Золото которое будет производиться в промышленных масштабах это благо – Ответы@Mail.Ru: Экономическое или свободное благо?

Помогите, пожалуйста, с тестом по экономике

3.1 8.2 13.1 23.4 24.1 25.1 26.3 27.2 28.4 29.3 31.3 32.3 33.2 34.3 36.1 37.1,2 38.2 39.1 40.1 На остальные, на которые ответы не написала, посмотрите в книжках и не ленитесь..) Напишите потом результаты в личку..) Вот.. *)

Алина, ты столько много туда затащила, наверно половина можно выкинуть. вот, то что я выбрала это не надо. голова болит, кашмар, проще создай, ни одно ООН не осилит: -)<img src="//otvet.imgsmail.ru/download/63a11f0d0beff089c0c789eb3311c105_i-129.gif" > 34. Гипотеза паритета покупательной способности предполагает: 1. свободное перемещение товаров через границы; 2. отсутствие инфляции; 3. фиксированные номинальные обменные курсы валют; 4. плавающие номинальные обменные курсы валют; 5. одинаковые темпы инфляции в различных странах. 1. Рекламные объявления в газете; 2. приготовление пищи в домашних условиях; 3. предоставление государством пособий по безработице; 4. закупки государством военной техники; 5. выращивание овощей на приусадебном участке для собственного потребления; 6. «блошиный рынок» ; 7. выращивание клубники на приусадебном участке для продажи 37. Что входит в структуру банковской системы России? 1. Центральный банк РФ; 2. Сбербанк; 3. Альфа банк; 4. коммерческие банки; 5. фондовые биржи. 38. Полная занятость есть ситуация, когда: 1. нет безработицы; 2. численность трудовых ресурсов совпадает с численностью занятых; 3. нет циклической безработицы; 4. нет структурной безработицы. 34. Гипотеза паритета покупательной способности предполагает: 1. свободное перемещение товаров через границы; 2. отсутствие инфляции; 3. фиксированные номинальные обменные курсы валют; 4. плавающие номинальные обменные курсы валют; 5. одинаковые темпы инфляции в различных странах.

нда.... учебник в зубы вперед!

Скачай экзаминатор 2009 там все теже вопросы и ответы))

Вот уж нифига себе тестик!!!) ) Ну, я попробую ответить: 1 - 4 2 - 1 3 - 1,3 4 - 1,3,7 7 - 2 8 - 2 9 - 3 10 - 1 20 - 1,2 25 - 2 27 - 2 32 - 4 36 - 1 37 - 1,4 40 - 4

touch.otvet.mail.ru

производиться в промышленных масштабах - это... Что такое производиться в промышленных масштабах?


производиться в промышленных масштабах

The acid is manufactured (or obtained, or produced) commercially

.

Such castings are in commercial production.

Sodium hydroxide is made commercially by the electrolysis of ...

Aldehyde is produced (or prepared) industrially at the rate of ... per year.

Русско-английский научно-технический словарь переводчика. Михаил Циммерман, Клавдия Веденеева. 2003.

  • производиться
  • производиться путём

Смотреть что такое "производиться в промышленных масштабах" в других словарях:

  • Биотопливо — (Biofuel) Содержание Содержание Определение Твердое Энергетический лес Топливные гранулы Жидкое биотопливо Биоэтанол Сырьё для производства биоэтанола Методы производства Гидролизное производство Этанол как топливо Топливные смеси этанола этанола …   Энциклопедия инвестора

  • Энергоносители — (Energy) Понятие энергоносителей, виды энергоносителей Понятие энергоносителей, виды энергоносителей, альтернативные энергоносители Содержание Содержание Природний газ Торф Ядерное томливо против черного золота Альтернативные Топливные брикеты… …   Энциклопедия инвестора

  • Плутоний — 94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm ↑ Pu …   Википедия

  • Мясо из пробирки — Мясо из пробирки, также известное как культивируемое мясо или искусственное мясо это мясо, которое никогда не было частью живущего, полноценного животного. В нескольких современных исследовательских проектах пытаются выращивать мясо в пробирке… …   Википедия

  • Драгоценные металлы — (Precious metals) Драгоценные металлы это редко встречающиеся металлы, которые отличаются блеском, красотой и стойкостью к коррозии История добычи драгоценных металлов, разновидности, свойства, применение, распространение в природе, сплавы… …   Энциклопедия инвестора

  • Фьючерс — (Futures) Фьючерс это срочный биржевой контракт на покупку рыночного актива Что такое фьючерс, фьючерсный контракт, рынок фьючерсов, торговля фьючерсами, стратегия фьючерс, виды ценных бумаг на фьючерсном рынке, хеджирование рисков с помощью… …   Энциклопедия инвестора

  • Каменный уголь

    — (Coal) Содержание Содержание 1. Химические свойства каменного угля 2. Классификация каменного угля 3. Образование каменного угля 4.Запасы каменного угля — это осадочная порода, представляющая собой глубокого разложения остатков растений… …   Энциклопедия инвестора

  • Энергетические культуры — Просо прутьевидное вырастает более 2 метров высотой Энергетические культуры  сельскохозяйственные культуры, выращиваемые для энергетических нужд. Содержание …   Википедия

  • Биодизель — Биодизель  биотопливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации. Содержание 1 Технология производства 2 Применение …   Википедия

  • Полимочевины — (поликарбамиды) синтетические полимеры, содержащие в главной цепи фрагменты мочевины NH CO NH и получаемые переамидированием мочевины алифатическими диаминами либо сополимеризацией диизоцианатов с олигомерными ди или полиаминами (поэтому термин… …   Википедия

  • Коллекционирование масштабных моделей автомобилей — Коллекция некоторых моделей 1:43 автомобилей ВАЗ Коллекционирование масштабных моделей автомобилей  это коллекционирова …   Википедия

Книги

  • Журнал Computerworld Россия № 19/2015, Открытые системы. Computerworld Россия – ведущий международный еженедельник, посвященный информационным технологиям. В журнале вы найдете обзор важнейших событий ИТ-индустрии в России и в мире, материалы о… Подробнее  Купить за 120 руб электронная книга

science_ru_en.academic.ru

Промышленная добыча золота

Промышленная добыча золота

На сегодняшний день добыча золота ведется в основном в промышленных масштабах. Мелкомасштабная золотодобыча, или так называемая кустарная добыча, активна только в развивающихся странах. Во многих странах, в том числе и России, она запрещена по закону.

Итак, существует несколько методов промышленной добычи. Основным является разработка коренных месторождений, рудников. Предприятия используют современные технологии, извлекая руду, которая заключена в кварцевых жилах и прожилках разной толщины и углом залегания под землей. В ход идет также руда, где больше содержатся другие металлы, такие как серебро, цинк или свинец, а попутным является золото.

Горнорудный продукт дробят до измельчения, добавляют свинец, щелочной натрий или калий, выплавляют эту смесь в печи, выщелачивают расплав водой. Жидкость сливают, а осадок обрабатывается раствором соляной кислоты, в итоге удаляется пустая порода. Этот способ гарантирует высокое извлечение золота, скрытого в сырье.

Не менее важным является добыча золота из россыпных месторождений. В России вот уже 200 лет благородный металл получается именно этим методом. Промышленники используют высокопроизводительное промывочное оборудование. К сожалению, довольно часто золото извлекают с потерями. Зато такие места – рай для частных искателей золота.

Относительно новый метод пополнения запасов золота – переработка вторсырья, в состав которого входит драгметалл.

