Cómo se extrae el oro del planeta

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

El buscador recoge una o dos palas de tierra de la orilla o del fondo del río, la arroja en una bandeja con un fondo cóncavo y luego, durante un largo tiempo, lava la arcilla, la arena y los guijarros en el agua, mirando con atención. en la suspensión fangosa, ¿no brillará algo? La recompensa son unos granos amarillos de arena en el fondo de la bandeja. O una pequeña pepita, si tienes suerte …

Bueno, ahora contaremos otra historia sobre la minería de oro. Una historia que no tiene casi nada que ver con lo anterior.

Estrictamente hablando, el oro puro existe puramente en teoría. Incluso en el oro 999,9, del que se fabrican las barras de banco, hay, como puede deducirse del índice, una diezmilésima parte de impurezas. Pero ese oro es un producto industrial. No hay necesidad de pensar en encontrar algo de naturaleza similar.

La arena de oro lavada por buscadores o dragas mecanizadas es en realidad solo una materia prima, un concentrado, que se derretirá más de una vez y sufrirá disolución-precipitación (refinamiento) antes de ser limpiada de muchas impurezas. Y, sin embargo, es más fácil trabajar con oro de placer que con oro de depósitos primarios, donde el metal amarillo permanece incrustado en la roca, rara vez en forma de venas y, a menudo, en forma de partículas microscópicas invisibles a simple vista, de hecho., polvo finamente disperso.

En el último caso, las bandejas, dragas y cualquier otra herramienta son inútiles; debe pedir ayuda a la química.

Tenacidad de la raza

El método clásico es el procesamiento de mineral triturado con una solución acuosa de cianuro de sodio en presencia de oxígeno (cianuración). En realidad, el oro se elimina por lavado del mineral: su átomo se combina en solución en un ion con carbono y nitrógeno. Luego, el oro se precipita de la solución (junto con una serie de impurezas, principalmente con plata).

Pero el caso más difícil son los denominados minerales refractarios. En ellos, los granos de polvo de oro de varias micras de diámetro están encerrados en conchas de sulfuro que consisten en pirita (compuestos de azufre y hierro) o arsenopirita (hierro, azufre, arsénico). El problema es que las cáscaras de sulfuro no se humedecen ni se disuelven con agua, por lo que la cianuración directa del mineral refractario no dará casi nada.

Es necesario romper de alguna manera este caparazón y quitarle una preciosa mota de polvo … O tal vez no es necesario que sufras, ¿por qué las viejas bandejas y dragas son malas? ¡Necesario! En todo el mundo, los depósitos de placer están a punto de agotarse y la mayor parte del oro mundial ya se produce a partir de minerales, incluidos los refractarios.

Oro y hielo

Son minerales de este tipo los que se extraen en el sitio de la Planta de Minería y Procesamiento de Albazino Resources (GOK), propiedad de la empresa rusa Polymetal, la segunda más grande de Rusia en términos de extracción de oro. Aquí está el borde de las colinas cubiertas con una fina taiga, un rincón casi deshabitado del enorme Territorio de Khabarovsk.

Hay más de cien kilómetros de la producción de mineral, donde 1, 2 mil empleados trabajan exclusivamente en forma rotativa, hasta el asentamiento más cercano. La ciudad de Amursk, donde se procesan los productos del Gobierno de Corea en la planta hidrometalúrgica local, se encuentra a unos cuatrocientos kilómetros.

La carretera de Amursk a Albazino tiene aproximadamente dos tercios sin pavimentar y los mismos dos tercios atraviesan la densa taiga. Cientos de kilómetros sin asentamientos, gasolineras, cafés al borde de la carretera y comunicaciones celulares.

Aquí el acompañante del conductor es un walkie-talkie. Los participantes del tráfico escuchan la misma frecuencia para, si es necesario, trasmitir a los "vecinos" alguna información sobre la situación en la vía, para advertir sobre algo, para pedir ayuda. Solo puede comunicarse con el mundo exterior desde un teléfono satelital, pero este no es un lujo asequible para todos.

