Как и где добывают золото: в России и в других странах
Добыча золота – процесс, которому не одна сотня и даже тысяча лет. Люди занимались разработкой золотых жил с незапамятных времен, используя драгоценный металл в самых разных целях – от ювелирных изделий и предметов быта до создания денежных резервов государств.
Золото редко теряет в цене, и его стабильность на финансовом рынке делает покупку желтого металла оптимальным способом защиты активов. Несмотря на кризисы и эпидемии, именно золото остается самой востребованной валютой, а не бумажные деньги.
Кстати, недавняя мировая пандемия из-за китайского вируса Covid-19, конечно, не могла не повлиять на ситуацию на золотом рынке в частности и финансовом рынке в целом. Однако сегодня наблюдается устойчивый рост стоимости золота, несмотря на то, что прогноз на золотодобычу в этом году не слишком оптимистичный. Все же эксперты предполагают рост спроса на драгметалл, как на антикризисные инвестиции.
Как добывают золото: способы
Если несколько столетий назад старатели добывали драгоценный металл кустарными способами, то сегодня в ходу промышленные методы золотодобычи. Более того, во многих странах сегодня добывать аурум кустарными способами даже запрещено на законодательном уровне, так как это оказывает негативное влияние на окружающую среду. Например, такой запрет действует в России.
Как добывают металл в промышленных масштабах? Основным способом можно назвать разработку рудников и месторождений. Постоянная модернизация инструментов добычи позволяет максимально упрощать процессы золотодобычи. Конечно, в поднятых из-под земли пластах породы встречается не только вожделенное золото, но и другие элементы – цинк, серебро, свинец, платина. Полученный продукт проходит несколько сложных этапов, прежде чем отдать необходимый драгметалл. Его для начала дробят, добавляют калий или щелочной натрий, и все вместе плавят. В полученную смесь вливают воду и затем убирают всю жидкость. В остаточную массу добавляют соляную кислоту, которая убирает все лишнее. Такая методика считается максимально эффективной. Она популярна на территории России вот уже пару сотен лет. Однако есть у нее и значительный недостаток – в процессе довольно большой процент частиц драгметаллов теряется.
На Западе отдают предпочтение выщелачиванию золота из сырья, что является экологически чистым способом золотодобычи.
Помимо этого есть и другие методики:
• Электролиз. Для этого необходимы анод и катод. В качестве первого выступает металл, а в качестве второго – золотая пластина. После того, как происходит реакция, на пластине остаются небольшие частички аурума.
• Амальгация. Здесь для добычи драгоценного металла используется ртуть. С ее помощью извлекают из руды золото. Но такой процесс не только очень опасен, но и требует больших финансовых вложений, так что используется нечасто.
• Вода. Обыкновенная вода тоже может помочь в добыче аурума. Для этого породу размывают, а затем вместе с частичками золота ее выкачивают наверх.
Сегодня золотодобыча популярна во многих странах. Но промышленники пока сосредоточили свое внимание на суше. В то же время ученые считают, что в плане разработки золотых жил дно мирового океана обладает большим потенциалом.
Где добывают золото в России
По добыче золота Россия занимает 2 место в мире, уступая только Китаю и немного обойдя Австралию благодаря росту золотодобычи в последние годы. В РФ запрещена частная разработка золотых жил, но это не останавливает десятки старателей, желающих приобщиться к добыче драгоценного металла на золотых приисках.
По состоянию на сегодня Россия добывает около 300 т золота в год. В эту цифру попадает разработка золотых месторождений, а также добыча аурума из руды цветных металлов и из вторсырья.
По сути, львиная доля драгметалла добывается в Сибири. Самые известные месторождения золота в России находятся на Чукотке, Амуре, на Урале, в Красноярском Крае и в Магадане. Частные старатели находят давние и современные карты с местами добычи аурума в Подмосковье, Крыму. Промышленная добыча металла активно идет в Кемеровской и Свердловской областях (Воронцовское, Березовское и Богомоловское месторождения), Забайкалье (Балейский район).
Находящееся в Иркутской области месторождение Сухой лог считается крупнейшим в мире по запасам золота. В частности, именно на него приходится почти треть (28%) золотого запаса России. По предварительным оценкам, там находится около 3000 тонн золота.
В Томской области промышленную золотодобычу планируют начать уже к 2025 году. После георазведки было решено начать разработку Батуринского месторождения, предварительно исключив локации природных памятников – Соснового бора и Звездного ключа.
Ленинградская область в плане промышленной разработки золота была признана нерентабельной, однако это совершенно не останавливает частных старателей, которые активно ищут золотоносные жилы в регионе.
Что касается предприятий по россыпной добыче золота, то Россия уже не первый год удерживает в этом сегменте мировое лидерство. Доля россыпного аурума составляет около 70 тонн в год. Но большая часть таких месторождений уже выработана, так что доля такого золота постепенно снижается.
С 2008 года наблюдается стабильный рост золотодобычи в России, если не считать в этом плане неблагополучной 2010 год. Это позволило государству твердо войти в тройку мировых лидеров и там закрепить свои позиции.
В Казахстане
В республике Казахстан разрабатываются мелкие и средние месторождения. Несмотря на то, то процесс является довольно трудозатратным и содержание аурума в руде не слишком высокое, благоприятные условия добычи позволяют удерживать уровень добычи драгметалла в стране на достаточном уровне.
Более 100 компаний по стране имеют разрешение на разработку золотых месторождений, однако только треть из них действительно работает в этой сфере. Больше всего золота добывают на севере, востоке и в центре страны.
Самые крупные месторождения:
• Васильковское (17 км на северо-запад от Кокшетау). Оценка месторождения показала 370 тонн аурума. Разрабатывается с 1979 года, и к сегодняшнему дню освоено чуть более 10% золотого запаса жилы.
• Бакырчик (100 км от Семипалатинска, северо-восток) – второе по величине. Его запас оценивается в 326 тонн. Добыча драгметалла усложняется содержанием в руде мышьяка и углерода.
Также к наиболее крупным по стране можно отнести Жолымбет, Аксу, Бестюбе, Кварцитовые Горки. Работа с этими месторождениями была начата почти 100 лет назад, и на сегодня глубина шахт достигла уже 700 метров. В год группа месторождений дает примерно 1 т золота.
Страны-лидеры по добыче золота в мире
В начале 2000-х ведущее место в золотодобыче занимала Южная Африка, Но сегодня ее полностью вытеснил из лидеров Китай. В десятку лидеров вошли страны, которые на данный момент обеспечивают более половины (64%) мировой добычи золота:
• Китай,
• Россия,
• Австралия,
• США,
• Канада,
• Перу,
• ЮАР,
• Индонезия,
• Мексика,
• Гана.