Новых крупных месторождений крайне мало, запасы уже существующих истощены. Ученые находятся в постоянном поиске новых способов добычи. Перспективными считаются следующие методы:

  • Электролитический. Получение золота исключительно высокого качества путем электролиза h3AuCl4 — 4h3O. Анодом выступает сплав из золота, серебра, меди, железа, платины, палладия. Катодом – чистая золотая пластинка. В результате электролиза на катоде осаждается чистое золото.
  • Экстракция золота из солянокислых растворов на базе диэтилового эфира или метилизобутилкетона. После тщательной промывки золото восстанавливается из органического состояния до металла, далее фильтрация, промывка золотого порошка, плавка. Итог – золото чистоты 99,99%.
  • Амальгация. После измельчения золотоносной руды в нее добавляют ртуть, в результате образуется амальгама. Эту смесь обрабатывают и получают золото. Дорогой и опасный для жизни способ.
  • Кучное выщелачивание из различного минерального сырьевого материала. Экологически безопасный метод активно используется в странах запада.
  • Гидродобыча. Относительно молодой и не до конца освоенный метод. По скважинам подается жидкость, она размывает породу, по другим скважинам жидкий раствор с золотыми частицами откачивают на поверхность.

Учеными не освоен еще один потенциальный участок – это океан. Есть предположения, что под водами, на дне располагается значительное количество месторождений.

Навигация по записям

euroskupka.com

Крупнейший в мире завод по обработке сырья золота, серебра, платины, палладия. Россия

Красноярский завод цветных металлов

Красноярский завод цветных металлов - крупнейшее в России предприятие по производству золота, серебра, платины, палладия и других драгоценных металлов. Недавно я побывал на экскурсии по этому заводу и сегодня хотел бы рассказать о том, как устроено производство.

1.

Идея построить завод по производству цветных металлов появилась еще до войны, когда началась добыча руды на севере края в Норильске. В начале 40-х годов на заводе впервые были аффинированы платина и палладий, с 1945 началось уже полномасштабное производство благородных металлов.

2. Постепенно стали осваиваться технологии получения металлов спутников, таких как родий, иридий, рутений и осмий.

3. Сегодня завод производит 90% российской Платины, 95% палладия (1-е место в мире) и примерно 65% золота и серебра. Причем в переработку завод принимает все известные источники сырья: первичное (концентраты платиновых металлов), вторичное (лом драгметаллов и отходы предприятий), а также шлиховые платину и золото.

4. Так выглядит цех по обогащению руды. Плавильная печь «Мечта».

5. Слив полученного в печи сплава в аноды.

6. Так получаются сплавы серебра или серебрянные аноды.

7. Более чистое серебро получают с помощью электролиза. Цех, в котором проходит электролиз серебра.

8. Электролит для производства катодного серебра электролизом. Состав электролита – раствор азотной кислоты с растворенным нитратом серебра (AgNO3).

9. Анодом в таком процессе будет выступать загрязнённое серебро, а катодом – полоски нержавеющей стали.

10. Участок аффинажа платины.

11. Финишная соль платины – гексахлороплатинат аммония.

12. Полученную соль в дальнейшем отправляют на операцию прокаливания.

13. Все коммуникации между корпусами завода проходят под землей. Также здесь по трубам перегоняются различные реагенты необходимые для аффинажа. Однако из-за такой сложной логистики увеличивается время, которое тратится на производство. Поэтому в 2021 году планируется ввести в эксплуатацию новый более современный корпус аффинажного производства.

14. Плавка серебра.

15. Здесь разливают уже чистое серебро в слитки.

16. Так выглядит палладий на одном из этапов производства.

17.

18. Так называемое опробование "с кольца на конус". Позволяет увидеть посторонние вкрапления и произвести отбор пробы палладия.

19. Изначально завод производил только драгоценные металлы в различном виде - слитках, порошках. А в 1994 году на Красцветмете создано ювелирное производство.

20. Как вы наверное знаете, в ювелирном производстве редко используются чистые металлы, обычно это какие-то сплавы. Вот например состав золота 585 пробы: серебро, медь, палладий, никель, золото — 59 %. Также в пробах серебра обычно присутствует медь и золото.

21. На участке непрерывного литья как раз получают нужные пробы. Золото и серебро вытягивается в прутки и полосы, сматывается в рулоны, превращается в проволоку и пластины для изготовления ювелирных украшений.

22. Участок цепевязания и пайки.

23. Полностью механизированное производство цепей и браслетов Красцветмета считается одним из лучших в России. Здесь работает 140 станков, каждый из которых может производить до 400 метров цепей за смену.

24. Важным показателем качества цепей и браслетов является их прочность. Качественное соединение звеньев делается с помощью процесса порошковой пайки, а также с помощью методов аргонно-дуговой и лазерной сварки. Каждая цепочка проходит тест на разрыв до передачи на следующую стадию производства.

25.

26. Продукция участка.

27. Участок ковки и алмазного гранения.

28.

29. Шлифовка цепочек. Цепочка "примерзает" к барабану и не двигается, когда ее шлифуют.

30. Алмазное гранение - процесс, которому подвергаются практически все цепи и браслеты.

31. В итоге все изделия отправляются на участок финишной обработки. Ювелиры нарезают цепочки и браслеты нужной длины, проверяют их качество, надевают на изделия микроскопические замочки. После прохождения государственного контроля пробы металла на изделие ставится именник завода-изготовителя и клеймо Государственной пробирной палаты.

32. Отшлифованные цепочки.

33. Еще один участок - здесь делают катализаторные сетки. Это вязальный аппарат, который делает сетку из сплава платины и палладия.

34. Эти сетки широко применяются в современной химической промышленности.

35. Любое химико-металлургическое производство, конечно, не обходится без выбросов. Однако на Красцветмете внедрены весьма современные технологии по очистке. Кроме того, из-за особенностей производства, практически все циклы замкнутые. Например вода, которой омывается одежда и обувь сотрудников завода, проходит очистку и вновь используется в производстве. В процессе этой очистки собираются мельчайшие частицы драгоценных металлов, которое опять же снова используются.

36. Мониторинг проводится каждые 6 минут в автоматическом режиме. И если где-то показатели превышают установленные, информация об этом сразу же поступает на пульт диспетчера. Благодаря внедрению современных технологий очистки, удалось значительно сократить выбросы. Сейчас доля выбросов завода составляет менее одного процента от всех городских выбросов.

37. Год назад начал свою работу R&D Park Красцветмета. Это площадка для того чтобы привлекать различных специалистов и использовать полученные технологии в производстве.

38. Резиденты и сотрудники R&D парка разрабатывают технологии очистки драгоценных металлов, новые методики их обработки и применения.

39. Здесь работает несколько десятков лабораторий, ведущих разработки в таких областях как: переработка сырья, содержащего драгоценные металлы, металлообработка и производство технических изделий с использованием драгоценных металлов, природоохранные технологии и создание экологичного производства, моделирование, проектирование и инжиниринг.

40. Все сделано очень красиво и современно, талько картинка за окном напоминает о тот, что находишься в корпусе завода.

41. А так выглядит готовая продукция Красцветмета. Вот такой небольшой слиток платины весит больше 5 килограмм! Для сравнения палладий такого же размера весит на 2 килограмма меньше.

42. Продукция это не только слитки, но и порошки драгоценных металлов и другие технические соединения.

43. Таскать руками слитки тяжеловато, поэтому здесь используют специальный пневматический рукав.

44. Слитки в обязательном порядке маркируют. Покупателями часто являются различные банки, крупные российские и зарубежные компании, а также поставщики сырья из которого эти слитки и получают.