Aproximadamente a 50 km de distancia, la carretera a Albazino está bloqueada por el rápido y abundante río Amgun, el último gran afluente del Amur antes de desembocar en el Océano Pacífico. En verano hay un ferry y en invierno hay un cruce de hielo. El cruce se refuerza especialmente vertiendo agua sobre él y congelando una capa adicional de hielo, de modo que el río en invierno sea cruzado tranquilamente no solo por automóviles, sino también por tractores cargados con 42 toneladas de concentrado de flotación (con productos GOK) con remolques..

Regalos de las entrañas

Las colinas locales no son altas, pero son participantes en el proceso de escala planetaria. América y Eurasia están chocando gradualmente entre sí, creando una enorme tensión sísmica a lo largo de todo el perímetro del Océano Pacífico.

Este perímetro se llama Anillo de Fuego del Pacífico. El plegamiento de la tierra en el Lejano Oriente ruso también fue el resultado de la colisión de placas continentales y oceánicas. Y, por supuesto, los volcanes entraron en erupción en estas partes. Junto con el magma líquido, transportaron oro desde las profundidades hasta la superficie, creando futuros depósitos.

También se encontraron rastros de una antigua caldera volcánica (un volcán que colapsó hacia adentro) en el área de la mina Albazino.

En las profundidades del antisinclinorio, bajo la capa de depósitos cuaternarios "jóvenes" (arcillas, margas), hay rocas sedimentarias como areniscas, que surgieron como resultado de la erosión de montañas más antiguas. Aquí y allá, las rocas sedimentarias se cortan de abajo hacia arriba por diques estrechos, cuñas extraídas de las entrañas del magma. Es en estos diques donde los geólogos encuentran cuerpos de oro.

Toneladas y gramos

No hace mucho, publicamos un informe de una mina de cobre y dijimos que el mineral de cobre extraído por el método de la mina contiene solo un 3% de cobre. Parecía que esto es muy poco: ¡solo 30 kg de metal valioso por tonelada de piedra extraída! El mineral, que se extrae en Albazino Resources, contiene en promedio 0, 0005% de oro, en otras palabras, 5 g por tonelada.

¿Es realmente rentable? Al precio mundial actual del oro (alrededor de $ 1,600 por onza troy - 31,1 g), es bastante. Pero suena impresionante: hay tanto metal precioso en una barra de oro de banco estándar (alrededor de 12 kg) como en 27 camiones volquete mineros completos con una capacidad de carga de 90 toneladas cada uno. En realidad, se necesitarán más camiones para obtener el lingote: todavía no existen métodos industriales para la extracción de oro al cien por cien del mineral.

Los camiones volquete de 90 toneladas se utilizan en canteras, donde el oro se extrae a cielo abierto. Hay varias carreras aquí, y todas tienen nombres femeninos.

La más productiva para hoy es Anfisa, la cantera de Olga ya se ha trabajado y cerrado. La vida de una cantera comienza con la exploración geológica, que se lleva a cabo mediante los métodos de perforación de testigos, cuando se perfora una muestra cilíndrica de la roca, y con cortes, cuando se analiza la roca triturada extraída del pozo (este es un método más fácil y sencillo). método más barato). Los datos de los geólogos se envían al departamento de planificación minera, donde, con la ayuda de un software, se construye un modelo de la ocurrencia del yacimiento y se crea el esquema de extracción de mineral más económicamente factible. Entonces comienza el trabajo de crear una cantera.

El primer paso es eliminar la sobrecarga, el suelo que cubre los horizontes minerales. Pues bien, entonces metódicamente, todos los días se perforan pozos en una u otra sección de la roca, los cuales se llenan de explosivos, y luego de una pequeña revisión, excavadoras y volquetes llegan al sitio de la voladura para seleccionar el mineral y llevarlo a la Planta de procesamiento y minería local.

