают горячей водой и имеющиеся в ней частицы железа, попавшие в нее при измельчении, удаляют магнитом. Отжимка производится в прессах с ручным или механическим приводом. Твердая амальгама с содержанием 40-50 % золота направляется на отпарку в ретортах при температуре сначала 300-400 °С, а затем 750-800 °С в течение 3-6 ч. После отпарки получается золото 750-900 пробы, в котором содержится до 0,1 % ртути. Это золото затем отправляется на аффинажный завод для окончательной очистки.

Цианирование — способ извлечения золота из руд и концентратов избирательным растворением его в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии растворенного в воде кислорода. Растворение золота протекает в цианистых растворах слабой концентрации (0,03-0,3%) по реакции:

Растворение проводится в щелочной среде, создаваемой известью при рН 11-12 для предотвращения гидролиза цианида с образованием летучей цианисто-водородной кислоты.

Цианирование широко распространено в практике извлечения золота. Оно применяется для его извлечения из руд, продуктов переработки концентратов, хвостов, различных промпродуктов. При цианировании наиболее широко применяют цианид натрия NaCN, цианид кальция Ca(CN)₂ и иногда цианид калия KCN.

Результаты цианирования зависят от характера золота и состава руд и песков. Хорошо растворяется в цианистых растворах золото, имеющее чистую поверхность, покровные образования на ней препятствуют растворению и увеличивают время растворения. На скорость растворения значительно влияют также примеси других металлов в золоте, например серебра и меди, а также дисперсное железо.

Минеральный состав руд — один из важных факторов, определяющих эффективность цианирования, которое значительно снижается в присутствии сульфидов меди, железа, минералов сурьмы и мышьяка, графита, углистых сланцев. Наличие сульфидов, особенно склонных к окислению, приводит к чрезмерному расходу цианида, идущего на побочные реакции образования комплексных ионов Fe(CN)₄ 6- , Cu(CN)_n n-1 , Zn(CN)₄ 2- , CNS — , CNO — . Углистые сланцы обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к золотоцианистому комплексу и могут сорбировать до нескольких сот граммов золота на тонну. Поэтому при высоком содержании углистых сланцев процесс цианирования не применяется.

Цианирование довольно длительный процесс: в зависимости от характера золота и вещественного состава выщелачиваемого продукта оно может продолжаться 24-30 ч.

В настоящее время в промышленности применяют два основных метода цианирования: перколяцию (просачивание) цианистого раствора через слой мелкораздробленной руды или песков и перемешивание пульпы при ее интенсивной аэрации. Получает распространение и третий способ — кучное выщелачивание цианистыми растворами.

Из цианистых растворов после отделения их от пульпы золото может выделяться несколькими способами. Наиболее распространен метод осаждения золота цинковой пылью:

При этом способе применяемая цинковая пыль обеспечивает достаточно полное извлечение золота из раствора при небольшом расходе (15-20 г/м 3 раствора). Для повышения скорости осаждения золота и снижения расхода цинка из растворов предварительно удаляется кислород в вакуум-ресивере. Полнота осаждения золота цинком обычно составляет 99,9%.

Извлекать золото из цианистых растворов также можно при помощи угля и ионообменных смол. Последние широко применяют при сорбционном цианировании, когда совмещают процессы цианирования и извлечения растворенного золота. При сорбционном выщелачивании помимо цианида и кислорода воздуха в пульпу вводят ионообменную смолу — анионит, которая сорбирует выщелачиваемое золото. Этот вид цианирования особенно эффективен при переработке труднофильтруемых шламистых руд. Смолу АВ-17 с сорбированным на ней золотом сначала подвергают десорбции примесей цинка и никеля серной кислотой, а затем проводят электроэлюирование в течение 6-8 ч, при котором на катоде осаждается до 90% золота. После обработки смолы щелочным раствором нитрата аммония для удаления меди и железа ее возвращают на сорбционное выщелачивание.

Источник

Золото из ртути: метод получения, применение ртути в современной промышленности

Еще со времен алхимиков человечество пытается найти способ получения золота из ртути и свинца. Каких только опытов не проводили обычные люди и ученые. И, как ни странно, но сделать золото искусственным путем оказывается можно, но только с помощью ядерной химии. И все же ртуть необходима при добыче золота. Для чего она нужна, разберемся ниже.

История Николя Фламеля

История Николя Фламеля, переписчика книг из Парижа, до сих пор считается загадочной. Этот человек на протяжении долгого времени пытался получить золото из ртути. Существует легенда, что он еще в XIV веке разгадал тайну, которая веками интересовала людей: возможно ли искусственно изготовить драгоценный металл. Началось все с того, что в руки этого человека попала древняя рукопись, с непонятными знаками и символами. Расшифровать этот текст Николя пытался 20 лет, но все старания были безуспешными. Никто из знатоков древних языков, к которым Фламель обращался, не мог помочь ему.

