Como o ouro é bombeado para fora do planeta

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O garimpeiro pega uma ou duas pás de solo da margem ou do fundo do rio, joga em uma bandeja de fundo côncavo e depois por muito tempo lava a argila, areia e seixos da água, espiando com atenção na suspensão lamacenta - alguma coisa não vai brilhar? A recompensa são alguns grãos de areia amarelos no fundo da bandeja. Ou uma pequena pepita, se você tiver sorte …

Bem, agora vamos contar outra história sobre a mineração de ouro. Uma história que quase nada tem a ver com o anterior.

A rigor, o ouro puro existe puramente em teoria. Mesmo no ouro 999,9, com o qual são feitas as barras dos bancos, há, como pode ser entendido pelo índice, um décimo milésimo de impurezas. Mas esse ouro é um produto industrial. Não há necessidade de pensar em encontrar algo de natureza semelhante.

A areia dourada lavada por garimpeiros ou dragas mecanizadas é na verdade apenas uma matéria-prima, um concentrado, que vai derreter mais de uma vez e sofrer precipitação de dissolução (refino) antes de ser depurada de muitas impurezas. E, no entanto, é mais fácil trabalhar com ouro de aluvião do que com ouro de depósitos primários, onde o metal amarelo permanece incrustado na rocha - raramente na forma de veios e muitas vezes na forma de partículas microscópicas invisíveis a olho nu, na verdade, poeira finamente dispersa.

Neste último caso, bandejas, dragas e quaisquer outras ferramentas são inúteis - você precisa pedir ajuda à química.

Tenacidade da raça

O método clássico é o processamento do minério triturado com solução aquosa de cianeto de sódio na presença de oxigênio (cianetação). O ouro é, na verdade, removido do minério: seu átomo se combina em solução em um íon com carbono e nitrogênio. Em seguida, o ouro é precipitado da solução (junto com várias impurezas, principalmente com a prata).

Mas o caso mais difícil são os chamados minérios refratários. Neles, os grãos de ouro em pó de vários mícrons de diâmetro são envoltos em conchas de sulfeto consistindo de pirita (compostos de enxofre e ferro) ou arsenopirita (ferro, enxofre, arsênico). O problema é que as conchas de sulfeto não são umedecidas ou dissolvidas pela água, então a cianetação direta do minério refratário não dará quase nada.

É necessário quebrar de alguma forma essa casca e remover dela um grão de poeira precioso … Ou talvez você não precise sofrer - por que as boas e velhas dragas e bandejas são ruins? Necessário! Em todo o mundo, os depósitos de aluviões estão próximos do esgotamento e a maior parte do ouro mundial já é produzida a partir de minérios, incluindo minérios refratários.

Ouro e gelo

São minérios desse tipo que são extraídos no site da Albazino Resources Mining and Processing Plant (GOK), de propriedade da empresa russa Polymetal - a segunda maior da Rússia em termos de mineração de ouro. Aqui está a borda das colinas coberta por uma fina taiga, um canto quase desabitado do enorme Território de Khabarovsk.

São mais de cem quilômetros desde a produção de minério, onde 1,2 mil funcionários trabalham exclusivamente em regime de rodízio, até o assentamento mais próximo. A cidade de Amursk, onde os produtos do GOK são processados na planta hidrometalúrgica local, fica a cerca de quatrocentos quilômetros.

A estrada de Amursk a Albazino é cerca de dois terços não pavimentada e os mesmos dois terços passam pela taiga densa. Centenas de quilômetros sem assentamentos, postos de gasolina, cafés de beira de estrada e comunicações celulares.

Aqui, o companheiro do motorista é um walkie-talkie. Os participantes do trânsito ouvem a mesma frequência para, se necessário, transmitir aos "vizinhos" algumas informações sobre a situação da estrada, avisar sobre algo, pedir ajuda. Você só pode se comunicar com o mundo externo por meio de um telefone via satélite, mas esse não é um luxo acessível para todos.

