Геологія

Золото: історія використання, видобуток, розвідка, аналіз та виробництво

Posted on
Автор: Laura McKinney
Дата Створення: 8 Квітень 2021
Дата Оновлення: 11 Травень 2024
Anonim
Галилео. Металлургия (часть 1)
Відеоролик: Галилео. Металлургия (часть 1)

Зміст


Єгипетське золото: Ремісники давніх цивілізацій рясно використовували золото для прикраси гробниць та храмів, а золоті предмети, виготовлені понад 5000 років тому, були знайдені в Єгипті. Авторські права на зображення iStockphoto / Akhilesh Sharma.

Використання золота в стародавньому світі

Золото було одним з перших видобутих металів, оскільки воно зазвичай зустрічається в рідному вигляді, тобто не поєднується з іншими елементами, тому що воно красиве і нетлінне, і тому, що з нього можна зробити вишукані предмети. Ремісники давніх цивілізацій рясно використовували золото для прикраси гробниць та храмів, а золоті предмети, виготовлені понад 5000 років тому, були знайдені в Єгипті. Особливо примітними є золоті предмети, виявлені Говардом Картером та лордом Карнарвоном у 1922 році в гробниці Тутанхамона. Цей молодий фараон правив Єгиптом у 14 столітті до н.е. Виставка деяких із цих предметів під назвою "Скарби Тутанхамона" привернула понад 6 мільйонів відвідувачів у шести містах під час гастролей по США у 1977-79 роках.


Могили дворян у стародавній цитаделі Мікен поблизу Наупліона, Греція, відкриті Генріхом Шліманом у 1876 році, дали велику різноманітність золотих статуеток, масок, чашок, діадемів та прикрас, а також сотні прикрашених намистин та ґудзиків. Ці вишукані твори мистецтва були створені кваліфікованими майстрами понад 3500 років тому.




Древні джерела золота

Стародавні цивілізації, здається, отримували запаси золота з різних родовищ на Близькому Сході. Шахти в районі Верхнього Нілу поблизу Червоного моря та в районі пустелі Нубійської поставляли велику частину золота, яке використовували єгипетські фараони. Коли ці шахти вже не могли задовольнити свої вимоги, родовища в інших місцях, можливо, в Ємені та на півдні Африки, були використані.

Ремісники Месопотамії та Палестини, ймовірно, отримували свої запаси з Єгипту та Аравії. Недавні дослідження шахти "Махд-ад-Дахаб" (що означає "колиска золота") в теперішньому Королівстві Саудівська Аравія показують, що золото, срібло та мідь були вилучені з цього регіону під час правління короля Соломона (961-922 рр. До н.е.).


Золото в скарбницях ацтеків та інків Мексики та Перу, як вважають, походить з Колумбії, хоча деякі, безперечно, були отримані з інших джерел. Конкістадори грабували скарбниці цих цивілізацій під час своїх досліджень Нового Світу, а багато золотих та срібних предметів плавили та кидали в монети та бруски, знищуючи безцінні артефакти індійської культури.

Золота монета: Як високо цінуваний метал, золото використовувалося як фінансовий стандарт і його використовували в монетній справі тисячі років. Десять доларових золотих монет США з 1850 року. Авторське право iStockphoto / Brandon Laufenberg.

Золото як засіб обміну

Нації світу сьогодні використовують золото як носій обміну в грошових операціях. Значна частина запасів золота США зберігається у сховищі Депозитарію злитків Форт-Нокс. Депозитарій, розташований приблизно в 30 милях на південний захід від Луїсвілля, штат Кентуккі, знаходиться під наглядом директора Монетного двору.

Золото в депозитарії складається з брусків розміром із звичайної будівельної цегли (7 х 3 5/8 х 1 3/4 дюйма), яка важить близько 27,5 фунта кожна (близько 400 тройських унцій; 1 тройська унція дорівнює приблизно 1,1 авоардупойським унціям.) Вони зберігаються без обгортань у сховищах.

Окрім грошових цілей, золото, як і срібло, використовується в ювелірних виробах та суміжних виробах, електроелектронних додатках, стоматології, літако-космічній промисловості, мистецтві та медицині та хіміці.



