Как сегодня в мире добывают, находят и перерабатывают золото

Как выглядит золото в природе

Этот металл присутствует практические везде: в живых организмах, почве, воде, но в мизерных пропорциях. В месторождениях оно встречается в виде самородков, песка, тонких прожилок и вкраплений в породе от заметных до микроскопических частиц, неразличимых без мощных оптических приборов.

Химические и физические свойства

Это первый металл, который освоило человечество. Вещество яркого желтого цвета, не окисляется в воздухе и воде, инертно по отношению к большинству известных кислот и щелочей, за что и зовется благородным элементом. Оно растворяется в концентрированной хлорной кислоте. Знаменитая царская водка – раствор хлористого водорода с азотной кислотой – широко применяется ювелирами в качестве растворителя золота. Оно также довольно легко вступает в реакцию с концентрированным водным раствором брома, фтора, цианида. Образует интерметаллическое соединение со ртутью в виде легкоплавкого сплава (амальгамы).

Физические свойства этого вещества необычны – это один из самых редких и тяжелых (Au – 7-е место в периодической таблице) металлов в земной коре. Кубический сантиметр чистого золота весит 19 с лишним граммов. При этом вещество очень мягкое и пластичное. Его можно смять пальцами, раскатать в лист толщиной в 100 нанометров, а 1 грамм растянуть в тончайшую проволоку длиной более 2,5 км.

Процесс образования золота в природе

Ученые не нашли согласия в вопросе возникновения этого металла. Последняя версия – взрыв нейтронной звезды, после которого образовалась пыль, состоящая из тяжелых элементов. Она сконденсировалась и послужила основой для возникновения ядра нашей планеты, где на данный момент сконцентрирована основная доля золотых запасов.

Металл, который находят на поверхности, предположительно попал туда при тяжелой бомбардировке планеты метеоритами либо в результате вулканической активности вместе с извержением магмы.

Как находят золотые жилы

Ранее находки новых месторождений зачастую носили случайный характер. Любопытный обыватель, привлеченный необычным золотистым цветом крупинок речного песка или подозрительной тяжестью камня, подбирал интригующий предмет, который оказывался самородком.

Известен случай, когда десятилетиями семья в Сибири использовала массивный черный булыжник в качестве гнета при засолке капусты, пока случайный знакомый, имевший опыт старателя, не распознал в нем огромный самородок.

Первое русское месторождение было обнаружено раскольником Ерофеем Марковым, нашедшим самородок на дороге и обратившимся с ним в заводскую канцелярию Екатеринбурга.

Спутники золота

Этот элемент никогда не встречается в природе в чистом виде. Наиболее частая форма – сульфиды и арсениды. Всего известно 15 сопутствующих минералов – серебро, родий, иридий, платина, висмут, медь и другие.

Где встречается золото в природе

В наше время собрано достаточно информации о том, где чаще всего встречаются месторождения, что позволяет использовать научный подход в поисках золотосодержащих жил. В промышленных масштабах наибольший интерес представляют постмагматические гидротермальные образования, где велика вероятность наличия рассыпного месторождения. В поздних порциях гранитных магматических расплавов также находят золото в виде вкраплений. Богаты этим металлом горные массивы – Урал, Кордильеры, Анды.

Исследования последних лет показали, что бактерии также могут накапливать золото в своих клетках. В месторождениях Камчатки, Бенина и ЮАР были найдены золотые бактерии – частички металла в виде цепочек, характерных для этих микроорганизмов, а также остатки панцирных наростов одноклеточных колониальных водорослей и их цист.

Некоторые виды простейших микроорганизмов способны растворять этот металл, превращая его в биодоступное вещество для других растений и животных.

Виды месторождений золота

Золотоносные месторождения по принципу образования делятся на эндогенные (первичные) и экзогенные (вторичные). Тип месторождения не влияет на его богатство, расположение или физико-химический состав золотоносной руды.