45. На сегодняшний день «Красцветмета» - крупнейшее в мире предприятие, где в промышленных масштабах производится аффинаж всех металлов платиновой группы, а также золота и серебра. Продукция «Красцветмета» соответствует мировым стандартам и включена в списки «Good Delivery» (высокое качество поставки) на международных торговых биржах.
100 % акций ОАО «Красцветмет» принадлежат администрации Красноярского края.

Источник

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

zagopod.com

Золотая лихорадка

Захватывающие дух истории о необычайном фарте старателей и «золотых лихорадках» создали устойчивое заблуждение, что в добыче золота главное — вовремя оказаться в правильном месте. На самом деле битва за золото, которого вечно мало и вечно нужно больше — это всегда тест на наблюдательность, упорство и изобретательность. N + 1 рассказывает, откуда и как получают желтый металл.


Наряду с железом и медью, золото претендует на звание первого металла, который человек научился добывать и обрабатывать. При этом среднее содержание (кларк) железа в земной коре около 50 килограммов на тонну, меди — около 80 граммов на тонну, а золота — всего 0,005 грамма на тонну. Если бы золото было распределено в земной коре равномерно, то для того, чтобы набрать на небольшое колечко, необходимо было бы раздробить и перебрать по зернышку примерно три железнодорожных вагона горной породы.

К счастью, золото распределено неравномерно. И в определенных аномальных зонах — месторождениях — его содержание может достигать сотен граммов в тонне. Так, знаменитая россыпь Эльдорадо в Клондайке позволяла опытным старателям получить с одного лотка (5–6 литров или 14–17 килограммов песков) около килограмма золота. Но таких объектов в мире единицы, и именно они-то и породили золотые лихорадки. В большинстве же россыпей с лотка можно получить граммы, в лучшем случае — десятки граммов золота.

При таких низких содержаниях золото должно было обладать какими-то поистине удивительными свойствами, чтобы уже на заре цивилизации человек мог его находить, добывать и обрабатывать. Сегодняшние же технологии вообще позволяют получать золото из бедных (геологи говорят — убогих) руд, где его содержание не превышает 1–2 грамма в тонне горной породы, а сам металл рассеян на атомарном уровне и не всегда виден даже в электронный микроскоп.

Современный карьер на предприятии, добывающем рудное золото

Надежда Гусева

Вода, ветер и золотое руно

Благодаря высокой плотности золото плохо переносится водой и ветром. Поэтому при разрушении горных пород, содержащих даже мельчайшие вкрапления золота, оно остается на месте, а более легкие минералы вымываются водой или выдуваются ветрами. Постепенно содержание золота в продуктах разрушения все увеличивается и может достигать десятков и сотен грамм на тонну. Так формируются россыпи — богатые золотом пески. Они-то и стали первой освоенной человеком формой месторождений золота.

Уже в бронзовом веке люди научились добывать золото и из руды. Тогда это было видимое самородное золото, и брали его чаще всего из кварцевых жил, блоки которых выламывали примитивными инструментами — или, там где это было возможно, разогревали, разложив на скалах костер, а затем резко охлаждали, поливая холодной водой.

Другими доступными для древних людей месторождениями были так называемые «железные шляпы» — характерные ржавого цвета навершия над сероватыми скалами, верхние части сульфидных месторождений (меди, свинца, цинка и других металлов). В уральских сказах Павла Бажова есть такой эпизод: «Хозяйка, мол, Медной горы заказывала тебе, душному козлу, чтобы ты с Красногорского рудника убирался. Ежели еще будешь эту мою железную шапку ломать, так я тебе всю медь в Гумешках туда спущу, что никак ее не добыть».

Механизм накопления золота в железных шляпах принципиально тот же, что и в россыпях: скалы разрушаются под воздействием воды, ветра и перепадов температур и превращаются в песок и глину. Часть их разносится ветром, в оставшейся же части остается и золото, причем не «отягощенное» другими минералами.

И хотя в россыпи или железной шляпе золота уже в сотни тысяч раз больше, чем в среднем по земной коре, все равно его очень мало. А это значит, что для получения вожделенного металла золотоносные пески, накопившиеся по дну и берегам рек, или глины из железных шляп, или раздробленные кварцевые жилы надо освободить от всего лишнего. Такой процесс называется обогащением.

Хочется побогаче

Самым простым вариантом, пригодным в любой, даже засушливой местности, было провеивание. Естественный (из россыпей или зон окисления) или искусственный (дробленая руда) золотой песок подкидывали вверх и вперед, при этом стараясь бросать песок по направлению ветра. Более легкий материал отлетал в сторону, а тяжелое золото падало к ногам обогатителя. Всем хорош этот способ, кроме того, что он работает только в том случае, если частицы золота крупные, полмиллиметра и более в диаметре.

Чуть более сложным, но более эффективным методом была промывка. На пути золотоносного потока придумывали разного рода ловушки, помогающие задержаться тяжелым частицам золота. Все ведь помнят историю о золотом руне? Овечью шкуру натягивали на доски и выкладывали на пути золотоносных рек или искусственно организованного потока, по которому направляли материал россыпи или дробленую руду. Этот метод добычи описан греческим географом Страбоном и римским историком Апиканом. Индивидуальными (часто нелегальными) старателями метод применяется до сих пор.

Иногда промывку использовали почти в промышленных масштабах. Рудный прииск Лас-Медулас, расположенный на территории современной Испании, в 1997 году был внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО как объект древней индустриальной культуры. Для античных времен Лас-Медулас представлял собой целый горно-обогатительный комбинат: в скалах вырублены каналы длиной по несколько километров для перенаправления воды из окрестных рек на золотоносные пески. Далее вода попадала в специальные дренажные канавы. Иногда канавы перекрывали особыми ловушками из хвороста. Мощью воды песок и глина уносились прочь, а золотины застревали между густо сплетенными ветками. После сжигания веток из золы выгребали золотые слитки.

Отмывка золота в лотках актуальна с древнейших времен и по сей день. А еще отмывка золота в лотке стала своеобразным видом состязаний

Чешская геологическая служба

Древние люди знали и более изощренные способы добычи и обогащения золота, многие из которых были впоследствии утеряны и переоткрыты заново уже в Новое время. Так, есть основания считать, что метод очистки золотых концентратов путем смешения их со ртутью (амальгамация) был известен уже более 2000 лет назад. Амальгамация применялась вплоть до середины ХХ века, что привело к загрязнению ртутью долин золотоносных рек. Ныне этот метод используется при лабораторных исследованиях руд.

Древние египтяне, кроме того, умели заставлять самый тяжелый из известных им металлов всплывать на поверхность сосуда с водой, вместе с жирной пленкой от добавленного в воду масла (примитивная масляная флотация). Но все же в древнем мире наиболее распространенными методами извлечения золота были разновидности гравитационного обогащения, благо легко обогатимого золота тогда было еще достаточно. Согласно данным, приведенным в монографии Н. В. Петровской «Самородное золото», за первые 5–6 тысяч лет истории человечества было добыто около 31 тысячи тонн золота.

Золото из подручных материалов

К началу раннего Средневековья доступные источники золота на территории Европы были практически исчерпаны. В эту пору золота вечно не хватало, и монархи щедро финансировали тех, кто обещал им превратить в него другие, более доступные и более дешевые вещества, — алхимиков.