Для разгадки тайны рукописи пришлось выезжать за пределы Франции. И только в Испании, после двух лет поисков нужного человека, ему улыбнулась удача. Здесь он познакомился с настоящим знатоком древнего иудейского языка. Ученый, узнав о рукописи, сразу же отправился вместе с Николя в Париж, так как переписчик не рискнул взять тексты с собой. Но доехать до Франции ученому не удалось, по пути он заболел и скончался. Но все же, кое-что он успел рассказать Фламелю.

Вооружившись полученными знаниями, Фламель приступил к расшифровке рукописи. Труды его не пропали даром, в январе 1382 года Николя смог получить из ртути серебро, а вскоре увенчались успехом и опыты с золотом. Возможно, это всего лишь легенда. Но достоверен тот факт, что скромный переписчик в короткий промежуток времени стал владельцем огромного состояния. После его смерти многие искатели обыскивали его дом в поисках золота, но никому не удалось ничего найти. До сих пор нет доказательств того, что Фламель умел делать золото из ртути.

Еще один пример

Прошло много лет после открытий Николя Фламеля. А вопрос о том, как из ртути получить золото, оставался открытым. Лишь в конце XIX века химик Стефан Эмменс заявил на весь мир о том, что ему удалось получить вещество, которое можно назвать драгоценным металлом.

Полученное экспериментальным путем вещество химик назвал «аргентаурум», а изготовлено оно было из серебра, при участии ртути. Исследователи из США тщательно проверили то вещество и выкупили по цене золота. Это были три пробных слитка. Сам ученый заявил в то время, что не собирается раскрывать технологию и пускать золото на массовое производство, так как это может плохо сказаться на экономике не только США, но и всего мира. Но все же Эмменс согласился провести демонстрацию опыта в Париже, на всемирной выставке. Незадолго до выступления химик бесследно пропал. Скорее всего, его открытие посчитали слишком опасным.

Современные опыты

В 1940-х годах, путем экспериментов, ученые доказали, что превращение ртути в золото возможно. Но только при помощи ядерных реакций. Полученное в результате вещество будет неустойчивым и быстро распадется. А затраты на его изготовление значительно превышают стоимость природного золота.

Что такое ртуть

Ртуть называют «живым серебром». Этот металл серебристого цвета, при температуре до -39 °С остается в жидком состоянии и при этом обладает необычайной подвижностью. При температуре ниже -39 °С становится твердым металлом.

Ртуть не имеет запаха и вкуса, а при комнатной температуре легко испаряется. Пары этого вещества очень опасны для здоровья человека. Поэтому в бытовых условиях разбитый градусник, может вызвать сильное отравление.

Чистую ртуть добывают из руды, называемой киноварь. Это минеральное вещество специально нагревают до высоких температур, чтобы ртуть могла выпариться, а затем ее конденсируют. Плотности ртути и золота равны соответственно 13 600 кг/м 3 и 19 300 кг/м 3 .

Жидкая ртуть имеет способность скатываться в шарик, а также в ней ярко выражена способность смачивания некоторых металлов. Ртутный шарик может притягивать к себе золотую пыль и поглощать ее в свою массу. В конечном итоге, когда шарик уже не сможет забирать в себя частицы золота, как единая масса он начнет рассыпаться.

Метод амальгамации

Этот метод добычи золота ртутью считается одним из самых древних. Он очень вреден для здоровья, поэтому запрещен в РФ, но во многих странах им до сих пор пользуются.

Амальгамация — процесс смешивания ртути и металла, например, золота. Ртутные шарики не растворяют металл, а лишь смачивают его, вбирая в себя. В дальнейшем при помощи разных методов, например, выпаривания, получают чистое золото.

Такой метод применяют в том случае, если не помогает промывка черного песка, и крупицы золота мельче одного миллиметра.

В России запрещено

В России с 1988 года запрещена добыча золота из ртути. В то время был издан приказ Комдрагметом СССР «О прекращении применения ртути (амальгамации) в технологических процессах при обогащении золотосодержащих руд и песков». До выхода в свет этого документа, в золотодобыче СССР был широко распространен метод с использованием ртути. А расход «жидкого металла» в золотодобывающей промышленности доходил до сотен тонн в год. При этом огромное количество ртути поступало в окружающую среду. До сих пор золотоискатели находят ртутные отходы в местах, где когда-то находились фабрики.