• Коренные, или рудные, месторождения. К первичным, или коренным, относятся рудные месторождения в районах залегания гранитоидов. Добыча на таких приисках – более трудоемкий процесс, ведется шахтным методом. Разработка таких месторождений началась в XX веке.
• Элювиальное месторождение. Относится к экзогенному, или вторичному, типу. Оно образовывается в местах выхода коренного источника за счет его разрушения (выветривания, размывания, выщелачивания) и содержит драгоценный металл только в нескольких десятках метров от коренного месторождения. По содержанию в нем золота можно получить представление о том, насколько высоко содержание металла в породе.
• Делювиальная россыпь. Также месторождение экзогенного характера. Под воздействием природных факторов элементы элювия (крупных кусков породы) разрушаются еще сильнее, находящиеся в руде крупицы самородного золота высвобождаются и смываются водой, оседая песочными наносами на склонах и в углублениях рельефа. Источником такого месторождения служат как одно мощное коренное, так и несколько бедных месторождений. Россыпь может располагаться на поверхности или быть скрытой пластом пустой породы.

Способы добычи

Развитие современных технологий позволило золотодобывающим компаниям увеличить рентабельность производства и получить золото из уже отработанного ранее грунта. Но наряду с новыми технологиями по-прежнему широко используются давно известные методы.

Как добывали золото в старину

На заре цивилизации добыча золота ограничивалась поиском достаточно крупных самородков, из которых изготавливались украшения. Древнейший предмет, найденный в Болгарии и напоминающий шпильку для волос, был сделан 6 тысяч лет назад.

Кустарный

Позднее стали применять способ промывки грунта водой, который позволил добывать не только крупные самородки, но и мелкий песок. Первые старатели пользовались лотком для намывания золота как основным инструментом. Тяжелый металл оседал на дне, а более легкий грунт уносил поток воды. Этот кропотливый способ до сих пор применяется «дикими» старателями для просеивания отработанной ранее породы на заброшенных месторождениях.

Трансмутация

В Средневековье существовала такая наука, как алхимия. Она заключалась в поисках философского камня, при помощи которого якобы можно превращать в золото свинец и медь. Даже знаменитый Ньютон три десятилетия потратил на изыскания такого способа.

Первая удачная трансмутация была проведена в марте 1947 года – из изотопов ртути в ядерном реакторе образовалось искусственное золото. Это повлекло за собой обвал котировок на бирже, но паника продолжалась недолго. Себестоимость полученного искусственным путем драгоценного металла в разы превосходила образцы, добытые даже на беднейших приисках, и никаким экономическим потенциалом, кроме научного интереса, данный способ не обладал.

Из породы

Для добычи золота из породы приходилось предварительно дробить ее для дальнейшей промывки. Этот метод имел низкую эффективность. Однако в 1843 русским инженером П.Р. Багратионом был предложен вариант, как извлечь золото из руды путем обработки ее раствором цианидов, что значительно увеличило объемы золотодобычи из рудных залежей.

В морской воде

Морская вода может служить источником получения благородного металла. Его концентрация в жидкости невелика – не более 0,16 г на тонну, но в глобальных масштабах это более 25 миллионов тонн. Для сравнения: за всю историю золотодобычи человечество получило около 160 тысяч тонн благородного металла.

Сточные воды

В 1977 году был запатентован способ добычи благородных металлов из сточных вод. Процесс включал в себя несколько этапов: бактериальную обработку для выделения шлама, его просушку, сжигание и воздействие кислотами на полученную золу. Разработчику метода Маркелсу удалось добиться выделения 90% золота, содержащегося в промышленных и бытовых стоках. Переработка 102 тысяч кубометров сточных вод давала до 164 граммов золота. Результат был хуже ожидаемого и не покрывал затрат.

Из песка

Даже в обычном песке на берегу ближайшей речки, вероятно, содержится некоторое количество драгоценного металла. Его объемов может быть недостаточно для организации полноценной добычи в промышленных масштабах, но в качестве эксперимента или хобби вручную намыть и получить незначительное количество золота в домашних условиях – вполне осуществимая затея.

Технологии промышленной добычи золота

Современная добыча золота в промышленных масштабах, сопоставимых с потребностями рынка, требует использования передовых технологий. Это позволяет увеличить рентабельность даже тех месторождений, которые ранее считались бесперспективными. В зависимости от типа прииска используют два способа его разработки.

Открытый способ

Открытый, или карьерный, способ применяется при разработке вторичных или рассыпных месторождений. Он менее затратный, так как золотоносная порода расположена на поверхности и не требует дробления. Работы производятся в теплое время года, однако зимняя добыча имеет свои преимущества – лучшая доступность к перспективным местам, скрытым под водой летом и прозрачность воды, которая обеспечивает лучший визуальный обзор песчаного дна.