Больше всего в мире добывают золота в Китае, но и по его производству этот регион выбился в абсолютные лидеры – на Азию приходится около 22% от мирового производства.
Кстати, в отличие от России, в той же Австралии заняться частными поисками золота, получив соответствующее разрешение, может каждый желающий. В РФ разрешена только промышленная золотодобыча.
В Перу нелегальная золотодобыча занимает 15% от общей цифры и стала причиной опустошения земель. А заработок от нее вдвое больше прибыли от наркоторговли.
Саудовская Аравия, несмотря на высокий уровень жизни и потребления, на сегодня не входит пока даже в топ-20 золотодобывающих государств. Но благодаря серьезным денежным вливаниям, страна планирует войти в лидеры уже через 10-15 лет.
Россия в последние годы начала уделять большое внимание разработке земель дальнего Востока, что может еще больше увеличить ее долю добычи драгметалла уже в обозримом будущем.
Малонаселенная Аляска не раз всплывала в новостных лентах, как очаг вспыхивания «золотой лихорадки». Аурум здесь обнаружили полтора века назад, но нельзя сказать, что месторождения отличаются солидной величиной. За все время, что здесь намывают золото, добыча составила около 400 тонн драгоценного металла. Зато именно Аляска не раз входила в кино и литературу как эпицентр «золотой лихорадки».
Сколько добывается золота в мире за год и за всю историю человечества
Мировая добыча золота ежегодно добавляет в общую золотую копилку по 2-3 тысячи тонн драгоценного металла. А если брать за всю историю человечества, от первых приисков до современной разработки крупнейших месторождений, то эта цифра достигнет 190 тысяч тонн аурума. Такую статистику подбили на Всемирном совете по золоту по состоянию на конец 2017 года. В эти объемы включены также все добытые золотые артефакты.
Как визуализировать такой объем драгоценного металла? По словам специалистов, если всю эту массу переплавить в один большой куб, то одна его грань выйдет в длину около 21 метра (высота пятиэтажного дома).
Что интересно, как отмечают эксперты, львиная доля всего этого объема (почти две три) была добыта с середины прошлого века по сегодняшний день. И около половины всей мировой добычи ушло на ювелирную промышленность. Ученые считают, что в земных недрах осталось не так много залежей золота – около 50 тысяч тонн. И хотя в последние десятилетия золотодобыча сильно активизировалась, через 7-10 лет активность в этой сфере начнет спадать.
Сложно переоценить значение золота в мировой экономике. Когда-то оно было символом богатства и роскоши, становилось причиной кровавых войн и набегов. Но сегодня это не просто материал для стильных ювелирных украшений. Аурум активно используют в промышленности (металлургия, электроника, приборо- и машиноростроение), его применяют в стоматологии и других областях медицины, в пищевой промышленности. И хотя золотые монеты сегодня не в широком ходу, их продолжают штамповать для инвестирования и коллекционирования.
В ювелирном деле мастера постоянно ищут способы улучшить и дополнить золотые сплавы, меняя цвет и характеристики полученного металла за счет различных примесей. В итоге сегодня можно встретить зеленое, черное и даже фиолетовое золото.
Но стоит помнить, что природные запасы металла медленно, но уверенно приближаются к истощению. И пора задуматься о том, где искать аурум после разработки всех мировых запасов. Возможно, будущее стоит за переработкой вторсырья, а также за перспективой разработки океанического дна. Правда, последнее способно привести к серьезным экологическим изменениям на планете.
Как из руды извлекают золото: технологии на грани фантастики
Чтобы очистить драгоценный металл от примесей, технологи применяют полиэтилен и цианиды, сосновое масло и бактерии. И некоторые технологии выглядят просто фантастическими.
Кажется, обогащение золотой руды или содержащего драгоценный металл песка должно проходить очень просто, ведь у золота высокая удельная плотность. Как раз благодаря этому свойству драгметалла и образуются россыпные месторождения — пласты песка с высоким содержанием полезного минерала. Казалось бы, все, что остается, — довести начатое природой до конца, применив метод гравитационного обогащения и отделив пластинки золота от других минералов. Оказывается, не все так просто: если золотинки мелкие, концентрат получается недостаточно чистым.
Реклама
Стоит отметить, что в мире разработаны еще не все коренные месторождения золота — так называют места образования этого металла в земной коре под действием древних магматических процессов. Для извлечения руды из скальных пород существуют специальные сложные методы. Для каждого типа руды он свой. Но в любом случае в качестве первой ступени около трети горно-обогатительных фабрик, работающих с золотом, применяют именно гравитационный процесс. А уж потом — все остальные.
Амальгамация: технология римлян
Самый древний, появившийся еще 2 тыс. лет назад метод извлечения золота из концентрата с помощью ртути называется амальгамацией. Он основан на способности ртути смачивать золото — жидкий металл вбирает его в себя, а другие минералы оставляет на месте. Затем ртуть пропускают через фильтр, фильтрат выпаривают и в остатке получают золото. Этот древний метод применяют, если частицы золота мельче 1 мм. Для повышения эффективности первичный концентрат сначала обрабатывают раствором азотной кислоты, чтобы смыть с зерен золота пленку сульфидов. И хотя пары ртути ядовиты, технологию применяют по сей день.
На современных предприятиях при амальгамации используют оборудование, сводящее к минимуму вредное воздействие ртути на человека. Однако такие фабрики есть далеко не во всех золотодобывающих странах, и их укомплектованность современным щадящим оборудованием зависит от местных законов страны и интересов самих компаний.
Цианирование: полезный яд
Со временем процесс амальгамации практически вытеснило цианирование: обработка гравитационного золотого концентрата или просто дробленой руды цианидами калия, натрия, кальция. Преимущество такого метода заключается в том, что его можно применять прямо на месторождении — тогда это называют кучным выщелачиванием. Прямо на открытом воздухе раздробленную руду укладывают на наклонное гидроизоляционное основание и распыляют на нее раствор цианида. Он выщелачивает золото и стекает в пруд-отстойник. И уже там с применением активированного угля, цемента или сернистого натрия производят осаждение металла.
Красивый, простой, проверенный временем метод — так в еще XVII веке добывали медь. Однако он не работает для руд с содержанием углеродистых веществ, сульфидов меди и сурьмы. Не эффективен он и в случае, когда золото тонко вкраплено в сульфидные минералы. А вот для подготовленных другими методами концентратов цианирование применяют часто.
Флотация: метод золотой пены
Если в золотой руде много сульфидов, для их отделения применяют метод флотации. Руду мелко дробят до размера частиц в 0,1 мм, 0,2 мм и даже 0,075 мм, а затем прогоняют через установку для гравитационного обогащения, удаляя легкие минералы. Полученный концентрат обрабатывают реагентом на основе соснового масла с различными добавками и перемешивают в чане с водой. Реагент создает пузырьки, которые прилипают именно к пластинкам золота и поднимают их наверх. В результате в емкости образуется пена, содержащая драгоценный металл. Ее сливают, получая концентрат с высоким содержанием золота.