Опасно

Ртутные пары очень ядовиты. Поэтому при работе с этим металлом необходимо соблюдать технику безопасности. Пары нельзя вдыхать, это может вызвать серьезное отравление. Кроме того, ртуть и ее соединения не должны попадать на кожу. Во время взаимодействия с ртутью лучше всего надевать защитные очки и перчатки, а саму процедуру добычи золота с помощью ртути следует выполнять на свежем воздухе. При этом желательно проследить, чтобы ветер дул в обратную от вас и жилых домов сторону.

Взаимодействие с кислотой также опасно, как и взаимодействие с ртутью. Для реакции золота и ртути, а точнее для удаления излишков «жидкого металла» во время процесса амальгамации, используется азотная кислота. Поэтому нужно быть особенно осторожным во время выполнения манипуляций, беречь кожу, глаза, нежелательно вдыхать кислотные пары. Для того чтобы смыть попавшую на кожу кислоту, можно использовать чистую воду.

Есть еще одно правило: изготавливая раствор лучше всего наливать кислоту в воду, а не наоборот. Это поможет избежать разбрызгивания. Нейтрализовать действие кислоты можно с помощью соды.

При работе с кислотой под рукой всегда должна находится чистая вода, для того чтобы быстро разбавить кислоту в случае попадания на кожу либо оборудование.

Кислота, попадая на тело, вызывает ожоги, если не смыть ее моментально. Даже попадая на одежду, скорее всего она проникнет до кожи. В таком случае нужно снять одежду и промыть обожженное место. Также рекомендуется, работая с кислотой, надевать специальную маску, это поможет не обжечь легкие при вдыхании паров.

Подготовка

Для того, чтобы ртуть поглощала золото, необходимо очистить его от посторонних примесей, так как они буду мешать процессу амальгамации. Иногда драгоценный металл покрыт пленкой нефти или другими примесями. Для очищения используется десятипроцентный раствор азотной кислоты. Им заливают промываемый концентрат.

Во время этого процесса может произойти реакция с выделением газа. Необходимо дождаться прекращения всех признаков реакции и поле этого промыть концентрат чистой водой, таким образом смывая кислоту.

Сам процесс

Весь процесс проводится в стальном или пластиковом лотке для промывания. Количество ртути должно быть равно количеству золота в концентрате. Слишком много ртути не нужно, так как с ней, в таком случае, будет неудобно работать. Лучше налить изначально меньше и постепенно добавлять еще. Также во время процесса в лотке должно находиться небольшое количество воды:

Берем лоток в руки и совершаем круговые движения до тех пор, пока все золото, которое было видно, не соединится с шариком ртути. Черный песок ртуть не поглощает.
После этого смываем черный песок в таз с водой.
Если во время этого процесса в таз сольется небольшое количество амальгамы, не переживаем. Ее всегда легко можно извлечь из таза с водой.
Имеем в виду, что ртуть не захватывает платину. Поэтому внимательно смотрим во время окончательной промывки.
Если во время процесса ртутный шарик начинает разделяться, добавляем еще немного ртути для того, чтобы поглотилось все содержащееся в песке золото.
Полностью наполненный золотом ртутный шарик будет состоять на 50 % из ртути и на 50 % из драгоценного металла.

Как сделать из ртути золото

Когда все золото амальгамировано, а сама амальгама отделена от песка, можно приступать к удалению лишней ртути. Сделать это можно при помощи выдавливания. Для этого берется тонкая и влажная замша или любой другой плотный материал. Вся лишняя ртуть должна пройти сквозь поры ткани. Контейнер, который будет находиться под материалом, лучше всего наполнить водой. Таким образом излишки ртути не будут разбрызгиваться, и их легко можно будет собрать в дальнейшем. Этот процесс лучше всего делать в резиновых перчатках, чтобы предотвратить впитывание ртути в кожу.

Ртуть, которую выдавили из амальгамы, будет содержать в себе небольшое количество золота. Эти остатки будут помогать собирать большее количество драгоценного металла при будущих процессах амальгамации.

Как только все излишки ртутных соединений удалены из шарика, можно начинать выделять золото из ртути. Для этого можно воспользоваться одним из двух способов: выпаривание, путем нагрева амальгамы или растворение ртути в азотной кислоте.

Выпаривание

Ртуть испаряется при температуре 357 градусов, которая имеется в верхних частях пламени газовых горелок. Так как ртутные пары сильно ядовиты и могут вызвать смертельное отравление, данную процедуру стоит проводить вне помещения. При этом ветер не должен дуть в сторону человека. Ртуть может находиться на золоте в виде тонкой невидимой пленки, поэтому, если металл кажется чистым, не стоит думать, что ртути на нем нет.