A aproximadamente 50 km de distância, a estrada para Albazino está bloqueada pelo rápido e fluído rio Amgun, o último grande afluente do Amur antes de desaguar no Oceano Pacífico. No verão há uma balsa e no inverno há uma travessia no gelo. A travessia é especialmente fortalecida jogando-se água sobre ela e congelando-se mais uma camada de gelo, para que o rio no inverno seja atravessado com tranquilidade não só por carros, mas também por tratores carregados com 42 toneladas de concentrado de flotação (com produtos GOK) com reboques.

Presentes das entranhas

As colinas locais não são altas, mas participam de um processo em escala planetária. A América e a Eurásia estão gradualmente colidindo uma com a outra, criando um enorme estresse sísmico ao longo de todo o perímetro do Oceano Pacífico.

Esse perímetro é chamado de Anel de Fogo do Pacífico. A dobra de terras no Extremo Oriente russo também resultou da colisão das placas continentais e oceânicas. E, claro, vulcões entraram em erupção por essas partes. Junto com o magma líquido, eles carregavam ouro das profundezas para a superfície, criando depósitos futuros.

Vestígios de uma antiga caldeira vulcânica (um vulcão que entrou em colapso) também foram encontrados na área da mina de Albazino.

Nas profundezas do antissinclinório, sob a camada de depósitos quaternários "jovens" (argilas, argilas), encontram-se rochas sedimentares como os arenitos - surgiram como resultado do intemperismo de montanhas mais antigas. Aqui e ali, as rochas sedimentares são cortadas de baixo para cima por diques estreitos - cunhas espremidas para fora das entranhas de magma. É nesses diques que os geólogos encontram corpos de ouro.

Toneladas e gramas

Não faz muito tempo, publicamos um relatório de uma mina de cobre e dizíamos que o minério de cobre extraído pelo método de mina contém apenas 3% de cobre. Parecia que isso era muito pouco - apenas 30 kg de metal valioso por tonelada de pedra minerada! O minério, que é extraído na Albazino Resources, contém em média 0,0005% de ouro, ou seja - 5 g por tonelada.

É realmente rentável? Ao preço mundial atual do ouro (cerca de US $ 1.600 por onça troy - 31,1 g), é bastante. Mas parece impressionante: há tanto metal precioso em uma barra de ouro padrão do banco (cerca de 12 kg) quanto em 27 caminhões basculantes de mineração de minério com uma capacidade de carga de 90 toneladas cada. Na verdade, mais caminhões serão necessários para obter o lingote: ainda não existem métodos industriais para a extração de cem por cento de ouro do minério.

Os caminhões basculantes de 90 toneladas são usados em pedreiras - onde o ouro é extraído a céu aberto. Existem várias carreiras aqui, e todas elas são nomeadas por nomes femininos.

A mais produtiva de hoje é a Anfisa, a pedreira de Olga já foi trabalhada e fechada. A vida de uma pedreira começa com a exploração geológica, que é realizada pelos métodos de sondagem, quando uma amostra cilíndrica é perfurada na rocha, e cortes, quando se analisa a rocha britada extraída do poço (esta é uma forma mais fácil e método mais barato). Os dados dos geólogos são enviados para o departamento de planejamento de lavra, onde, com o auxílio de um software, é construído um modelo de ocorrência do corpo de minério e elaborado o esquema de mineração mais viável economicamente. Em seguida, começa o trabalho de criação de uma pedreira.

O primeiro passo é remover a sobrecarga - o solo que cobre os horizontes do minério. Bem, então metodicamente, todos os dias, poços são perfurados em uma ou outra seção da rocha, os quais são preenchidos com explosivos, e após uma pequena verificação, escavadeiras e caminhões basculantes vêm ao local da explosão para selecionar o minério e levá-lo ao mineração local e planta de processamento.