Первым кандидатом на роль сырья для производства золота был второй по тяжести из известных людям металлов, свинец. Полезными для алхимических превращений качествами свинца были его ковкость и легкоплавкость. Обладающую похожими характеристиками медь использовали реже. Человечеству уже был хорошо известен золотистый сплав меди с цинком — латунь, и это превращение отнюдь не считалось чудом. Поэтому алхимики настойчиво стремились превратить в золото именно серый металл.

Другим кандидатом была жидкая ртуть. Знаменитый арабский алхимик VIII–IX веков Джабир полагал, что все известные на тот момент семь металлов — золото, серебро, медь, свинец, ртуть, железо, олово — образуются из смеси ртути и серы, которая должна вызреть в недрах земли. Но наиболее совершенный металл, золото, зреет дольше всего, и чтобы получать золото в лаборатории, необходимо ускорить созревание вышеназванной смеси, найдя для этого дополнительное особое вещество. Сейчас мы бы назвали это вещество катализатором, алхимики же называли его эликсиром или философским камнем.

Как мы знаем, секрет превращения в золото свинца, равно как и ртути, найден не был. Зато алхимики нашли кое-что не менее важное: они открыли минеральные кислоты — вещества, способные растворять другие вещества. В своей «Краткой истории химии» Айзек Азимов говорит, что «минеральные кислоты дали человечеству больше, чем могло бы дать золото, если бы его научились добывать трансмутацией».

К достижениям алхимии принадлежит и приготовление Aqua Regis, состава, который, как установил католический святой Джованни Фиданца (более известный под именем Бонавентура), растворял золото. Состав этот — не что иное, как царская водка, смесь соляной и азотной кислот. Царсководочное разложение — важный этап в подготовке золотоносных руд к химическому анализу. А во Вторую мировую войну эта едкая смесь надежно спрятала, и тем сохранила, нобелевские медали немецких физиков Макса фон Лауэ и Джеймса Франка: венгерский химик Дьёрдь де Хевеши растворил в ней «незаконные» при фашистах медали, а после окончания войны выделил из раствора золото, и шведская Королевская академия наук снова сделала из него награды.

Дендритовидная частица золота среди других минералов, месторождение Майское, Чукотка

Надежда Гусева

Установки на обогащение

Со временем легко доступных и легко обогатимых руд становилось все меньше, а потребности человечества в золоте, с ростом численности населения и общим ростом экономики, — все больше. Эпоха великих географических открытий XV–XVII веков подарила европейцам Новый свет и новые источники золота. На какое-то время острота проблемы была снята, но к концу XVIII века и это золото закончилось.

И волей-неволей приходилось обращать внимание на все более и более трудные для разработки месторождения. Соответственно, приходилось совершенствовать и технику золотодобычи. В XIX веке в промышленный обиход вошел целый ряд обогатительных установок, в том числе, например, бутара и драга, которые используют до сих пор.

Бутара — это барабан цилиндрической или конической формы, стенки которого представляют собой сито. Внутрь бутары загружают дробленую руду, золотосодержащий песок или глину, заливают воду и начинают бутару вращать. Через отверстия в стенках из бутары удаляются тонкие песчинки и глинистые частицы — шлам, а обесшламленная руда потом поступает на дальнейшее обогащение.

Драга (от английского to drag, «тащить») — это плавучая фабрика-комбайн. Ковши драги черпают грунт со дна реки, после чего в системе промывочных шлюзов золото отмывают от пустой породы, а ненужный грунт потом сбрасывают обратно в реку. Драга полностью уничтожает экосистему реки, и восстановление территории после такого способа добычи занимает десятки, а то и сотни лет. Но несмотря на это дражный способ добычи до сих пор применяется во многих странах, в том числе и в России.

Все эти средства все равно позволяли извлечь лишь относительно крупное, размером в миллиметры или по крайней мере в десятые доли миллиметров, золото. При этом в отходах, так называемых хвостах обогащения, оставались более тонкие золотины. Подход к этому тонкому золоту искали долго и трудно, а существенные открытия делались порой случайно.

Цианиду мне, цианиду

Про шведского химика и фармацевта Карла Шееле рассказывали, что он не может дотронуться до какого-либо вещества так, чтобы при этом не сделать открытия. В 1782 году Шееле «дотронулся» до желтой кровяной соли и выделил из нее синильную кислоту. Поговаривают, что он также и заметил, что в солях синильной кислоты золото переходит в раствор.

В 1843 году русский химик и инженер Петр Романович Багратион (племянник героя Бородинской битвы) изучал условия растворения золота в цианистых растворах и выяснил, что для этого необходимо присутствие кислорода. Чуть позже этот вывод подтвердили Л. Эльснер и Майкл Фарадей. Однако промышленное использование цианирования началось после того, как в 1887 и 1888 годах англичане Джон Стюарт Макартур и братья Роберт и Уильям Форест сумели не просто растворить золото, но и осадить его из раствора металлическим цинком. Уже в 1889 году они реализовали свой способ на месторождении Витватерсранд в ЮАР. Первоначально использовали цианистый калий, позже его заменили цианистым натрием, который используют и сегодня.

Метод извлечения золота путем перевода его в растворы (на профессиональном жаргоне — жидкую фазу) называется гидрометаллургическим. На современных горно-обогатительных производствах он встречается в трех разновидностях: кучное, подземное и чановое выщелачивание. При кучном выщелачивании цианидными растворами поливают уложенные на специальной пленке штабеля (собственно, кучи) золотосодержащей руды. При подземном выщелачивании растворы закачивают прямо в недра, а при чановом — строят каскады огромных чанов.

Выбор конкретного метода зависит от особенностей состава руд и вмещающих их горных пород и даже от климата. Например, лишь недавно кучное выщелачивание стали пытаться использовать в северных районах, где и летом случаются заморозки — чтобы раствор не замерзал, кучи надо обогревать.

Взаимодействуя с растворами солей синильной кислоты, золото образует жидкий дицианаурат. Золотоносный раствор легко отделить от твердой фазы — собственно дробленой руды, которая после обработки растворами лишилась золота и перешла в категорию «хвосты». Теперь, поскольку наша конечная цель — не раствор, а слиток, надо вернуть золото из раствора в твердое состояние. Добиваются этого путем сорбции: в жидкую фазу добавляют активированный уголь, цинковую стружку или же пропускают ее через ионообменные смолы.

Сорбент стоит дорого, поэтому его стремятся использовать многократно. Поэтому следующий этап – десорбция. Нам приходится снова растворить золото, но уже малым количеством в десять раз более крепкого раствора цианида. Затем уже через этот раствор пропускают электрический ток. При этом на катоде оседает металлическое золото, но еще «грязное», содержащее примеси других металлов, в первую очередь серебра. После аффинирования — очистки от примесей — металл наконец получает заветную маркировку «9999» (что означает, что в металле 99,99 процента золота и лишь 0,01 процента примесей) и становится пригоден для отливки высокопробных банковских слитков.

Но все эти технологии позволяют извлекать лишь золото, атомы которого могут контактировать с растворами, а это все равно самородное золото, не важно, тонкое или крупное. Во второй половине XX века — вы угадали — пригодных для промышленной разработки месторождений самородного золота стало не хватать, и человек взялся за руды, которые называют упорными.

Соревнование в упорстве

Наверное, интуитивно понятно, что речь идет о рудах, которые заставляют поломать голову и проявить упорство в поисках способа вынуть из них драгоценный металл. В этих рудах большая часть золота прячется в других минералах и недоступна выщелачивающим растворам. Достаточно часто в качестве такого укромного места, куда можно спрятаться, золото выбирает соединения серы с железом или серы с железом и мышьяком — минералы пирит и арсенопирит. Такие руды, в которых золото образует мельчайшие, вплоть до атомарных, включения в сульфидные минералы, так и называются — золото-сульфидные руды.