Золота лихоманка: Відкриття золота спровокувало численні пориви золота у США та у всьому світі. Авторські права на зображення iStockphoto / Duncan Walker.

Регулювання цін і зміна золота

Зміни попиту на золото та пропозицію з вітчизняних шахт за останні два десятиліття відображають зміну цін. Після дерегуляції золота в 1971 році ціна помітно зросла, коротко досягнувши понад $ 800 за тройську унцію в 1980 році. З 1980 року ціна залишається в діапазоні від 320 до 460 доларів за тройську унцію. Швидко зростаючі ціни 1970-х спонукали як досвідчених дослідників, так і аматорських пошуковців відновити пошук золота. В результаті їхніх зусиль у 1980-х роках відкрилися багато нових шахт, що спричинило велику частину розширення видобутку золота. Різке зниження споживання в 1974 та 1980 роках було наслідком зниження попиту на ювелірні вироби (основне використання готового золота) та інвестиційних продуктів, що, в свою чергу, відображало швидке зростання цін у ці роки.

Золоті самородки: Невеликі самородки золота, отримані паніруванням. Розвідники працювали над потоками відкладень, щоб знайти крихітні самородки, які вони продаватимуть або торгуватимуть запасами.

Властивості золота

Золото називають «благородним» металом (алхімічний термін), оскільки воно не окислюється в звичайних умовах. Її хімічний символ Au походить від латинського слова «aurum». У чистому вигляді золото має металевий блиск і сонячно-жовте, але суміші інших металів, таких як срібло, мідь, нікель, платина, паладій, телур та залізо, із золотом створюють різні кольорові відтінки, починаючи від сріблясто-білого до зеленого та оранжево-червоний.

Чисте золото порівняно м'яке - воно має твердість копійки. Це найбільш ковкий і пластичний метали. Питома вага чи щільність чистого золота становить 19,3 порівняно з 14,0 для ртуті та 11,4 для свинцю.

Нечисте золото, як це часто трапляється в родовищах, має щільність від 16 до 18, тоді як пов'язана з ними порода (ганг) має щільність близько 2,5. Різниця в щільності дозволяє золото зосереджуватися гравітацією і дозволяє відокремити золото від глини, мулу, піску та гравію різними пристроями для перемішування та збирання, такими як золота каструля, качалка та шлюзовий ящик.

Невадський золотий рудник: Шахта «Фортійт» в Неваді виробила близько 2 мільйонів унцій золота з родовища шахти між 1984 та 1993 роками. USGS image.

Золота амальгама

Ртуть (квакілвер) має хімічну спорідненість до золота. Коли в золотоносний матеріал додається ртуть, два метали утворюють амальгаму. Пізніше ртуть відокремлюється від амальгами шляхом ретортування. Видобуток золота та інших дорогоцінних металів з їх руд обробкою ртуттю називається об'єднанням. Золото розчиняється в акварегії, суміші соляної та азотної кислот, а також у ціаніді натрію чи калію. Останній розчинник є основою для процесу ціаніду, який використовується для вилучення золота з низькосортної руди.

Видобуток гідравлічних розсипів на шахті Lost Chicken Hill, недалеко від курки, штат Аляска. Вогнепальні вибухають осади осаду, вимиваючи частинки піску, глини, гравію та золота. Потім матеріал обробляється для видалення золота. Образ USGS.

Витонченість, карати та тройські унції

Ступінь чистоти самородного золота, злитків (батончиків або злитків нерафінованого золота) та рафінованого золота зазначено в частині вмісту золота. "Витонченість" визначає вміст золота в частинах на тисячу. Наприклад, золотий самородок, що містить 885 частин чистого золота та 115 частин інших металів, таких як срібло та мідь, вважатиметься 885-дрібним. "Карат" вказує на частку твердого золота в сплаві на основі всього 24 частин. Таким чином, 14-каратне (14К) золото вказує на склад 14 частин золота та 10 частин інших металів. До речі, золото 14К зазвичай використовується у ювелірному виробництві. "Карат" не слід плутати з "каратом", одиницею ваги, що використовується для дорогоцінного каміння.