Для этого процесса можно использовать стальной лоток или сковороду. Для выпаривания не очень подойдет алюминиевые контейнеры, так как алюминий может вступить в реакцию с ртутью.

Перед разогревом шарика амальгамы в лотке, нужно удалить из него как можно большее количество ртути способом, указанным выше. Вначале шарик нагревают медленно, постепенно увеличивая температуру. Если золото содержит небольшое количество ртутных соединений, можно не бояться, что они разбрызгаются.

Метод с кислотой

Для выделения золота из ртути, после процесса амальгамации часто используют азотную кислоту. Вступая в реакцию с ртутью, она растворяет ее, при этом не оказывая никакого воздействия на золото. Прежде чем начать работу, необходимо убедиться, что амальгама не содержит лишней ртути и примесей черного песка:

Помещаем ртутный шарик в стеклянную банку.
Вливаем туда раствор кислоты в соотношении 6:1, можно крепче.
Ожидаем, пока не пройдет химическая реакция.
Хорошо промываем банку чистой водой и сливаем в отдельный контейнер.
Если золото не приняло свою естественную форму хлопьев и порошка и видны остатки ртути, сливаем воду и наливаем еще одну порцию азотной кислоты. В случае очередной неудачи, делаем более крепкий раствор.

Как правило, при небольшом количестве ртути, очищение происходит с первого раза. Если же ртути много, все пункты нужно будет выполнить несколько раз.

Если с помощью этого метода растворяется большое количество «жидкого металла» и есть желание сохранить его, можно использовать следующий метод:

Сливаем кислоту после проведенного процесса в отдельную банку. В ней будет содержаться ртуть, которая была удалена из амальгамы.
Опускаем в банку алюминиевую фольгу.
Кислота вступит в реакцию с алюминием и осадит ртуть на дно банки.
Кислоту сливаем из контейнера, нейтрализуя с помощью питьевой соды, до окончания выделения газа.

Применение ртути в современной промышленности

Ртуть имеет ряд уникальных свойств, что позволяет ей быть ценной практически в любом производстве. Вот список отраслей, где используется этот металл:

Химическая промышленность. Самое большое количество ртути применяется при производстве хлорных компонентов, она выполняет функцию катода при получении натрия и хлора. Также ртуть используют как катализатор при происхождении некоторых соединений.
В атомной энергетике этот металл используют для растворения урана. Также ртуть помогает при термохимической реакции расщепления воды на кислород и водород.
Металлургическая промышленность: здесь при участии ртути образуется ряд важнейших сплавов, необходимых для гравировки, литографии и гальванопластики. В этой области также ценится возможность ртути поглощать в себя многие металлы, образуя амальгамы.
Соединения ртути часто применяются в производстве драгоценных металлов.
Электрическое производство: люминесцентные, кварцевые и лампы дневного света, выпрямители тока работают при помощи жидкого ртутного катода, аккумуляторы. На сухих батареях, при производстве которых используется ртуть, работают современные слуховые аппараты.
Тяжелая машиностроительная промышленность: различные вакуумные установки, актуальные ртутные диффузионные насосы, тяжело нагруженные гидродинамические подшипники, большое количество ртути в жидком виде находится в ртутно-паровых турбинах.
Даже в астрономии этот металл нашел свое применение. В этой области часто используют прибор «горизонт», в котором ртуть необходима для образования безупречно зеркальной поверхности, необходимой для наблюдения за небесными объектами.
В горной промышленности используется для добычи золота.
Приборостроение: используется для изготовления контрольно-измерительной техники, барометров, термометров; необходима для сборки стиральных машин, кондиционеров и холодильников.
При переработке нефти, металл в виде паров используют для регулировки температуры, необходимой для очистки.
Ртуть широко распространена в медицине: она участвует в создании мочегонных, антипаразитных и антисептических средств. А в стоматологии помогает в изготовлении зубных протезов и пломб из амальгамы некоторых металлов.
Также ртутные соединения применяются: в фотографии, обработке кожи, при окраске тканей, в пиротехнике, во время производства фарфора.
В военной промышленности жидкий металл используют для изготовления взрывчатого вещества, так называемой «гремучей ртути». Это вещество закладывается в детонаторы снарядов и гранат.
Кораблестроение. Здесь используется краска, содержащая ртуть. С ее помощью обрабатываются поверхности кораблей, находящиеся под водой. Эта краска при взаимодействии с морским хлором образует пленку, убивающую вредные бактерии.
В сельском хозяйстве ртутные соединения используют как гербициды.

Мы узнали о цели применения ртути в разных производствах.

Источник