Эта операцию повторяют несколько раз, но в итоге полученный материал все равно подвергают цианированию.
Бактериальное выщелачивание: очень вкусные сульфиды
Иногда золото в руде находится в виде тонких вкраплений в сульфиды. Настолько тонких, что дроби не дроби, а отделить минералы друг от друга не получается. Месторождений с таким золотыми рудами на нашей планете около 40%. Чтобы обогащать добытое на них сырье, используют бактерии, питающиеся сульфидами. Раствор с бактериями смешивают с измельченной рудой или первичным концентратом, и через некоторое время микроорганизмы очищают золото. Не идеально, но достаточно для дальнейшей обработки концентрата методом цианирования.
В теплом климате такой метод применяют на открытом воздухе прямо на месторождениях, как и кучное выщелачивание. Но холод бактерии не любят, так что чаще они трудятся в чанах на горно-обогатительных фабриках.
Подземное выщелачивание: без шахт и карьеров
Это выглядит как магия: в одну скважину закачивают выщелачивающий раствор, а из другой он выходит уже обогащенный золотом. Карьеры, шахты, штольни становятся просто не нужны. Дробить руду или проводить гравитационное обогащение — тоже без надобности. Увы, подземное скважинное выщелачивание можно применять лишь на месторождениях определенного типа. На таких, где частицы золота распределены в рыхлой породе, например, в погребенных россыпях. Погребенными их назвали, поскольку поверх древней золотой россыпи со временем отложились другие горные породы. В этом случае нужно, чтобы снизу был ненарушенный водоупорный горизонт. Иначе выщелачивающий раствор просто уйдет в глубину.
Актуален такой метод и на месторождениях коры выветривания, когда золото залегает в разрушенных горных породах. И даже на коренных месторождениях, где скальные породы содержат трещины, а в них как раз и сконцентрирован драгоценный металл.
В качестве реагентов для подземного выщелачивания используют хлор-хлоридные растворы. Почему не цианиды? Ведь, казалось бы, закачивание последних под землю было бы не менее эффективно, а разлагаются цианиды достаточно быстро. Однако добывающие организации опасаются общественного осуждения и протестов экологов, поэтому цианиды как возможные реактивы не рассматривают.
Метод подземного выщелачивания применяют в том числе и в России на Урале. Например, на Маминском месторождении (Свердловская область) оно позволяет извлекать золото из руды с содержанием 0,75 г на тонну. При обычной добыче такие содержания считаются забалансовыми, то есть невыгодными для извлечения.
А в конце — на переплавку
Остается добавить, что в конце процесса обогащения чистое золото все равно не получается. Конечный продукт горно-обогатительных комбинатов — это на самом деле так называемый сплав доре, содержащий примесь серебра. Его в виде слитков передают на аффинажные фабрики, где очищают, используя уже металлургические методики. И если сплав доре недостаточно чист, аффинажная фабрика штрафует поставщика.
• Предприятия
• Экспортеры
• Продукция
• Новости
Золото: свойства, способы добычи и применение
Золото представляет собой тяжёлый минерал жёлтого цвета. Это драгоценный благородный металл, играющий важнейшую роль в истории человечества. Своё название химический элемент приобрёл от старославянского слова «злато», что обозначает яркий жёлтый цвет.
Физические свойства золота:
• Мягкий, ковкий, пластичный металл.
• Хороший проводник тепла и электрического тока.
• Плотность золота 999 пробы составляет 19,32 г/см3.
• Плавится при температуре +1064,180C.
• Температура кипения составляет +28560C.
Химические свойства:
• Инертный благородный металл, не подверженный окислению и коррозии.
• Не вступает в реакции с кислотами. Исключение составляет царская водка – смесь концентрированных соляной и азотной кислот.
• При повышенных температурах вступает в реакцию с хлором и фтором.
• Хорошо растворяется в ртути, образуя легкоплавкий сплав – амальгаму.
• Взаимодействует с некоторыми органическими веществами, примерами которых являются ауротиоглюкоза, этилдибромид золота.
История добычи золота в России
История российской золотодобычи насчитывает около трёх веков.
До этого, на протяжении многих столетий золото закупали за границей, тратя на это свои национальные богатства. Хотя ещё в V веке до нашей эры, «Отец истории» Геродот утверждал, что на Урале (в те времена его называли Рифейскими горами) имеются значительные запасы этого благородного металла. И действительно, раскрывая древние скифские захоронения, тайные копатели – «бугорщики» обнаруживали множество уникальных золотых изделий исчезнувшей цивилизации.
Начиная с 40-вых годов XVIII века положение коренным образом изменилось. Золото уже обнаруживали на Алтае, в Карелии на Воицком медном руднике, а в Архангельской губернии нашли золотую жилу, из которой в последующем добыли за полвека 65 кг благородного металла.
Но всё же первым промышленным месторождением стал Шарташский рудник (в дальнейшем – Первоначальный), открытый в 1745 году Ерофеем Марковым. К середине столетия Берёзовский промысел, возникший на его базе и включающий в себя 50 приисков, производил 16 кг золота. К 60-ым годам добыча составила 32,6 кг, к 70-ым – свыше 65 кг. А в 1806 году было выпущено 5,8 тонн золота, что составляло в то время 85% всего производства на территории государства.
Дальнейшее развитие золотодобыча получила значительно позже указа Екатерины II от 1782-го года, объявлявшего государственную монополию на разработку металлов. Хотя на протяжении второй половины XVIII века жёлтый металл находили на всех склонах Уральских гор, кроме севера. Знаковым стало обнаружение крупных самородков на реке Чусовой, золотые запасы которой продолжают разработку и в настоящее время.
Открывший свободу в добыче драгоценных металлов, указ Александра I, позволил начать освоение россыпных месторождений по технологиям Льва Брусницина. Открытием им Уфалейских коренных месторождений и успешные исследования на реке Берёзовка, привели к золотой лихорадке на территории России. 200 новых россыпных месторождений, первое место по уровню золотодобычи в мире, постоянное совершенствование технологий, привели к резкому увеличению добычи минерала.
Благородный металл вновь открыли на Алтае, в Западной Сибири, в Вятской губернии. В дальнейшем промысловики и рудознатцы всё больше устремляются на восток. Район Енисея, Забайкалье, Приамурье, Приморье становятся новыми районами золотодобычи. К ним добавляется бассейн реки Лена, Колыма и Чукотка.
Во времена Российской империи из земных недр было извлечено 2644 тонны золота. Аналогичный показатель за время существования СССР составил 10985 тонн. С 1991 по 215 год добыча золота составила 4404,1 тонн.