A pedreira desenvolve-se para baixo, seus lados levemente inclinados convergem para o centro em saliências concêntricas: entre os horizontes, "prateleiras" - bermas são deixadas. Alguns deles são estreitos e servem apenas para a resistência estrutural da mina, outros são usados como rotas de transporte de tecnologia. A pedreira - majestosa como um anfiteatro romano - dá uma impressão de solidez que pode enganar. Portanto, as laterais da pedreira são constantemente monitoradas por um radar especial, capaz de rastrear os menores movimentos dos maciços rochosos. É mais calmo assim.

As pedreiras têm 200–300 m de profundidade, mas na maioria das vezes o corpo de minério tem uma forma estreita e oblonga e continua ainda mais baixo. Teoricamente, você pode criar uma pedreira mais profunda, mas para resistir à inclinação suave das laterais, você teria que cavar uma tigela de grande diâmetro e gastar muito tempo e energia para escavar o excesso de rocha. Saída? Mineração subterrânea.

Subterrâneo em um Toyota

Na parte inferior da mina a céu aberto de Olga, onde a mineração a céu aberto foi concluída, há uma das entradas para o reino subterrâneo dos Recursos de Albazino. Nas profundezas da estrada sinuosa, somos conduzidos pelo Toyota Land Cruiser 70 "impossível de matar", especialmente modificado por uma das empresas canadenses para viajar através das minas. Abaixo está a vida normal da mina: sondas de perfuração perfuram orifícios para colocar explosivos, máquinas de caçamba atarracadas retiram o minério triturado e, em seguida, transferem-no para caminhões basculantes de mina especiais.

Se imaginarmos um corpo de minério como uma espécie de coluna que vai para as profundezas, então seu desenvolvimento é realizado da seguinte maneira. Primeiro, rampas inclinadas (essas mesmas serpentinas) rompem a parte inferior da mina a céu aberto nas laterais do corpo de minério (na rocha estéril). Então, entre as saídas (também contornando o minério), são feitos os desvios de transporte, ou simplesmente túneis. E agora, deles para a corrida de minérios.

A maquinaria entra nelas e transforma todo um segmento da "coluna" em pedra britada, que é levada para a montanha. Mas deixar a enorme cavidade extraída é perigoso, então, antes que os mineiros descam para o próximo horizonte, os vazios deixados do minério selecionado são derramados com concreto. Na África do Sul, fica a mina de ouro Mponeng, que desce quatro quilômetros.

Em Albazino, a ordem das profundidades é mais modesta: centenas de metros, mas a extensão total da penetração subterrânea é impressionante. Desde 2009, os mineiros passaram por mais de 100 km de túneis.

Pedra de espuma

Seja retirado de uma pedreira ou extraído em uma mina, o minério acaba em pilhas (montes) próximo à planta de beneficiamento do minério. O minério pode ser preto, cinza, quase branco, acastanhado, mas nenhum sinal de ouro é visualmente detectado nele e é impossível distingui-lo de estéril à vista. No entanto, a cor não é a única diferença.

Com uma média de cerca de 5 g de ouro por tonelada, minérios com um teor de 2 g ou menos a 3 kg por tonelada são encontrados aqui. As matérias-primas também diferem em resistência e capacidade de extração. Para utilizar minérios de qualidade diferente na obra, mas para produzir produtos (concentrado de flotação) dentro do quadro de indicadores planejados, são cobrados minérios diferentes, ou seja, são misturados em determinada proporção.

A essência do que está acontecendo no GOK pode ser resumida em duas palavras: moagem e flotação. A fim de eliminar o máximo de excesso e retirar das matérias-primas o máximo possível de pequenas partículas contendo ouro, o minério, ou melhor, a lama - suspensão aquosa, é moído em enormes tambores na presença de bolas de alta resistência aço. O produto da moagem é enviado para ciclonagem (separação por vórtice) das frações grossas e finas.