Золото из песка добывается промывкой. Золотоносный песок под напором воды движется по специальным желобам с рельефным дном (драгам). Пустая порода вымывается, а золото, благодаря своей массе, застревает в углублениях, после чего собирается и отправляется на дальнейшую переработку.

Такой способ добычи имеет свои преимущества и недостатки. Положительный момент – простота и дешевизна. Отрицательная сторона – низкая эффективность. Высока вероятность пропустить крупные самородки, не застрявшие в мелких ячейках драги. Чтобы избежать подобных случаев, дежурный сотрудник осуществляет визуальный контроль процесса.

Закрытый способ

Закрытый (шахтный) метод добычи необходим при выработке первичных или коренных месторождений, когда золотоносная жила уходит глубоко под землю. Такой способ требует более сложного и дорогостоящего оборудования, подрывных работ и обработки руды с помощью различных химикатов.

Амальгамирование

Прием основан на способности золота вступать в реакцию со ртутью. Размельченную породу смачивают ртутью с добавлением извести, полученную амальгаму отделяют от руды, процеживают и выпаривают, выделяя золото. После этого ртуть используют повторно, а очищенный до 75–90% чистоты благородный металл готов к дальнейшей обработке.

Способ был известен 2 тысячи лет назад и широко применялся ранее. Однако он сопряжен с высокой степенью загрязнения окружающей среды и недостаточно эффективен. Степень извлечения золота – 50–70% от общего содержания. Также метод не может быть применен при наличии сульфидов в породе.

Он используется преимущественно для вторичной обработки породы после промывки.

Кучное выщелачивание

Наиболее распространенный прием, ныне применяемый на всех месторождениях. Золотоносная руда помещается на водонепроницаемую поверхность и обрабатывается водным раствором цианида натрия. Полученная жидкость собирается, драгоценный металл осаждается при помощи реагентов и подвергается дальнейшей очистке.

Что дальше происходит с добытым золотом

Добытый металл все еще содержит в себе примеси. Их удаляют при помощи аффинажа. На начальном этапе сырье очищается от примесей железа, обрабатывается азотной кислотой, при этом золото выпадает в осадок. Дальнейшая обработка проводится при помощи соляной и азотной кислот и выпаривания. Такой метод позволяет добиться чистоты вещества на уровне 99,95%.

Для достижения максимальной пробы металла применяется электрохимический аффинаж: соляная кислота в растворе служит электролитом, анодом – сырье для очистки, а катодом – стержень из золота наивысшей пробы.

Использование драгоценного металла в разных отраслях

Основные отрасли, в которых этот метал нашел широкое применение:

• ювелирная промышленность;
• создание современных электроприборов;
• оптика;
• медицина;
• кулинария;
• исследования атома;
• изготовление оружия массового поражения.

Лишь десятая часть добытого благородного элемента уходит в промышленность, около 45% оседает в золотовалютных резервах государств и у частных лиц. Остальной металл идет на изготовление драгоценностей.

История разработки золотоносных жил

Археологи предполагают, что добыча золота как отрасль народного хозяйства зародилась на Ближнем Востоке. Оттуда ювелирные изделия экспортировались в Египет. Первые находки в шумерских гробницах имеют возраст более 3 тысяч лет.

Одной из самых богатых золотыми запасами культур была империя древних инков, которая располагалась на территории современной Мексики, Перу и Чили. Их наследием является мифический золотой город Эльдорадо, на поиски которого отправлялись испанские конкистадоры.

В XV веке были открыты первые месторождения на территории Мексики, Чили и Ганы. Три столетия спустя появляются первые золотодобывающие артели в России. В 1823 г. обнаружены богатейших жил в Канаде и Америке, что ознаменовалось вспышкой знаменитой «золотой лихорадки». Еще позже были открыты месторождения в Южной Африке и Австралии.

Добыча золота в мире сегодня

На сегодняшний день совокупная добыча золота в мире – более 2,5 тысяч тонн ежегодно. Последний финансовый кризис 2008 г. заметно активировал рост золотого запаса многих государств. Накопление в золоте – эффективная мера по защите государства от последствий биржевых обвалов, результата преступных махинаций на рынке ЦБ.