Золотые пластины
Способы добычи
Промывка россыпей
Древнейший способ золотодобычи, основанный на высокой плотности минерала. Используя лоток, старатели вручную моют золотоносный песок, отсеивая более лёгкие породы. При этом получается тяжёлая фракция, называемая шлихом, требующая дальнейшей переработки. Иногда в нём встречаются и другие ценные металлы и камни.
Более современные технологии промывки россыпей или породы коренных месторождений используют драги и промышленные промывочные установки, что позволяет значительно увеличить производительность процесса.
Извлечение золота из горных пород посредством амальгамации, хлорирования или цианирования
Амальгамация – метод добычи золота, с помощью образования соединений высококонцентрированных пород минерала со ртутью. После чего происходит извлечение амальгамы из шлама, и разделение её на золото и ртуть, которую затем используют повторно.
Цианирование использует растворение золота в цианидах (растворах синильной кислоты или её солей). Затем драгоценный минерал осаждается с помощью ионообменных смол или цинковой пыли. Тот же самый процесс, использующий для осаждения золота на сорбционных колоннах с возвращением восстановленных цианидов в повторное использование, носит название кучного выщелачивания.
Хлорирование золота – способ известный ещё жителям доколумбовой Америки, основан на растворении минерала в хлоре с дальнейшим переводом его в газ, осаждаемый и растворяемый водой. Что позволяет концентрировать металл в нужном месте. Существуют и варианты чисто газовой технологии. Нагревая смесь золотоносной руды с поваренной солью и глиной, индейцы получали огромное по тем временам количество золота.
Промышленный
Извлечение золотосодержащих руд из земной коры на поверхность, с различных глубин залегания производится открытым или закрытым способом. Предварительно проведённая геологоразведка определяет наличие золотоносных слоёв и целесообразность их разработки.
Шахтная
Технология добычи шахтным способом достаточно трудоёмкая. Кроме строительства самих подземных сооружений, требуется разработка замёрзших грунтов и удаление талых вод. С внедрением методики разработки лавами и использованием современных технических приспособлений (ленточных конвейеров, гидроустановок, паровых игл) процесс в значительной степени стал более эффективным. Повысилась производительность труда, и увеличился выход породы.
Несомненным достоинством данного метода является возможность разработки золотоносных месторождений, глубиной от 10 м. Подчас вечная мерзлота является благоприятным фактором добычи руд таким способом.
Карьерная
Процесс, связанный с удалением верхнего слоя пустой породы и разработкой золотоносного слоя грунта. В случае высокой твёрдости материалов, могут применяться буровые и взрывные технологии. Добытую экскаваторами руду грузят на транспортные средства, что затем отправить на перерабатывающие предприятия. Где и происходит её дальнейшее освоение.
Узкоспециализированные методики
Метод гравитационной дифференциации
Один из самых старых, но не потерявших актуальность методов добычи золота из пород, применяемых на большинстве современных предприятий. Суть его заключается в предварительном измельчении руды тяжелыми чугунными шарами внутри вращающихся мельничных барабанов. Затем в центрифугах происходит разделение фракций на лёгкую часть и тяжёлую (более богатую золотом). После чего и та и другая подвергаются процессам переработки, соответствующих их свойствам.
Использование металлодетектора
Постоянный технический прогресс вносит свои коррективы в древнейший процесс поиска полезных ископаемых. Одним из таких достижений, в значительной степени облегчающих поиск металлов, стали металлодетекторы. Причём современные конструкции этих устройств позволяют осуществить специализацию по конкретным химическим элементам. При всех своих недостатках, эти приспособления позволяют обнаруживать крупные фракции жёлтого металла, а также его самородки. Поэтому можно смело сделать вывод, что металлодетекторам открывается большое будущее в разведке полезных ископаемых. В том числе и золота.
Использование «флоттера»
Технология, применяемая в основном для улавливания самых мелких частиц золота. Хорошо раздробленную породу заливают маслом и тщательно перемешивают, заливая водой. В результате чего лёгкие «жирные» частички оказываются на поверхности. Не представляет трудности извлечь их оттуда и подвергнуть очистке, скажем с помощью последующего цианирования. В промышленных производствах для повышения производительности процесса, смесь продувают воздухом.
Добыча в холодное время года
Специфика разработки золотоносных месторождений во время низких температур имеет ряд существенных преимуществ:
• Решение ряда транспортных проблем, не отягощённых весенне-осенней распутицей и сырым летним грунтом.
• Отсутствие значительных потоков грунтовых вод и снижение уровня поверхностей водоёмов.
• Благоприятная возможность удаления лесокустарникового покрова и снятия твёрдого грунта.
• Улучшение оптических характеристик искомого минерала.
В целом можно отметить, что добыча золота в то или иное время года наиболее целесообразна с учётом конкретных обстоятельств организации процесса по месту действия.
Применение золота
Ювелирная промышленность
Благодаря своим уникальным эстетическим свойствам, золото всегда находило применение в качестве материала для изготовления изысканных украшений. С течением веков ситуация почти не изменилась. Значительная часть этого благородного металла попадает в руки ювелиров, создающих разнообразные драгоценности.
Однако, чистый металл, вследствие своей мягкости, для этих целей непригоден. Гораздо лучше зарекомендовали себя сплавы золота с медью, серебром; с добавками из цветных металлов. Такая смесь химических элементов, позволяет получать сырьё необходимой прочности и нужного цветового оттенка.
Обычной практикой стало нанесения клейма на готовые ювелирные изделия, указывающего их пробу – содержание золота (или другого благородного металла) в пробируемом сплаве.
Золото
Инвестирование
В силу целого ряда исторических причин и физических характеристик: долговечности, устойчивости к коррозии, золото стало важнейшим элементов финансового рынка и крупнейшим источником инвестиций. Хранить его можно практически бесконечно, а ликвидность этого металла сохраняет своё многовековое постоянство. Что превращает этот минерал в один из удобнейших вариантов вложений и долговременных накоплений.
Государственный золотовалютный запас
Одним из направлений использования описываемого драгоценного минерала является формирование золотовалютных резервов, представляющих активы высокой ликвидности, в состав которых входит золото в виде монет. Необходимо отметить, что эти средства находятся под контролем органов государственной власти.
Монетное дело
Использование золота в качестве национальной (иногда и межнациональной) валюты имеет древнейшую историю. Более того, в XIX и в начале XXвеков все мировые валюты были привязаны к единому золотому стандарту. И сегодня множество стран мира чеканят инвестиционные и юбилейные монеты на основе золота очень высокой пробы. Хотя основным средством обращения давно уже стали бумажные банкноты.