La cantera se desarrolla hacia abajo, sus lados suavemente inclinados convergen hacia el centro en repisas concéntricas: entre los horizontes, "estantes" - se dejan bermas. Algunos de ellos son estrechos y sirven solo para la resistencia estructural de la mina, otros se utilizan como rutas de transporte de tecnología. La cantera, majestuosa como un anfiteatro romano, da una impresión de solidez que puede engañar. Por lo tanto, los lados de la cantera son escaneados constantemente por un radar especial capaz de rastrear los más mínimos movimientos de masas rocosas. Es más tranquilo de esta manera.

Las canteras tienen una profundidad de 200 a 300 m, pero la mayoría de las veces el yacimiento tiene una forma oblonga estrecha y continúa incluso más abajo. Teóricamente, puede crear una cantera más profunda, pero para soportar la suave pendiente de los lados, tendría que cavar un cuenco de gran diámetro y dedicar mucho tiempo y energía a excavar completamente el exceso de roca. ¿Salida? Minería subterránea.

Subterráneo en un Toyota

En el fondo del tajo abierto de Olga, donde se ha completado la minería a cielo abierto, hay una de las entradas al reino subterráneo de Albazino Resources. En las profundidades de la serpenteante carretera nos conduce el "indestructible" Toyota Land Cruiser 70, especialmente modificado por una de las firmas canadienses para viajar por las faenas mineras. A continuación se muestra la vida útil habitual de la mina: las plataformas de perforación perforan orificios para colocar explosivos, las robustas máquinas de cubos en cuclillas extraen el mineral triturado y luego lo transfieren a camiones volquete especiales para minas.

Si imaginamos un yacimiento como una especie de columna que se adentra en las profundidades, entonces su desarrollo se lleva a cabo de la siguiente manera. Primero, las rampas inclinadas (esas mismas serpentinas) se abren paso desde el fondo del pozo abierto a los lados del cuerpo mineral (en la roca estéril). Luego, entre las salidas (también sin pasar por el mineral), se hacen derivas de transporte, o simplemente túneles. Y ahora de ellos a las prisas del mineral.

La maquinaria entra en ellos y convierte todo un segmento de la "columna" en piedra triturada, que se lleva a la montaña. Pero dejar la enorme cavidad extraída es peligroso, por lo que antes de que los mineros bajen para extraer el siguiente horizonte, los vacíos que quedan del mineral seleccionado se vierten con concreto. En Sudáfrica, está la mina de oro Mponeng, que desciende cuatro kilómetros.

En Albazino, el orden de las profundidades es más modesto: cientos de metros, pero la longitud total de la penetración subterránea es impresionante. Desde 2009, los mineros han pasado más de 100 km de túneles.

Piedra de espuma

Ya sea que se extraiga de una cantera o se extraiga en una mina, el mineral termina en pilas (montones) junto a la planta de procesamiento de mineral. El mineral puede ser negro, gris, casi blanco, pardusco, pero no se detectan signos de oro visualmente y es imposible distinguirlo de la roca estéril a simple vista. Sin embargo, el color no es la única diferencia.

Con un promedio de alrededor de 5 g de oro por tonelada, aquí se encuentran minerales con una ley de 2 go menos a 3 kg por tonelada. Las materias primas también difieren en resistencia y extractabilidad. Para utilizar minerales de diferente calidad en el trabajo, pero para producir productos (concentrado de flotación) en el marco de los indicadores planificados, se cargan diferentes minerales, es decir, se mezclan en una cierta proporción.

La esencia de lo que está sucediendo en el GOK se puede resumir en dos palabras: molienda y flotación. Para cortar el exceso máximo y quitar de las materias primas la mayor cantidad posible de partículas diminutas que contienen oro, el mineral, o más bien la lechada - suspensión de agua, se muele en enormes tambores en presencia de bolas de alta resistencia acero. El producto de trituración se envía para ciclación (separación con vórtice) de fracciones gruesas y finas.