Золотисто-желтый сульфид железа — пирит — один из наиболее распространенных рудных минералов на земле. Из-за самого грубого внешнего сходства с золотом, обманывавшем разве что малограмотных и невнимательных охотников за легкой наживой, пирит получил обидное народное прозвище «золота дураков». Но прошли столетия, и человек убедился, что в пирите может быть самое настоящее золото. А еще — что при смешивании размолотой руды с водой (на языке обогатителей этот процесс называется распульпование) мелкие зерна пирита, арсенопирита и еще некоторых других минералов, в которых прячется золото, всплывают, образуя на поверхности тонкую пленочку. Происходит это потому, что поверхность этих минералов плохо смачивается водой. Чтобы лучше понять этот процесс, представьте себе каплю воды на поверхности жирного стекла. Она не будет растекаться, а так и останется круглой капелькой. На этом явлении гидрофобности основан метод флотации.

Дело в том, что если в смесь воды и измельченной руды (пульпу) подать воздух, то плохо смачиваемые (гидрофобные) зерна прилипнут к пузырьку воздуха и всплывут вместе с ним — и на поверхности сосуда будет образовываться минерализованная пена. А чтобы усилить природную гидрофобность сульфидных минералов, в пульпу добавляют специально подобранные реагенты. Так, пузырек за пузырьком, зернышко за зернышком, собирают золото-сульфидные концентраты.

Так выглядят под элекронным микроскопом включения золота (наиболее яркое) в сросток никелина (NiAs) и герсдорфита (NiAsS). Длина масштабной линейки, приведенной в правом нижнем углу фотографии, – 25 микрон или 0,025 мм. Размеры включений золота от 1 до ~ 10 микрон. Золото «заперто» внутри зерна и недоступно воздействию выщелачивающих растворов. Наиболее эффективная методика обогащения руд, содержащих золото в такой форме, – флотация несущих золото никелина и герсдорфита и их последующее разложение.

Nati Research OY

Но золото-сульфидный концентрат — это еще далеко не слиток. Непосвященному даже трудно бывает поверить, что этот невзрачный темно-серый порошок и есть конечный продукт обогатительной фабрики, перерабатывающей золотые руды. Чтобы вытащить спрятавшиеся в сульфидах микропримеси золота, нужно разрушить минерал-хозяин. Это можно сделать несколькими способами, например, в автоклаве с помощью высоких температур и давлений. А можно добиться того же результата с помощью бактерий, которые едят содержащие золото сульфиды.

Каким бы способом ни вскрывали сульфидные минералы, после их разрушения материал, как и при обогащении руд со свободным золотом, обрабатывают цианидом, чтобы растворить и собрать ставшее доступным, высвободившееся из оков чужой кристаллической решетки золото.

Бывают и более упорные руды. Во второй половине ХХ века люди обратили внимание на то, что иногда золото встречается в толщах пород, возникших из перегнивших органических остатков — так называемых черных сланцах. В черносланцевых рудах золото может присутствовать как в форме мельчайших самородков, так и в виде сульфидов. Второй из этих двух случаев наиболее сложен для обогащения, такие руды называют рудами двойной упорности. Первая упорность — это сульфидный минерал, запирающий золото в своей кристаллической решетке. А вторую упорность создает «хищный» углерод. Как мы уже выяснили, из цианистых растворов золото сорбируют на уголь — а черные сланцы хотя и не совсем угли, но тоже могут сорбировать золото. В итоге в ходе этого процесса доля отвоеванного у дважды упорной руды золота падает. Явление сорбции золота на присутствующий в руде сорбент называется прег-роббинг (хищнический захват).

Интересно, что, научившись извлекать из руды тонкое золото, человек лучше понял, как работает природа. Ведь большинство месторождений — продукт гигантской естественной гидрометаллургической фабрики, на которой происходит очень похожий процесс.

Позолоченная жизнь

В бесконечных поисках золота человеку может помочь и живая природа. Если, скажем, березка растет не над «пустым» кварцем, а над золотой жилой, то почти наверняка в ее коре и листьях золота будет больше. На этой способности растений «выдавать» тайны недр основан биогеохимический метод поиска месторождений.

Биогеохимические поиски. Озоление еловой хвои для дальнейшего химического анализа.

Надежда Гусева

Причем золото может не просто накапливаться в живых организмах, но и замещать их полностью или частично, подобно тому, как карбонат кальция замещает раковины моллюсков, скелеты членистоногих и даже кости динозавров. В 1979 году Дитер Халлбауэр из Йоханнесбурга в рудах месторождения Витватерсранд описал нитчатые формы самородного золота и предположил, что они образовались на месте чехлов нитчатых бактерий.

Но возможность замещения бактерий золотом оставалась лишь предположением — до тех пор, пока не пошли массовые находки в Амурской области, на Камчатке, в Хабаровском крае. В 1991 году Джон Уоттерсон в пробах золота из россыпей Аляски выделил гирлянды пустотелых золотых шариков, которые по размерам и форме точно соответствовали размерам почвенных бактерий. А в 2005 году Эмиль Школьник нашел на том же месторождении Витватерсранд замещения золотом цианобактерий, с сохранением мельчайших скульптурных деталей.

Эти и им подобные наблюдения подтолкнули геологов к необходимости переосмыслить роль живого вещества в формировании золоторудных месторождений. Вероятно, бактерии сыграли существенную роль в истории миграции и перераспределения золота на Земле.

Способность бактерий растворять золото на руку золотодобытчикам. Механизмы биоокисления изучены еще плохо, промышленные технологии буквально «нащупываются» опытным путем. Для использования биоокисления в промышленном масштабе важно выбрать виды, наиболее устойчивые к изменениям среды и в то же время эффективно разлагающие сульфиды. Как правило, выбирают один из двух видов: Thiobacillus ferrooxidans и Thiobacillus thiooxidans. Геннадий Минеев и Адольф Панченко в книге «Растворители золота и серебра в гидрометаллургии» высказывают предположение, что тионовые бактерии «разгрызают» кристаллическую решетку сульфидов сразу двумя способами: с помощью ферментов и окисляя содержащееся в сульфидах железо.

Светлое золотое будущее

Маловероятно, что в будущем будет открыто новое Эльдорадо. Скорее всего, нам придется довольствоваться месторождениями с убогими по содержанию и упорными к переработке рудами, техногенными месторождениями — то есть «хвостами» собственных обогатительных фабрик, а также «добывать» золото из отслужившей свое электроники. Компания Apple, например, в 2015 году добыла почти тонну золота из техники, которую ее владельцы сдали в обмен на новые устройства.

Возможны, конечно, интересные находки богатых месторождений золотосодержащих сульфидов на океаническом дне. Да и в каждом кубическом километре морской воды содержится около пяти килограммов золота. Пока, правда, рентабельного способа эти пять килограммов оттуда извлечь у человечества нет.

Есть фантастические на вид задумки научиться «выращивать» золото, поняв механизмы его накопления в живых организмах. Из астероидов же, скажем, много золота не добудешь — среднее содержание его там сопоставимо по порядку величины со средним содержанием в земной коре. Словом, с неба золотой дождь на нас не прольется, думать и искать придется самим — как, впрочем, всегда и было.