Техника и промышленность
Техническое применение минерала основано на использовании ряда его особых свойств: мягкости, ковкости, тягучести; высокой электропроводности, устойчивости к химическим воздействиям, отражательным способностям. Сферами применения этого благородного металла являются:
• Транспорт.
• Химическая отрасль.
• Энергетика.
• Приборостроение и электроника.
• Телекоммуникации.
• Нанотехнологии.
• Ядерная физика.
• Производство современных средств вооружений.
• Космонавтика.
Пищевое производство
Экзотическим направлением использования золота может похвастаться кулинария. Именно здесь изысканно-утончённые вкусы гурманов активизируются под воздействием сусальных золотых украшений, входящих в состав изготовленной продукции. Имеет место и применение этого минерала в качестве оригинальной пищевой добавки к напиткам и продуктам питания. Что становится своеобразным средством привлечения очень богатых клиентов в самые дорогие рестораны планеты.
Стоматология
Эта отрасль медицины использует золото в качестве материала для протезирования зубных тканей. Подобное становится возможным благодаря химической инертности благородного минерала и его пластическим свойствам.
Фармакология
В фармакологии золото применяется для лечения аутоиммунных и онкологических заболеваний.
Месторождения в России и мире
Список крупнейших мировых золотоносных месторождений возглавляют:
• Сухой Лог. Иркутская область, Россия Оценённые запасы этого месторождения составляют 2700 тонн!
• Лас-Кристинас. Предместье города Лас-Кларитас, Венесуэлла. 480 тонн запасов.
• Шахта «Силинь». Провинция Шаньдун, восточный Китай. 382 тонны.
• Васильковское. Пригород города Кокшетау, северный Казахстан. 360 тонн.
• Бакырчик. Восточный Казахстан. 200 тонн.
• Витватерсранд. ЮАР.
• Мурунтау. Узбекистан. Самый крупный открытый золотоносный карьер. Остаточные запасы составляют 1750 тонн.
• Грасберг. Индонезия.
• Голдстрайк. Штат Невада, США.
• Кортес. Штат Невада, США.
• Пуэбло. Вьехо. Доминиканская Республика. 183 тонн залежей.
• Янакоча. Перу.
• Карлин. США.
• Пеньяскинто. Штат Сакатекас, Мексика.
• Веладеро. Чили и Аргентина.
• Лихир. Папуа Новая Гвинея.
• Боддингтон. Западная Австралия.
• Берёзовское месторождение. Россия.
Мировые запасы
Мировые запасы золота (в недрах) оцениваются в 55 тыс. тонн. Но в реальности, его значительно больше. Правда, пребывает оно в распылённом состоянии. Один только Мировой Океан содержит 10 млрд. тонн этого минерала. Крупнейшими обладательницами золотоносных руд являются:
• Австралия – 14%.
• ЮАР – 12%.
• Россия – 10%.
• Чили – 7%.
• США – 6%.
Страны-золотодобытчики
Десятка лидеров мировой золотодобычи 2019 года выглядит следующим образом:
• Китай – 420 тонн.
• Австралия – 330 тонн.
• Россия – 310 тонн.
• США – 200 тонн.
• Канада – 180 тонн.
• Индонезия – 160 тонн.
• Перу – 130 тонн.
• Гана – 130 тонн.
• Мексика – 110 тонн.
• Узбекистан – 100 тонн.
Крупнейшие золотодобывающие компании России
Итоги 2019 года расставили ведущих российских золотодобытчиков в следующем порядке:
• 1 место – ПАО «Полюс».
• 2 место – ГК Polymetal.
• 3 место – KinrossGold.
• 4 место – ГК Petropavlovsk.
• 5 место – ГК Nordgold.
• 6 место – АО «Южуралзолото ГК».
• 7 место – HighlandGold.
• 8 место – ПАО «Высочайший» (GV Gold).
• 9 место – АО «Павлик».
• 10 место – ПАО «Селигдар».
• 11 место – ПАО «Сусуманзолото».
• 12 место – ГРК «Быстринское» (Норильский Никель).
• 13 место – АО «Золото Камчатки».
• 14 место – АО «Прииск Соловьёвский».
• 15 место – Холдинг «Сибзолото».
• 16 место – АО ГРК «Западная».
• 17 место – Концерн «Арбат».
• 18 место – «Артель старателей Витим».
• 19 место – АО «Охотская ГГК».
Рынок золота
77 стран мира проявляют заметную деловую активность на мировом рынке золота. В качестве лидеров продаж по итогам 1-го квартала 2020 года, выступили: Швейцария, Канада, США, Тайланд и Австралия. Однако по итогам первых 8 месяцев года на первую строчку экспортёров вышел Узбекистан, реализовавший драгоценного металла на сумму в 5,8 млрд. долларов.
Ведущими импортёрами в последнее время являются: Турция, Индия и Китай. Впрочем, эта ниша мировой торговли отличается крайней нестабильностью и подвержена сильному влиянию политической и экономической конъюнктуры текущего момента.
Золотая лихорадка: как самородки превращаются в слитки
Старатель зачерпывает одну-две лопаты грунта из берега или со дна речки, бросает в лоток с вогнутым дном, а потом долго размывает в воде глину, песок и камешки, напряженно вглядываясь в мутную взвесь – не заблестит ли что? Награда – несколько желтых песчинок в самой глубине лотка. Или небольшой самородок, если повезет... Ну а теперь мы расскажем другую историю про золотодобычу. Историю, не имеющую к вышеописанному почти никакого отношения.
Строго говоря, чистое золото существует чисто теоретически. Даже в золоте 999,9 пробы, из которого делаются банковские слитки, есть, как это можно понять из индекса, одна десятитысячная примесей. Но такое золото – промышленный продукт. Нечего и думать о том, чтобы найти что-то подобное в природе. Намытый старателями или механизированными драгами золотой песок – это на самом деле лишь сырье, шлих, который будет еще не раз плавиться и проходить растворение-осаждение (аффинаж), прежде чем очистится от множества примесей. И все же с россыпным золотом работать легче, чем с золотом коренных месторождений, где желтый металл остается вкрапленным в горную породу – редко в виде жил и часто в виде микроскопических, невидимых невооруженным глазом частичек, фактически мелкодисперсной пыли. В последнем случае лотки, драги, да и любые другие инструменты бесполезны – нужно призывать на помощь химию.
Упорство породы
Классический способ – это обработка измельченной руды водным раствором цианида натрия в присутствии кислорода (цианирование). Золото фактически вымывается из руды: его атом соединяется в растворе в один ион с углеродом и азотом. Затем золото из раствора осаждается (вместе с рядом примесей, в первую очередь с серебром). Но самый тяжелый случай – это так называемые упорные руды. В них пылинки золота размером в несколько микрон в поперечнике заключены в сульфидные оболочки, состоящие из пирита (соединения серы и железа) или арсенопирита (железо, сера, мышьяк). Проблема в том, что сульфидные оболочки не смачиваются и не растворяются водой, так что непосредственное цианирование упорной руды почти ничего не даст. Надо как-то разбить эту скорлупу и изъять из нее драгоценную пылинку... А может, и не надо мучиться – чем плохи старые добрые лотки и драги? Надо! Во всем мире россыпные месторождения близки к исчерпанию, и основная часть золота на планете уже производится из руд, в том числе и упорных.
