Круговорот золота в природе (стр. 3 из 4)
Промышленный процесс получения золота из коренных месторождений один из самых сложных: из огромного массива руды надо выделить содержащееся в ней небольшое количество золота с минимальными потерями. Традиционными методами получения, включающими стадии дробления, измельчения, промывки и амальгамации, наши предки пользовались еще в древние времена. Все эти операции сохранили свою актуальность, но проводят их с помощью современных средств.
Технологические схемы переработки коренных золотосодержащих руд включают процесс подготовки руды (дробление и измельчение), глубокое обогащение измельченной легко- и среднеобогатимой руды, переработку труднообогатимой руды и бедных концентратов с помощью гидро- и пи-рометаллургических процессов (рис. 4). На первом этапе глыбы золотоносной породы размером более 1,5 м подвергают измельчению с помощью различных дробилок в две или три стадии до получения частиц размером меньше 10 мм. Степень измельчения определяется минеральным составом и вкрапленностью золота, физическими характеристиками руд (твердость, абразивность, крупность частиц золота, характеристики поверхности руды). Так, золотосульфидно-кварцевые руды Березовского месторождения (Свердловская обл., Россия) измельчают до 0,4 мм и отсадкой извлекают крупное золото, а на Кочкарской фабрике (Челябинская обл.) перед сорбционным цианированием руды применяют тонкое измельчение (до 0,074 мм).
После подготовки руду подвергают обогащению. В простейшем случае извлечение золота проводят гравитационным методом (отсадкой), в основе которого лежит способность тяжелых золотин оседать быстрее, чем легкая пустая порода.
Из обогащенной руды золото извлекают действием раствора цианида калия или натрия, в котором оно растворяется в присутствии кислорода воздуха (цианидный метод). Из раствора дицианоаурата(Г) натрия при обработке цинком выделяют так называемое черновое свободное золото, при этом выпадают и примеси:
Для дальнейшей очистки золота (аффинаж или рафинирование) применяют электролиз (способ Э. Вольвилла, 1896 г.). Аноды, отлитые из нечистого золота, погружают в ванну, содержащую солянокислый раствор хлорида золотаЛН) АиС13, а катодом служит лист чистого золота. При прохождении тока примеси образуют анодный шлам, а на катоде выделяется золото чистотой не менее 99,99 %.
Чем сложнее руда, тем более трудоемок процесс ее переработки. Например, для «упорных руд», которые не поддаются цианированию и амальгамации (сульфидных руд), или для руд, сложных по составу, применяют флотацию: золотые зерна с пузырьками воздуха всплывают на поверхность, образуя пену. При этом используют специальные флотореагенты: ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, дитиокарбаматы и т. д.
С экологической точки зрения большинство применяемых в настоящее время методов обогащения золотосодержащих руд оставляют желать лучшего. Для проведения процесса амальгамации необходима токсичная ртуть, ядовиты и цианиды, от которых трудно очищать сточные воды золотодобывающих предприятий. С этой точки зрения перспективным представляется поиск новых, более безопасных и высокоселективных методов извлечения золота из породы, таких, как сорбция золота активированным углем или синтетическими смолами. Серьезно рассматривается и возможность использования аурофильных микроорганизмов для концентрирования золота из отвалов.
Разработка россыпных месторождений золота характеризуется небольшими затратами и минимальными сроками ввода в эксплуатацию (от нескольких месяцев до двух лет). Ее отличительные особенности — совмещение процессов добычи с обогащением (промывкой песков) и извлечение полезного компонента на каждой стадии. Выбор способов разработки россыпных месторождений делают с учетом горно-геологических и климатических условий. Сейчас при открытой разработке, которую применяют при освоении россыпей с глубиной залегания до 50 м, для выемки пород используют драги, бульдозеры и экскаваторы. А раньше при извлечении золота из россыпи золотоискатели применяли легендарный лоток, причем у разных народностей его внешний вид отличался. Например, американский лоток представляет собой металлический тазик, а корейские и сибирские лотки выдалбливали из куска дерева. Несмотря на разнообразие лотков, масса набираемой в них породы не превышала 8-10 кг.
Из россыпных месторождений золото можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Этот способ, применявшийся еще в глубокой древности, сопряжен с большими Он уступил место амальгамации (известной уже с I в. до н. э.) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х гг. Тяжесть золота — весьма благоприятное свойство для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как промывка в шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из породы.