Страны–лидеры по добыче золота

Среди государств, имеющих золотые месторождения и ведущих их разработку в 2017 году, лидируют:

• Китай – 440 тонн;
• Австралия – 300 тонн;
• Россия – 255 тонн;
• Соединенные Штаты – 230 тонн;
• Канада – 175 тонн;
• Перу – 160 тонн;
• Индонезия – 155 тонн;
• ЮАР – 145 тонн;
• Мексика – 130 тонн;
• Гана – 100 тонн.

Известнейшие месторождения золота

Любопытный факт – 90% всей добычи золота в мире обеспечивают десять крупнейших месторождений. К богатейшим и известнейшим относятся:

1. Мурунтау, Узбекистан. По предварительным оценкам, оно в 2,5 раза перспективнее следующего по списку месторождения.
2. Грассберг, Индонезия.
3. Пуэбло-Вьехо, Доминикана.
4. Янакоча в регионе Кахамарка, Перу.
5. Карлин Тренд, Невада, США.
6. Рудник Голдстрайк, включающий в себя 3 месторождения, США.
7. Кортес, штат Невада, США.
8. Олимпиада в России, Красноярский край.
9. Рудник Веладеро в Аргентине.
10. Карьер Боддингтон, Австралия.

Добыча золота в России

Россия занимает лидирующую позицию в мире по объему рассыпных месторождений. Добыча золота ведется в 25 регионах страны, преимущественно в Чукотском АО, Красноярском крае и Амурской области.

Рентабельность и законы

Добыча золота в промышленных масштабах может вестись только при условии рентабельности месторождения – не менее 3 г на тонну руды. Если прииск не может обеспечить такого уровня добычи металла, он признается убыточным, работы на нем прекращаются.

Вплоть до 2016 года физическим лицам было запрещено осуществлять добычу металла даже на отработанных месторождениях. Нарушение закона влекло за собой наказание вплоть до уголовной ответственности. Однако закон был пересмотрен, и сейчас добыча золота может осуществляться частным лицом, оформившим ИП.

Добыча ценного металла подлежит лицензированию в организации Роснедра. Прежде чем получить разрешение, соискателю придется выиграть это право на аукционе, а стоимость такой лицензии исчисляется миллиардами рублей, если речь идет о перспективных месторождениях.

Без получения специального разрешения добывать драгоценный металл можно, заключив договор подряда с золотодобывающей организацией на проведение работ на ее территории.

Прибыль сегодня и перспектива на будущее

Золото – мерило благосостояния целых государств. Как объект инвестиций оно год за годом показывает устойчивый рост курса, что делает его отличным источником вложений. По мнению экспертов, такая тенденция сохранится в ближайшие годы.

Из каких вещей и материалов можно добывать золото

В домашних условиях тоже можно выделить золото, которое находится в обычных предметах обихода.

Из электронных плат

Старые советские приборы содержат некоторое количество благородного металла. Он присутствует в электронных платах, старых микросхемах, транзисторах, конденсаторах и разъемах. Современная техника – телефоны, планшеты, компьютерные детали – также содержат золото.

Из посуды

Дорогие сервизы, особенно выпущенные в советское время, часто украшены тонкими полосками сусального золота, которое тоже можно извлечь.

Плюсы и минусы добычи в домашних условиях

К плюсам относится получение дорогостоящего металла из ненужных вещей – старых транзисторов, битой посуды. Минус – малое количество драгоценной добычи, сопряженное с высокой опасностью при работе с концентрированными химикатами. Такая работа требует соблюдения определенных мер безопасности, ответственности и внимательности.

Как извлекать золото в домашних условиях

Существует несколько способов, пригодных для применения частным лицам.

Электролиз

При наличии минимальных школьных знаний по физике и химии метод электролиза применим в домашней мастерской. Для этого понадобится соляная кислота в качестве электролита, тонкая проволока из золота 999 пробы в качестве катода и предметы, содержащие золото, – анод. При подаче электрического напряжения драгоценный металл будет растворяться и осаждаться на катоде.

Вытравливание

Отобранные детали, содержащие благородный металл, заливаются подогретым раствором, содержащим азотную и соляную кислоты (царская водка), после чего растворенное золото осаждается при помощи реагента.

Просеивание и промывание

Этот метод применим для поисков ценного металла, когда под рукой есть речной песок. В качестве лотка используется любая неглубокая емкость с ребристой поверхностью. Намытый золотой песок также можно подвергнуть вытравливанию для достижения лучшего результата.