Золото и лед
Именно руды такого типа добываются на участке горно-обогатительного комбината (ГОК) «Ресурсы Албазино», принадлежащего российской компании «Полиметалл» – второй в России по объемам золотодобычи. Здесь край сопок, покрытых негустой тайгой, практически необитаемый уголок огромного Хабаровского края. От рудного производства, на котором 1,2 тысячи сотрудников работают исключительно вахтовым методом, до ближайшего населенного пункта больше сотни километров. До города Амурска, где на местном гидрометаллургическом комбинате перерабатывается продукция ГОКа, около четырехсот километров.
Дорога от Амурска до Албазино примерно на две трети имеет грунтовое покрытие и на те же две трети идет через глухую тайгу. Сотни километров без населенных пунктов, АЗС, придорожных кафе и сотовой связи. Здесь обязательный спутник водителя – рация. Участники движения слушают одну и ту же частоту, чтобы при необходимости передать «соседям» какую-то информацию, касающуюся обстановки на дороге, о чем-то предупредить, запросить помощь. Дозвониться во внешний мир можно только со спутникового телефона, но это не всем доступная роскошь. Примерно за 50 км дорогу к Албазино преграждает быстрая и полноводная река Амгунь – последний крупный приток Амура перед впадением в Тихий океан. Летом тут работает паром, зимой обустраивается ледовая переправа. Переправу специально усиливают, поливая ее водой и намораживая дополнительную толщу льда, так что реку зимой спокойно пересекают не только легковые автомобили, но и груженые 42 т флотоконцентрата (продукцией ГОК) тягачи с платформами-прицепами.
Подарки из недр
Местные сопки невысоки, но они участники процесса планетарного масштаба. Америка и Евразия постепенно наезжают друг на друга, создавая огромное сейсмическое напряжение по всему периметру Тихого океана. Этот периметр получил название Тихоокеанского огненного кольца. Складчатость суши на российском Дальнем Востоке также образовалась в результате столкновения материковой и океанической плит. И конечно же, в этих краях извергались вулканы. Вместе с жидкой магмой они выносили из недр на поверхность золото, создавая будущие месторождения. Следы древней вулканической кальдеры (обрушившегося внутрь себя вулкана) обнаружены и в районе рудника Албазино.
В глубинах антисинклинория под слоем «молодых» четвертичных отложений (глин, суглинков) находятся осадочные породы типа песчаников – они возникли в результате выветривания более древних гор. То тут, то там осадочные породы прорезаются снизу вверх узкими дайками – вклинениями выдавленной из недр магмы. Именно в этих дайках геологи обнаруживают золоторудные тела.
Тонны и граммы
Не так давно мы публиковали репортаж с медного рудника и рассказывали, что в добываемой шахтным способом медной руде содержится всего 3% меди. Казалось, что это очень мало – всего 30 кг ценного металла на тонну добытого камня! Руда, которая добывается в «Ресурсах Албазино», содержит в среднем 0,0005% золота, иначе говоря – 5 г на тонну. Неужели это рентабельно? При нынешней мировой цене на золото (порядка 1600 долл. за тройскую унцию – 31,1 г) вполне. Но звучит впечатляюще: в стандартном банковском слитке золота (около 12 кг) драгоценного металла столько же, сколько в 27 полностью груженных рудой карьерных самосвалах грузоподъемностью 90 т каждый. В реальности для получения слитка грузовиков понадобится больше: промышленных способов стопроцентного извлечения золота из руды пока не существует.
90-тонные самосвалы работают в карьерах – там, где золото добывают открытым способом. Карьеров здесь несколько, и все они названы женскими именами. Самый продуктивный на сегодня – «Анфиса», карьер «Ольга» уже отработан и закрыт. Жизнь карьера начинается с геологоразведки, которая ведется методами кернового бурения, когда из породы высверливается цилиндрический образец, и шламового, когда анализируется извлеченная из скважины измельченная порода (это более простой и дешевый способ). Данные геологов поступают в отдел горного планирования, где с помощью программного обеспечения выстраивается модель залегания рудного тела и создается наиболее экономически обоснованная схема добычи руды. Затем начинается работа по созданию карьера.
Первым делом происходит удаление вскрыши – грунта, укрывающего рудные горизонты. Ну а потом методично, ежедневно в том или ином участке породы выбуриваются скважины, которые наполняются взрывчаткой, – и вот уже после небольшой проверки к месту подрыва съезжаются экскаваторы и карьерные самосвалы, чтобы выбрать руду и отвезти ее на местный горно-обогатительный комбинат. Карьер развивается вниз, его пологие борта сходятся к центру концентрическими уступами: между горизонтами оставляют «полочки» – бермы. Некоторые из них узкие и служат лишь для конструктивной прочности выработки, другие используются как транспортные пути для техники. Карьер – величественный, как римский амфитеатр, – производит впечатление незыблемости, которое может быть обманчивым. Поэтому борта карьера постоянно сканируются специальным радиолокатором, способным отследить малейшие перемещения горных масс. Так спокойнее.
Карьеры уходят вглубь на 200–300 м, но чаще всего рудное тело имеет узкую продолговатую форму и продолжается еще ниже. Теоретически можно создать и более глубокий карьер, но для того, чтобы выдержать пологий уклон бортов, пришлось бы выкопать чашу огромного диаметра и потратить массу времени и энергии для выемки совершенно лишней породы. Выход? Подземная выработка.
Под землю на «Тойоте»
На дне карьера «Ольга», на котором добыча открытым способом завершена, находится один из въездов в подземное царство «Ресурсов Албазино». Вглубь по серпантину нас везет «неубиваемая» Toyota Land Cruiser 70, специально доработанная одной из канадских фирм для поездок по горным выработкам. Внизу идет привычная шахтная жизнь: буровые установки сверлят шпуры для закладки взрывчатки, коренастые приземистые ковшевые машины вывозят раздробленную взрывом руду, а затем перегружают ее на специальные шахтные самосвалы.