O pó mais fino vai para a flotação, os grãos grosseiros para moer. Os filmes de sulfeto ao redor do ouro, como já mencionado, não são umedecidos com água. Esse é um problema para a recuperação química do ouro, mas para o beneficiamento, que se baseia em grande parte em processos físicos, a desvantagem se torna uma vantagem. A polpa é saturada com ar, compostos espumantes de álcoois de alto peso molecular são adicionados a ela.

As bolhas envolvem as "cápsulas" de sulfeto e as levantam. Uma espuma valiosa é descarregada, e o minério, que ainda está na máquina de flotação, vai para a reafiação e novamente para a flotação. O resultado de todo o processo de múltiplos estágios é uma lama sólida (torta) espremida para fora da espuma, chamada de concentrado de flotação. A última etapa é a secagem em tambor, onde a torta é levada a um teor de umidade padrão de 6%. O concentrado seco é carregado em sacos especiais contendo 14 toneladas de matéria-prima. Três dessas bolsas são colocadas em uma plataforma com um trator e vão para Amursk, para os metalúrgicos.

Alguns números. Do minério fornecido ao GOK, uma média de 85-87,5% do ouro é recuperado. O concentrado de flotação não contém mais 5, mas 50 g de metal valioso por tonelada. Assim, um lingote de banco padrão contém aproximadamente a mesma quantidade de ouro que as matérias-primas transportadas em 6 reboques com uma carga de 42 toneladas cada. Impressionante!

Molecule Adventures

Somente a ceifeira-debulhadora hidrometalúrgica Amur nos dá uma resposta à questão de como, afinal, remover o ouro da casca persistente. Aqui, em uma empresa também propriedade da Polymetal, a chamada tecnologia de autoclave foi usada pela primeira vez na mineração de ouro na Rússia. A autoclave é, na verdade, um forno: um longo cilindro de aço horizontal, coberto internamente com uma membrana e forro resistentes ao ácido - três camadas de tijolos resistentes ao calor e aos ácidos.

A polpa (uma mistura de concentrado de flotação com água quente) e oxigênio puro são alimentados na autoclave sob pressão, e a reação exotérmica de oxidação do enxofre é desencadeada. Piritas e arsenopiritas se desintegram, e ouro livre aparece na mistura. Na foto abaixo está o momento mais espetacular: o precipitado catódico marrom é derretido em uma liga de Doré amarelo claro. O metal quente é despejado em moldes de cerâmica (moldes).

Mas não é tudo: há um verdadeiro thriller químico pela frente. Após o evaporador (onde a temperatura e a pressão da lama caem drasticamente), a mistura é enviada para neutralização - retirada do ácido sulfúrico formado durante a reação. A cianetação está à frente (que finalmente se tornará possível), e o ácido sulfúrico, quando dissociado em solução, forma um íon de hidrogênio positivo.

Quando se encontra com o cianeto, o hidrogênio prontamente se combina com o íon cianeto (CN) para formar o ácido cianídrico (HCN), que irá evaporar. Portanto, o ácido sulfúrico deve ser removido por neutralização, e só então, durante a cianetação, o ouro pode formar um íon - dicianoaurato. Carregados, esses íons aderem ao carvão ativado especialmente adicionado à polpa. Tudo isso é chamado de sorção, mas no estágio de dessorção, a solução alcalina de NaOH libera literalmente os íons contendo ouro do carvão, que são enviados para o eletrolisador.

Nesse local, o dicianoaurato se decompõe e, finalmente, o ouro puro é depositado no cátodo. O sedimento marrom é enviado para fundição e lá se transforma em pesados lingotes amarelos claros, em forma de banco. Mas isso ainda não é ouro, mas a chamada liga Dore, onde há cerca de 90% de ouro, alguns por cento de prata e também níquel e cobre. Esses metais se amam tanto e se dissolvem tão facilmente que só é possível isolar o ouro de 999 quilates durante o refino. Mas outra empresa estará envolvida no refino. Os garimpeiros e metalúrgicos da Polymetal fizeram o trabalho principal.