El polvo más fino pasa a la flotación, los cereales secundarios a triturar. Las películas de sulfuro que rodean al oro, como ya se mencionó, no se humedecen con agua. Este es un problema para la recuperación química del oro, pero para el beneficio, que se basa principalmente en procesos físicos, la desventaja se convierte en una ventaja. La pulpa se satura con aire, se le agregan compuestos espumantes de alcoholes de alto peso molecular.

Las burbujas rodean las "cápsulas" de sulfuro y las levantan. Se descarga una espuma valiosa y el mineral, que todavía está en la máquina de flotación, se vuelve a moler y nuevamente a la flotación. El resultado de todo el proceso de varias etapas es un lodo sólido (torta) exprimido de la espuma, llamado concentrado de flotación. La última etapa es el secado en un tambor, donde la torta se lleva a un contenido de humedad estándar del 6%. El concentrado seco se carga en bolsas especiales que contienen 14 toneladas de materias primas. Tres de estas bolsas se colocan en una plataforma con un tractor y van a Amursk, a los metalúrgicos.

Algunos números. Del mineral suministrado al Gobierno de Corea, se recupera un promedio de 85 a 87,5% del oro. El concentrado de flotación ya no contiene 5, sino 50 g de metal valioso por tonelada. Por lo tanto, un lingote de banco estándar contiene aproximadamente la misma cantidad de oro que las materias primas transportadas en 6 remolques con una carga de 42 toneladas cada uno. ¡Impresionante!

Aventuras de la molécula

Solo la Cosechadora Hidrometalúrgica de Amur nos da una respuesta a la pregunta de cómo, después de todo, eliminar el oro de la capa persistente. Aquí, en una empresa que también es propiedad de Polymetal, la denominada tecnología de autoclave se utilizó por primera vez en la minería de oro rusa. El autoclave es en realidad un horno: un cilindro de acero largo y horizontal, cubierto internamente con una membrana resistente al ácido y un revestimiento: tres capas de ladrillos resistentes al calor y al ácido.

La pulpa (una mezcla de concentrado de flotación con agua caliente) y el oxígeno puro se introducen en el autoclave a presión y se desencadena la reacción exotérmica de oxidación del azufre. Las piritas y las arsenopiritas se desintegran y aparece oro libre en la mezcla. En la foto de abajo se muestra el momento más espectacular: el precipitado del cátodo marrón se funde en una aleación Doré de color amarillo claro. El metal caliente se vierte en moldes de cerámica (moldes).

Pero eso no es todo: hay un verdadero thriller químico por delante. Después del evaporador (donde la temperatura y la presión de la lechada caen bruscamente), la mezcla se envía para neutralización: eliminación del ácido sulfúrico formado durante la reacción. La cianuración está por delante (que finalmente será posible), y el ácido sulfúrico, cuando se disocia en solución, forma un ión de hidrógeno positivo.

Cuando se encuentra con cianuro, el hidrógeno se combina fácilmente con el ion cianuro (CN) para formar ácido cianhídrico (HCN), que se evaporará. Por lo tanto, el ácido sulfúrico debe eliminarse mediante neutralización, y solo entonces, durante la cianuración, el oro puede formar un ion - dicianoaurato. Cargados, estos iones se adhieren al carbón activado especialmente agregado a la pulpa. Todo esto se llama sorción, pero en la etapa de desorción, la solución alcalina de NaOH elimina literalmente los iones que contienen oro del carbón, que se envían al electrolizador.

Allí se descompone el dicianoaurato y finalmente se deposita oro puro sobre el cátodo. El sedimento marrón se envía a la fundición y allí se convierte en pesados lingotes de color amarillo claro con forma de fosa nasal, con forma de banco. Pero esto todavía no es oro, sino la llamada aleación Dore, donde hay aproximadamente un 90% de oro, un pequeño porcentaje de plata y también níquel y cobre. Estos metales se aman tanto y se disuelven entre sí con tanta facilidad que es posible aislar oro de 999 quilates solo durante el refinado. Pero otra empresa se dedicará a la refinación. Los mineros de oro y metalúrgicos de Polymetal han realizado el trabajo principal.