Если представить себе рудное тело как некую колонну, уходящую в глубину, то разработка его ведется так. Сначала со дна карьера по бокам рудного тела (в пустой породе) пробиваются наклонные съезды (те самые серпантины). Затем между съездами (также в обход руды) проводятся транспортные штреки, или попросту тоннели. И вот уже от них к руде устремляются проезды-орты. В них заходит техника и превращает целый сегмент «колонны» в дробленый камень, который вывозится на-гора. Но оставлять огромную выработанную полость опасно, поэтому, прежде чем шахтеры спустятся вниз для разработки следующего горизонта, пустоты, оставшиеся от выбранной руды, заливают бетоном. В Южной Африке есть золотая шахта Мпоненг, уходящая вниз на четыре километра. В Албазино порядок глубин скромнее: сотни метров, но общая длина подземной проходки впечатляет. С 2009 года шахтеры прошли более 100 км тоннелей.
Пена из камня
Выбранная ли из карьера или добытая в шахте, руда в конце концов оказывается в штабелях (кучах) рядом с горно-обогатительным комбинатом. Руда может быть черной, серой, почти белой, коричневатой, но никаких признаков золота на ней визуально не обнаруживается и на вид отличить ее от пустой породы невозможно. Однако цвет не единственное отличие. При среднем показателе около 5 г золота на тонну здесь встречаются руды с содержанием от 2 г и менее до 3 кг на тонну. Сырье различается также по крепости и извлекаемости. Чтобы использовать в работе руды разного качества, но выдавать продукцию (флотоконцентрат) в рамках плановых показателей, разные руды шихтуют, то есть смешивают в определенной пропорции.
Суть происходящего на ГОКе можно выразить двумя словами: измельчение и флотация. Чтобы отсечь максимум лишнего и отобрать у сырья как можно больше крошечных золотосодержащих частичек, руда, а точнее пульпа – водная взвесь, перемалывается в огромных барабанах в присутствии шаров из высокопрочной стали. Продукт измельчения отправляется на циклонирование (вихревое разделение) крупных и мелких фракций. Самая тонкая пыль уходит на флотацию, крупняк – на доизмельчение. Сульфидные пленки, окружающие золото, как уже говорилось, не смачиваются водой. Это проблема для химического извлечения золота, но для обогащения, основанного по большей части на физических процессах, недостаток становится преимуществом. Пульпа насыщается воздухом, в нее добавляются пенящие составы из высокомолекулярных спиртов. Пузырьки окружают сульфидные «капсулы» и поднимают их наверх. Ценная пена сливается, а руда, которая еще осталась во флотационной машине, идет на доизмельчение и снова на флотацию. Результатом всего многоэтапного процесса становится отжатый из пены твердый осадок (кек), называемый флотоконцентратом. Последний этап – сушка в барабане, где кек доводится до стандартной влажности – 6%. Сухой концентрат погружается в специальные мешки, вмещающие 14 т сырья. Три таких мешка ставятся на автоплатформу с тягачом и едут в Амурск, к металлургам.
Несколько цифр. Из поступившей на ГОК руды извлекается в среднем 85–87,5% золота. Флотоконцентрат содержит уже не 5, а 50 г ценного металла на тонну. Таким образом, в стандартном банковском слитке содержится приблизительно столько же золота, сколько в сырье, перевозимом на 6 автоприцепах с грузом 42 т каждый. Впечатляет!
Приключения молекул
Только Амурский гидрометаллургический комбинат дает нам ответ на вопрос о том, как же все-таки изъять золото из упорной оболочки. Здесь, на предприятии, также принадлежащем «Полиметаллу», впервые в российской золотодобыче была применена так называемая автоклавная технология. Автоклав – это фактически печь: длинный, установленный горизонтально стальной цилиндр, изнутри покрытый кислотоупорной мембраной и футеровкой – тремя слоями жароупорных и кислотоупорных кирпичей. Под давлением в автоклав подают пульпу (смесь флотоконцентрата с горячей водой), а также чистый кислород, и запускается экзотермическая реакция окисления серы. Пириты и арсенопириты распадаются, и в смеси появляется свободное золото.На фото снизу — самый зрелищный момент: бурый катодный осадок переплавляется в светло-желтый сплав Доре. Раскаленный металл разливается в керамические изложницы (формы).
Но это еще не все: впереди настоящий химический триллер. После испарителя (где температура и давление пульпы резко снижаются) смесь отправляется на нейтрализацию – удаление образовавшейся в ходе реакции серной кислоты. Впереди цианирование (которое станет наконец возможным), а серная кислота при диссоциации в растворе образует положительный ион водорода. Повстречавшись с цианидом, водород легко соединяется с цианид-ионом (CN) в синильную кислоту (HCN), которая улетучится. Поэтому серную кислоту требуется удалить нейтрализацией, и только тогда в ходе цианирования золото сможет образовать ион – дицианоаурат. Обладающие зарядом, эти ионы прилипают к специально добавленному в пульпу активированному углю. Все это называется сорбцией, а вот на этапе десорбции раствор щелочи NaOH буквально смывает с угля золотосодержащие ионы, которые отправляются в электролизер. Там дицианоаурат разлагается и наконец-то чистое золото осаждается на катоде. Бурый осадок отправляется на плавку и там превращается в светло-желтые ноздристые тяжеленные слитки, по форме напоминающие банковские. Но это все еще не золото, а так называемый сплав Доре, где золота порядка 90%, несколько процентов серебра, а еще никель и медь. Эти металлы так любят друг друга и так легко друг в друге растворяются, что выделить золото 999-й пробы можно только в ходе аффинажа. Но аффинажем займется другая компания. Главную работу золотодобытчики и металлурги «Полиметалла» сделали.
исчиков
Технология добычи и извлечения золота
Золото-драгоценный метал, окруженный тайнами и легендами. Термин «золото» имеет индо-европейские корни, и переводится как «жёлтый», или же «яркий». Так для чего же оно нужно, это золото? И почему имеет такую ценность? Давайте разбираться, где и как человечество использует этот ресурс.
В ювелирной отрасли
Большая часть добытого человечеством золота используется в ювелирной области. Самые древние украшения относятся к III тысячелетию до н.э. и принадлежат шумерской цивилизации.
Для создания драгоценностей используют сплавы, так как в чистом виде этот металл слишком мягок и легко повреждается. На изделиях ставят клеймо, которое подтверждает подлинность украшения и его сорт. В России и странах СНГ для оценки качества материала действует система проб, которая позволяет определить количество чистого элемента в предмете.
В качестве добавки, или лигатуры, используются серебро, медь, иногда никель, цинк, палладий. Они придают украшениям необходимую твердость. Сплав может иметь разный цвет, для чего меняют соотношения добавочных элементов.
В России наиболее распространены изделия 585 пробы. Высокий уровень мягкости материала позволяет ювелирам создавать уникальные дизайны с орнаментами и мелкими деталями, комбинировать с серебром, делать вставки из драгоценных и полудрагоценных камней.
В качестве финансового инструмента
На протяжении столетий золото играло главную роль в экономике мира. Вплоть до XX века валюты развитых стран были полностью обеспечены золотыми резервами.