Потребление золота
Будучи добытым из недр Земли, золото попадает в руки человека. С каждым годом мировой спрос на золото растет, увеличивается и его производство. Исключение составил лишь 1995 г., когда наблюдалось некоторое снижение производства. Наибольшая добыча золота была отмечена в 1998 г., когда она достигла 2636 т и практически сравнялась с потреблением (рис. 5).
По типу потребления золота все государства можно разделить на две большие группы: технические и ювелирные. К первой группе относятся развитые страны, в которых золото используется в технических целях. Это Япония, США, Германия. Вторую группу образуют государства, в которых из большей части добываемого или импортируемого золота изготавливают ювелирные украшения. Среди них Италия, Португалия, Китай, Индия, Арабские Эмираты, Израиль и Египет. Таким образом, золото может выступать индикатором развития высоких технологий в электронной, космической и приборостроительной промышленности.
Человечеству всегда требовалось больше золота, чем его производили, это определило и высокую цену на золото. Разница между добычей и потреблением покрывается преимущественно за счет переработки вторичного золота, а также за счет продаж и займов из государственных золотых резервов. Под вторичным понимается металл, полученный в результате переработки золотосодержащих изделий, прошедший аффинаж и отлитый в слитки. Под это понятие не подпадают перепродаваемые золотые изделия и монеты. Основной источник для вторичного золота — ювелирные украшения. Значительно меньше металла дает переработка так называемого скрапа — компонентов электротехники (различные микросхемы и технические приборы), в состав которых входит благородный металл. Объемы производства вторичного металла зависят от состояния экономики и от цены на золото. В среднем за 10 лет (1993-2003) на рынок ежегодно поступало порядка 600 т вторичного металла. Так, в 2002 г. объем производства вторичного золота составил почти 840 т, а в 2003 г. - 950 т.
Рынок золота живет по своим законам. В октябре 1997 г. началось резкое снижение цены на золото, вызванное экономическим подъемом в развитых странах, которые в основном и определяют мировые цены, с одной стороны, и введением системы золотых займов - с другой. В 1998-1999 гг. цены стабилизировались в опасной близости к себестоимости золота лучших месторождений мира. Себестоимость золота колеблется в диапазоне 199-356 за унцию в зависимости от типа месторождения и в среднем составляет $ 250 за унцию. Одно из условий целесообразности проведения разведки и добычи золота — уровень стоимости металла на мировых рынках должен быть не ниже 1300. В настоящее время наблюдается тенденция к повышению себестоимости добычи, так как большая часть разрабатываемых золотых залежей находится на глубине более 3 км с повышенной температурой горной породы (50 °С). Отметим, что себестоимость производства 1 кг чистого золота за последние 12 лет выросла в 2,6 раза. Такой рост издержек и цен производства одним ухудшением горно-геологических условий объяснить трудно.
После 1999 г. потребность в золоте возросла, однако цена на золото начала расти только после 2001 г. и в настоящее время достигла максимального значения — $ 401,45 за унцию. По мнению зарубежных специалистов, золотодобывающие компании вряд ли смогут сохранить высокий темп добычи золота в связи с неизбежным истощением известных в настоящее время месторождений, в то время как разведка и начало разработки новых шахт требуют много времени. Богатых месторождений золота на Земле остается все меньше и меньше. Возможно обнаружение богатых залежей драгоценного металла в более глубоких слоях земной коры на морском дне. В настоящее время существует устойчивая тенденция к снижению среднего содержания золота в разрабатываемых месторождениях, поэтому следует ожидать понижения границы рентабельности месторождений, и промышленным будет считаться содержание в пределах 1-2 г на 1 т породы.
Последние события на рынке золота показывают, что кривая цен на этот металл находится в противофазе с курсом доллара и показателями экономического роста развитых стран. Кроме того, потребление золота почти на треть опережает его производство. Намечается тенденция к увеличению этого разрыва, и становится все более актуальным применение современных технологий для разработки даже мелких золоторудных месторождений.
Применение золота
Добытое золото нашло широкое применение. Полученный за всю историю драгоценный металл представлен на 40 % ювелирными украшениями, 30 % его сосредоточено в государственных резервах, почти 20 % находится на хранении в виде слитков и монет и только 10 % используется в промышленности в технических и технологических целях в виде сплавов с другими металлами.