Надежда Гусева
Ольга Добровидова

nplus1.ru

Золотая лихорадка, или как овечьи шкуры, цианид и бактерии помогают современным старателям

Источник: N+1

Авторы: Надежда Гусева, Ольга Добровидова

Наряду с железом и медью, золото претендует на звание первого металла, который человек научился добывать и обрабатывать. При этом среднее содержание (кларк) железа в земной коре около 50 килограммов на тонну, меди — около 80 граммов на тонну, а золота — всего 0,005 грамма на тонну. Если бы золото было распределено в земной коре равномерно, то для того, чтобы набрать на небольшое колечко, необходимо было бы раздробить и перебрать по зернышку примерно три железнодорожных вагона горной породы.

К счастью, золото распределено неравномерно. И в определенных аномальных зонах — месторождениях — его содержание может достигать сотен граммов в тонне. Так, знаменитая россыпь Эльдорадо в Клондайке позволяла опытным старателям получить с одного лотка (5–6 литров или 14–17 килограммов песков) около килограмма золота. Но таких объектов в мире единицы, и именно они-то и породили золотые лихорадки. В большинстве же россыпей с лотка можно получить граммы, в лучшем случае — десятки граммов золота.

При таких низких содержаниях золото должно было обладать какими-то поистине удивительными свойствами, чтобы уже на заре цивилизации человек мог его находить, добывать и обрабатывать. Сегодняшние же технологии вообще позволяют получать золото из бедных (геологи говорят — убогих) руд, где его содержание не превышает 1–2 грамма в тонне горной породы, а сам металл рассеян на атомарном уровне и не всегда виден даже в электронный микроскоп.

Современный карьер на предприятии, добывающем рудное золото

Надежда Гусева

Вода, ветер и золотое руно

Благодаря высокой плотности золото плохо переносится водой и ветром. Поэтому при разрушении горных пород, содержащих даже мельчайшие вкрапления золота, оно остается на месте, а более легкие минералы вымываются водой или выдуваются ветрами. Постепенно содержание золота в продуктах разрушения все увеличивается и может достигать десятков и сотен грамм на тонну. Так формируются россыпи — богатые золотом пески. Они-то и стали первой освоенной человеком формой месторождений золота.

Уже в бронзовом веке люди научились добывать золото и из руды. Тогда это было видимое самородное золото, и брали его чаще всего из кварцевых жил, блоки которых выламывали примитивными инструментами — или, там где это было возможно, разогревали, разложив на скалах костер, а затем резко охлаждали, поливая холодной водой.

Другими доступными для древних людей месторождениями были так называемые «железные шляпы» — характерные ржавого цвета навершия над сероватыми скалами, верхние части сульфидных месторождений (меди, свинца, цинка и других металлов). В уральских сказах Павла Бажова есть такой эпизод: «Хозяйка, мол, Медной горы заказывала тебе, душному козлу, чтобы ты с Красногорского рудника убирался. Ежели еще будешь эту мою железную шапку ломать, так я тебе всю медь в Гумешках туда спущу, что никак ее не добыть».

Механизм накопления золота в железных шляпах принципиально тот же, что и в россыпях: скалы разрушаются под воздействием воды, ветра и перепадов температур и превращаются в песок и глину. Часть их разносится ветром, в оставшейся же части остается и золото, причем не «отягощенное» другими минералами.

И хотя в россыпи или железной шляпе золота уже в сотни тысяч раз больше, чем в среднем по земной коре, все равно его очень мало. А это значит, что для получения вожделенного металла золотоносные пески, накопившиеся по дну и берегам рек, или глины из железных шляп, или раздробленные кварцевые жилы надо освободить от всего лишнего. Такой процесс называется обогащением.

Хочется побогаче

Самым простым вариантом, пригодным в любой, даже засушливой местности, было провеивание. Естественный (из россыпей или зон окисления) или искусственный (дробленая руда) золотой песок подкидывали вверх и вперед, при этом стараясь бросать песок по направлению ветра. Более легкий материал отлетал в сторону, а тяжелое золото падало к ногам обогатителя. Всем хорош этот способ, кроме того, что он работает только в том случае, если частицы золота крупные, полмиллиметра и более в диаметре.

Чуть более сложным, но более эффективным методом была промывка. На пути золотоносного потока придумывали разного рода ловушки, помогающие задержаться тяжелым частицам золота. Все ведь помнят историю о золотом руне? Овечью шкуру натягивали на доски и выкладывали на пути золотоносных рек или искусственно организованного потока, по которому направляли материал россыпи или дробленую руду. Этот метод добычи описан греческим географом Страбоном и римским историком Апиканом. Индивидуальными (часто нелегальными) старателями метод применяется до сих пор.

Иногда промывку использовали почти в промышленных масштабах. Рудный прииск Лас-Медулас, расположенный на территории современной Испании, в 1997 году был внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО как объект древней индустриальной культуры. Для античных времен Лас-Медулас представлял собой целый горно-обогатительный комбинат: в скалах вырублены каналы длиной по несколько километров для перенаправления воды из окрестных рек на золотоносные пески. Далее вода попадала в специальные дренажные канавы. Иногда канавы перекрывали особыми ловушками из хвороста. Мощью воды песок и глина уносились прочь, а золотины застревали между густо сплетенными ветками. После сжигания веток из золы выгребали золотые слитки.

Отмывка золота в лотках актуальна с древнейших времен и по сей день. А еще отмывка золота в лотке стала своеобразным видом состязаний

Чешская геологическая служба

Древние люди знали и более изощренные способы добычи и обогащения золота, многие из которых были впоследствии утеряны и переоткрыты заново уже в Новое время. Так, есть основания считать, что метод очистки золотых концентратов путем смешения их со ртутью (амальгамация) был известен уже более 2000 лет назад. Амальгамация применялась вплоть до середины ХХ века, что привело к загрязнению ртутью долин золотоносных рек. Ныне этот метод используется при лабораторных исследованиях руд.

Древние египтяне, кроме того, умели заставлять самый тяжелый из известных им металлов всплывать на поверхность сосуда с водой, вместе с жирной пленкой от добавленного в воду масла (примитивная масляная флотация). Но все же в древнем мире наиболее распространенными методами извлечения золота были разновидности гравитационного обогащения, благо легко обогатимого золота тогда было еще достаточно. Согласно данным, приведенным в монографии Н. В. Петровской «Самородное золото», за первые 5–6 тысяч лет истории человечества было добыто около 31 тысячи тонн золота.

Золото из подручных материалов

К началу раннего Средневековья доступные источники золота на территории Европы были практически исчерпаны. В эту пору золота вечно не хватало, и монархи щедро финансировали тех, кто обещал им превратить в него другие, более доступные и более дешевые вещества, — алхимиков.

Первым кандидатом на роль сырья для производства золота был второй по тяжести из известных людям металлов, свинец. Полезными для алхимических превращений качествами свинца были его ковкость и легкоплавкость. Обладающую похожими характеристиками медь использовали реже. Человечеству уже был хорошо известен золотистый сплав меди с цинком — латунь, и это превращение отнюдь не считалось чудом. Поэтому алхимики настойчиво стремились превратить в золото именно серый металл.

Другим кандидатом была жидкая ртуть. Знаменитый арабский алхимик VIII–IX веков Джабир полагал, что все известные на тот момент семь металлов — золото, серебро, медь, свинец, ртуть, железо, олово — образуются из смеси ртути и серы, которая должна вызреть в недрах земли. Но наиболее совершенный металл, золото, зреет дольше всего, и чтобы получать золото в лаборатории, необходимо ускорить созревание вышеназванной смеси, найдя для этого дополнительное особое вещество. Сейчас мы бы назвали это вещество катализатором, алхимики же называли его эликсиром или философским камнем.