В последние годы роль драгоценного металла снижается, однако Центробанки продолжают хранить металлические запасы в среднем от 10-20% общих финансовых резервов. Это дает возможность регулировать курс национальной валюты и способствует экономической стабильности. Финансовые учреждения хранят его в виде слитков самой высокой пробы — 999,9.
Интересный факт: особое отношение к жёлтому металлу было у инков. Представители этой древней цивилизации считали, что золото подарил людям Бог, и называли его «Слёзы Солнца». Пожалуй, это единственная народность, где благородный металл не имел никакого финансового значения, а находил применение в религиозных обрядах и для изготовления украшений. Инки обладали огромным запасом золотых сокровищ, среди которых была ритуальная золотая цепь, которую в праздничные дни протягивали через площадь.
В промышленности
Золото широко используется в создании техники, ядерной промышленности, ракетостроении, строительстве. Приведем основные примеры отраслей, где применяется драгоценный металл:
- он идеально подходит для создания электрических контактов в микроэлектронике при производстве микросхем и плат.
- в ядерной промышленности золото используется как мишень в воспроизведении атомной реакции в ускорителях элементарных частиц.
- изготовление одной из оболочек нейтронной бомбы (должен знать каждый!).
- создание покрытия для стекла и зеркал при строительстве и создании скафандров. Он не пропускает вредное излучение и служит теплоизоляцией.
- драгоценный металл используется в качестве сварочного материала при пайке.
- пластичность материала позволяет создавать тончайшую драгоценную фольгу, или сусальное золото. Им покрывают предметы для декоративного эффекта и защиты от ржавчины.
В медицине и пищевой отрасли
Основная область медицины, где применяется желтый металл – стоматология и протезирование зубов. Для создания напыления, коронок, зубных протезов применяют высокопробные сплавы. Они обладают высоким уровнем инертности, поэтому не темнеют и не подвержены влиянию внешних факторов.
Лекарства, содержащие ионы Au, используют для лечения некоторых заболеваний: артрита, волчанки, туберкулеза. Радиоактивные золотые частицы используют в онкологии.
В пищевой промышленности золото применяется в качестве красителя Е-175, имеющего характерный желтый оттенок. Его активно используют при приготовлении элитных спиртных напитков и для создания металлического эффекта в оформлении блюд.
Кстати, золото ЕЛИ еще в древности. Например, ослабленным больным давали жевать кусочки золота, те же шумеры использовали золотые зубочистки. Да что такое! Опять кусок в зубах застрял!
Итак, мы разобрались для чего нужно золото, теперь поговорим о способах его добычи, а точнее о конкретном способе.
Технология добычи золота
На сегодняшний день есть множество способов добыть золото. На россыпных месторождениях его отделяют на промывочных приборах гравитационным способом.
С рудным золотом все сложнее: сначала необходимо провести комплекс буровзрывных работ для необходимого измельчения руды, а потом уже провести комплекс операций в обогатительной фабрике, чтобы извлечь ценный металл из породы. Сейчас даже существует так называемый биологический способ с использованием специальных бактерий.
Мы же будем рассматривать геотехнологический метод добычи золота.
В последнее время для добычи многих твердых полезных ископаемых применяют геотехнологические методы добычи с использованием буровых скважин. Они позволяют упростить и удешевить добычу, производить отработку бедных месторождений, а также месторождений, характеризующихся сложными условиями залегания. Вскрытие рудной залежи осуществляют буровыми скважинами, которые предлагается называть геотехнологическими.
Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых позволяют снизить в некоторых случаях в 2 – 4 раза капитальные затраты на строительство предприятий, повысить производительность труда по конечной продукции, сократить численность работающих. Кроме того, их применение способствует значительному улучшению условий труда и уменьшению отрицательного воздействия на окружающую среду.
Одним из геотехнологических методов является метод подземного выщелачивания. Подземное выщелачивание полезного ископаемого, метод добычи полезного ископаемого избирательным растворением его химическими реагентами в рудном теле на месте залегания с извлечением на поверхность. Подземное выщелачивание применяется для добычи цветных металлов и редких элементов и др. Подземное выщелачивание относится к фильтрационным процессам и основано на химических реакциях «твёрдое тело – жидкость».
При выщелачивании проницаемых рудных тел месторождение вскрывается системой скважин, располагаемых (в плане) рядами, многоугольниками, кольцами. В скважины подают растворитель, который, фильтруясь по пласту, выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивается через другие скважины (рис 1). В случае монолитных непроницаемых рудных тел залежь вскрывают подземными горными выработками, отдельные рудные блоки дробят с помощью буровзрывных работ (рис 2). Затем на верхнем горизонте массив орошают растворителем, который, стекая вниз, растворяет полезное ископаемое. На нижнем горизонте растворы собирают и перекачивают на поверхность для переработки.
При подземном выщелачивании исключаются такие дорогостоящие операции, как выемка руды из подземных блоков, подъем ее на поверхность, измельчение и т.д. Однако, основное различие между подземным выщелачиванием и процессами с выщелачиванием в заводских условиях состоит в том, что в первом случае хвосты остаются под землей и не влияют на здоровье людей.
Сущность подземного выщелачивания ПИ заключается в избирательном переводе полезного компонента в жидкую фазу путем управляемого движения растворителя по руде в естественном залегании или подготовленного к растворению и подъему насыщенного металлом раствора на поверхность. С этой целью через скважины, пробуренные с поверхности, в пласт полезного ископаемого нагнетается химический реагент, способный переводить минералы полезного ископаемого в растворимую форму. Раствор, пройдя часть рудного пласта, через другие скважины поднимается на поверхность и далее по трубопроводу транспортируется к установкам для переработки.
Важнейшими природными предпосылками применения подземного выщелачивания являются способность ПИ и его соединений переходить в раствор при воздействии на рудный пласт водного раствора выщелачивающего реагента, а также возможность фильтрации выщелачивающих растворов в породах продуктивного горизонта.
Выбор растворителя для данного способа зависит от состава руд. Наиболее широкое применение находят водные растворы кислот (серной, соляной, азотной) или соды.
ПВ применяется при добыче урановых руд, цветных и редких металлов (медь, никель, свинец, цинк, золото и др.). Имеются предпосылки использования его для добычи фосфоритов, боратов и др.
Важным фактором повышения эффективности добычи методом подземного выщелачивания является правильный выбор схемы размещения технологических скважин и расстояний между ними. В практике эксплуатации месторождений в основном применяется линейная схема расположения скважин, представляющая собой чередование рядов нагнетательных и откачных скважин. Расстояния между рядами и скважинами в ряду колеблются в широких пределах (15 – 50 м и более). Наиболее широкое распространение получила схема 25х50 м.
•