Как мы знаем, секрет превращения в золото свинца, равно как и ртути, найден не был. Зато алхимики нашли кое-что не менее важное: они открыли минеральные кислоты — вещества, способные растворять другие вещества. В своей «Краткой истории химии» Айзек Азимов говорит, что «минеральные кислоты дали человечеству больше, чем могло бы дать золото, если бы его научились добывать трансмутацией».

К достижениям алхимии принадлежит и приготовление Aqua Regis, состава, который, как установил католический святой Джованни Фиданца (более известный под именем Бонавентура), растворял золото. Состав этот — не что иное, как царская водка, смесь соляной и азотной кислот. Царсководочное разложение — важный этап в подготовке золотоносных руд к химическому анализу. А во Вторую мировую войну эта едкая смесь надежно спрятала, и тем сохранила, нобелевские медали немецких физиков Макса фон Лауэ и Джеймса Франка: венгерский химик Дьёрдь де Хевеши растворил в ней «незаконные» при фашистах медали, а после окончания войны выделил из раствора золото, и шведская Королевская академия наук снова сделала из него награды.

Установки на обогащение

Со временем легко доступных и легко обогатимых руд становилось все меньше, а потребности человечества в золоте, с ростом численности населения и общим ростом экономики, — все больше. Эпоха великих географических открытий XV–XVII веков подарила европейцам Новый свет и новые источники золота. На какое-то время острота проблемы была снята, но к концу XVIII века и это золото закончилось.

И волей-неволей приходилось обращать внимание на все более и более трудные для разработки месторождения. Соответственно, приходилось совершенствовать и технику золотодобычи. В XIX веке в промышленный обиход вошел целый ряд обогатительных установок, в том числе, например, бутара и драга, которые используют до сих пор.

Бутара — это барабан цилиндрической или конической формы, стенки которого представляют собой сито. Внутрь бутары загружают дробленую руду, золотосодержащий песок или глину, заливают воду и начинают бутару вращать. Через отверстия в стенках из бутары удаляются тонкие песчинки и глинистые частицы — шлам, а обесшламленная руда потом поступает на дальнейшее обогащение.

Драга (от английского to drag, «тащить») — это плавучая фабрика-комбайн. Ковши драги черпают грунт со дна реки, после чего в системе промывочных шлюзов золото отмывают от пустой породы, а ненужный грунт потом сбрасывают обратно в реку. Драга полностью уничтожает экосистему реки, и восстановление территории после такого способа добычи занимает десятки, а то и сотни лет. Но несмотря на это дражный способ добычи до сих пор применяется во многих странах, в том числе и в России.

Все эти средства все равно позволяли извлечь лишь относительно крупное, размером в миллиметры или по крайней мере в десятые доли миллиметров, золото. При этом в отходах, так называемых хвостах обогащения, оставались более тонкие золотины. Подход к этому тонкому золоту искали долго и трудно, а существенные открытия делались порой случайно.

Цианиду мне, цианиду

Про шведского химика и фармацевта Карла Шееле рассказывали, что он не может дотронуться до какого-либо вещества так, чтобы при этом не сделать открытия. В 1782 году Шееле «дотронулся» до желтой кровяной соли и выделил из нее синильную кислоту. Поговаривают, что он также и заметил, что в солях синильной кислоты золото переходит в раствор.

В 1843 году русский химик и инженер Петр Романович Багратион (племянник героя Бородинской битвы) изучал условия растворения золота в цианистых растворах и выяснил, что для этого необходимо присутствие кислорода. Чуть позже этот вывод подтвердили Л. Эльснер и Майкл Фарадей. Однако промышленное использование цианирования началось после того, как в 1887 и 1888 годах англичане Джон Стюарт Макартур и братья Роберт и Уильям Форест сумели не просто растворить золото, но и осадить его из раствора металлическим цинком. Уже в 1889 году они реализовали свой способ на месторождении Витватерсранд в ЮАР. Первоначально использовали цианистый калий, позже его заменили цианистым натрием, который используют и сегодня.

Метод извлечения золота путем перевода его в растворы (на профессиональном жаргоне — жидкую фазу) называется гидрометаллургическим. На современных горно-обогатительных производствах он встречается в трех разновидностях: кучное, подземное и чановое выщелачивание. При кучном выщелачивании цианидными растворами поливают уложенные на специальной пленке штабеля (собственно, кучи) золотосодержащей руды. При подземном выщелачивании растворы закачивают прямо в недра, а при чановом — строят каскады огромных чанов.

Выбор конкретного метода зависит от особенностей состава руд и вмещающих их горных пород и даже от климата. Например, лишь недавно кучное выщелачивание стали пытаться использовать в северных районах, где и летом случаются заморозки — чтобы раствор не замерзал, кучи надо обогревать.

Взаимодействуя с растворами солей синильной кислоты, золото образует жидкий дицианаурат. Золотоносный раствор легко отделить от твердой фазы — собственно дробленой руды, которая после обработки растворами лишилась золота и перешла в категорию «хвосты». Теперь, поскольку наша конечная цель — не раствор, а слиток, надо вернуть золото из раствора в твердое состояние. Добиваются этого путем сорбции: в жидкую фазу добавляют активированный уголь, цинковую стружку или же пропускают ее через ионообменные смолы.

Сорбент стоит дорого, поэтому его стремятся использовать многократно. Поэтому следующий этап – десорбция. Нам приходится снова растворить золото, но уже малым количеством в десять раз более крепкого раствора цианида. Затем уже через этот раствор пропускают электрический ток. При этом на катоде оседает металлическое золото, но еще «грязное», содержащее примеси других металлов, в первую очередь серебра. После аффинирования — очистки от примесей — металл наконец получает заветную маркировку «9999» (что означает, что в металле 99,99 процента золота и лишь 0,01 процента примесей) и становится пригоден для отливки высокопробных банковских слитков.

Но все эти технологии позволяют извлекать лишь золото, атомы которого могут контактировать с растворами, а это все равно самородное золото, не важно, тонкое или крупное. Во второй половине XX века — вы угадали — пригодных для промышленной разработки месторождений самородного золота стало не хватать, и человек взялся за руды, которые называют упорными.

Соревнование в упорстве

Наверное, интуитивно понятно, что речь идет о рудах, которые заставляют поломать голову и проявить упорство в поисках способа вынуть из них драгоценный металл. В этих рудах большая часть золота прячется в других минералах и недоступна выщелачивающим растворам. Достаточно часто в качестве такого укромного места, куда можно спрятаться, золото выбирает соединения серы с железом или серы с железом и мышьяком — минералы пирит и арсенопирит. Такие руды, в которых золото образует мельчайшие, вплоть до атомарных, включения в сульфидные минералы, так и называются — золото-сульфидные руды.

Золотисто-желтый сульфид железа — пирит — один из наиболее распространенных рудных минералов на земле. Из-за самого грубого внешнего сходства с золотом, обманывавшем разве что малограмотных и невнимательных охотников за легкой наживой, пирит получил обидное народное прозвище «золота дураков». Но прошли столетия, и человек убедился, что в пирите может быть самое настоящее золото. А еще — что при смешивании размолотой руды с водой (на языке обогатителей этот процесс называется распульпование) мелкие зерна пирита, арсенопирита и еще некоторых других минералов, в которых прячется золото, всплывают, образуя на поверхности тонкую пленочку. Происходит это потому, что поверхность этих минералов плохо смачивается водой. Чтобы лучше понять этот процесс, представьте себе каплю воды на поверхности жирного стекла. Она не будет растекаться, а так и останется круглой капелькой. На этом явлении гидрофобности основан метод флотации.

Дело в том, что если в смесь воды и измельченной руды (пульпу) подать воздух, то плохо смачиваемые (гидрофобные) зерна прилипнут к пузырьку воздуха и всплывут вместе с ним — и на поверхности сосуда будет образовываться минерализованная пена. А чтобы усилить природную гидрофобность сульфидных минералов, в пульпу добавляют специально подобранные реагенты. Так, пузырек за пузырьком, зернышко за зернышком, собирают золото-сульфидные концентраты.

Так выглядят под элекронным микроскопом включения золота (наиболее яркое) в сросток никелина (NiAs) и герсдорфита (NiAsS). Длина масштабной линейки, приведенной в правом нижнем углу фотографии, – 25 микрон или 0,025 мм. Размеры включений золота от 1 до ~ 10 микрон. Золото «заперто» внутри зерна и недоступно воздействию выщелачивающих растворов. Наиболее эффективная методика обогащения руд, содержащих золото в такой форме, – флотация несущих золото никелина и герсдорфита и их последующее разложение.

Nati Research OY

Но золото-сульфидный концентрат — это еще далеко не слиток. Непосвященному даже трудно бывает поверить, что этот невзрачный темно-серый порошок и есть конечный продукт обогатительной фабрики, перерабатывающей золотые руды. Чтобы вытащить спрятавшиеся в сульфидах микропримеси золота, нужно разрушить минерал-хозяин. Это можно сделать несколькими способами, например, в автоклаве с помощью высоких температур и давлений. А можно добиться того же результата с помощью бактерий, которые едят содержащие золото сульфиды.

Каким бы способом ни вскрывали сульфидные минералы, после их разрушения материал, как и при обогащении руд со свободным золотом, обрабатывают цианидом, чтобы растворить и собрать ставшее доступным, высвободившееся из оков чужой кристаллической решетки золото.

Бывают и более упорные руды. Во второй половине ХХ века люди обратили внимание на то, что иногда золото встречается в толщах пород, возникших из перегнивших органических остатков — так называемых черных сланцах. В черносланцевых рудах золото может присутствовать как в форме мельчайших самородков, так и в виде сульфидов. Второй из этих двух случаев наиболее сложен для обогащения, такие руды называют рудами двойной упорности. Первая упорность — это сульфидный минерал, запирающий золото в своей кристаллической решетке. А вторую упорность создает «хищный» углерод. Как мы уже выяснили, из цианистых растворов золото сорбируют на уголь — а черные сланцы хотя и не совсем угли, но тоже могут сорбировать золото. В итоге в ходе этого процесса доля отвоеванного у дважды упорной руды золота падает. Явление сорбции золота на присутствующий в руде сорбент называется прег-роббинг (хищнический захват).

Интересно, что, научившись извлекать из руды тонкое золото, человек лучше понял, как работает природа. Ведь большинство месторождений — продукт гигантской естественной гидрометаллургической фабрики, на которой происходит очень похожий процесс.

Позолоченная жизнь

В бесконечных поисках золота человеку может помочь и живая природа. Если, скажем, березка растет не над «пустым» кварцем, а над золотой жилой, то почти наверняка в ее коре и листьях золота будет больше. На этой способности растений «выдавать» тайны недр основан биогеохимический метод поиска месторождений.

Биогеохимические поиски. Озоление еловой хвои для дальнейшего химического анализа

Надежда Гусева

Причем золото может не просто накапливаться в живых организмах, но и замещать их полностью или частично, подобно тому, как карбонат кальция замещает раковины моллюсков, скелеты членистоногих и даже кости динозавров. В 1979 году Дитер Халлбауэр из Йоханнесбурга в рудах месторождения Витватерсранд описал нитчатые формы самородного золота и предположил, что они образовались на месте чехлов нитчатых бактерий.

Но возможность замещения бактерий золотом оставалась лишь предположением — до тех пор, пока не пошли массовые находки в Амурской области, на Камчатке, в Хабаровском крае. В 1991 году Джон Уоттерсон в пробах золота из россыпей Аляски выделил гирлянды пустотелых золотых шариков, которые по размерам и форме точно соответствовали размерам почвенных бактерий. А в 2005 году Эмиль Школьник нашел на том же месторождении Витватерсранд замещения золотом цианобактерий, с сохранением мельчайших скульптурных деталей.

Эти и им подобные наблюдения подтолкнули геологов к необходимости переосмыслить роль живого вещества в формировании золоторудных месторождений. Вероятно, бактерии сыграли существенную роль в истории миграции и перераспределения золота на Земле.

Способность бактерий растворять золото на руку золотодобытчикам. Механизмы биоокисления изучены еще плохо, промышленные технологии буквально «нащупываются» опытным путем. Для использования биоокисления в промышленном масштабе важно выбрать виды, наиболее устойчивые к изменениям среды и в то же время эффективно разлагающие сульфиды. Как правило, выбирают один из двух видов: Thiobacillus ferrooxidans и Thiobacillus thiooxidans. Геннадий Минеев и Адольф Панченко в книге «Растворители золота и серебра в гидрометаллургии» высказывают предположение, что тионовые бактерии «разгрызают» кристаллическую решетку сульфидов сразу двумя способами: с помощью ферментов и окисляя содержащееся в сульфидах железо.

Светлое золотое будущее

Маловероятно, что в будущем будет открыто новое Эльдорадо. Скорее всего, нам придется довольствоваться месторождениями с убогими по содержанию и упорными к переработке рудами, техногенными месторождениями — то есть «хвостами» собственных обогатительных фабрик, а также «добывать» золото из отслужившей свое электроники. Компания Apple, например, в 2015 году добыла почти тонну золота из техники, которую ее владельцы сдали в обмен на новые устройства.

Возможны, конечно, интересные находки богатых месторождений золотосодержащих сульфидов на океаническом дне. Да и в каждом кубическом километре морской воды содержится около пяти килограммов золота. Пока, правда, рентабельного способа эти пять килограммов оттуда извлечь у человечества нет.

Есть фантастические на вид задумки научиться «выращивать» золото, поняв механизмы его накопления в живых организмах. Из астероидов же, скажем, много золота не добудешь — среднее содержание его там сопоставимо по порядку величины со средним содержанием в земной коре. Словом, с неба золотой дождь на нас не прольется, думать и искать придется самим — как, впрочем, всегда и было.

goldenfront.ru

Как производят спирт в промышленных масштабах

Пишет блогер Сергей Анашкевич:

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же — написано ОН. Оказалось, и вправду, он!

Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО — главное сырье для водки.

Как делают саму водку — полно. От сивухи до элитных марок. А спирт — нет!

Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе — зерно из мешка, на выходе — чистейшая 96-градусная жидкость…

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384–320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «духом вина» (от латинского «spiritus vini»).

Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» — «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.

Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая цена была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.

Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.

С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.

Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые — пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.

Теперь о категориях спирта и  о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса»  — пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» — 0,02%. Это существенно!

На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории — «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:

Первая задача — очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!

Далее очистка от шелухи и различного мусора. Она производится с помощью мощного потока воздуха, который разделяет тяжелое зерно и легкий мусор

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки — около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, так как процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющиеся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода — 100 градусов, спирт — 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов — какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!

Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке — ректификации.

Этот процесс основан на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.

Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).

Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть в миг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа», а дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

 

nauka.boltai.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о