Основна одиниця ваги, яка використовується в роботі з золотом, - тройська унція. Одна тройська унція еквівалентна 20 тройських пенні ваг. У ювелірній промисловості загальною одиницею виміру є копійчана вага, що еквівалентно 1,555 грам.

Термін "заповнений золотом" використовується для опису ювелірних виробів з основного металу, які покриті на одній або декількох поверхнях шаром золотистого сплаву. Знак якості може бути використаний для відображення кількості та тонкості сплаву золота. У Сполучених Штатах жодна стаття, що має покриття із золотого сплаву, що має тонкість менше 10 карат, не може мати жодної позначки якості. Нижні межі дозволені в деяких країнах.

Жоден виріб, що має порцію золотого сплаву менше однієї двадцятої ваги, не може бути позначений "заповненим золотом", але вироби можуть бути позначені як "прокатна золота пластина" за умови, що також вказані позначення пропорційної фракції та тонкості. Електроплантовані ювелірні вироби, що несе принаймні 7 мільйонів дюйма (0,18 мікрометра) золота на значних поверхнях, можуть бути позначені "електропланшетом". Помічені товщини менше, ніж це, можуть бути позначені "золото спалахнуло" або "золото вимито".

Золотий шлюз: Портативний золотий шлюз. Гірники розміщують шлюз у потоці та скидають осади у верхній частині течії. Струм транспортує осади через шлюз, і важкі золоті частинки переносяться в шлюз. Один шахтар може переробити набагато більше осаду через шлюз, ніж через золоту каструлю. Авторські права на зображення iStockphoto / LeeAnn Townsend.

Утворення первинних родовищ золота - золото Лоде

Золото є порівняно дефіцитним у землі, але воно зустрічається у багатьох різних видах гірських порід та у багатьох різних геологічних середовищах. Хоча дефіцит золота концентрується геологічними процесами, утворюючи комерційні родовища двох основних типів: олійні (первинні) родовища та розсипи (вторинні) родовища.

Родовища Лоди є мішенню для розвідувача, який шукає "золото" в місці його осадження з розчинів мінералізації. Геологи запропонували різні гіпотези, щоб пояснити джерело розчинів, з яких мінеральні складові осаджуються в олійних відкладах.

Одна із загальноприйнятих гіпотез пропонує, що багато родовищ золота, особливо знайдених у магматичних та осадових гірських породах, утворюються із циркулюючих ґрунтових вод, керованих теплом із тіл магми (розплавленої гірської породи), що потрапляють у земну кору приблизно за 2–5 миль від поверхні. Активні геотермальні системи, які експлуатуються в частинах США для природної гарячої води та пари, є сучасним аналогом цих систем відкладення золота. Більша частина води в геотермальних системах бере початок у вигляді опадів, які рухаються вниз через переломи та проникні русла в більш прохолодних частинах кори і втягуються бічно в місця, нагріті магмою, де вона рухається вгору через переломи. У міру нагрівання води вона розчиняє метали з навколишніх гірських порід. Коли нагріті води досягають більш прохолодних гірських порід на менших глибинах, металеві мінерали осаджуються, утворюючи жилки або рудоподібні тіла, схожі на ковдру.

Інша гіпотеза говорить про те, що золотосодержащі розчини можуть бути вигнані з магми, коли вона охолоджується, осаджуючи рудні матеріали під час їх переміщення в більш прохолодні породи. Ця гіпотеза застосовується особливо до золотих родовищ, що знаходяться в або поблизу маси гранітної породи, які являють собою затверділу магму.

Третя гіпотеза застосовується головним чином щодо золотоносних жил у метаморфічних породах, які зустрічаються в гірських поясах на континентальній окраїні. У процесі будівництва гір осадові та вулканічні гірські породи можуть бути глибоко закопані або висунуті під край континенту, де вони зазнають високих температур і тиску, що призводить до хімічних реакцій, що змінюють гірські породи на нові мінеральні склади (метаморфізм). Ця гіпотеза говорить про те, що вода витісняється з гірських порід і мігрує вгору, осаджуючи рудні матеріали в міру зниження тиску та температури. Вважається, що рудні метали походять із гірських порід, що зазнають активного метаморфізму.

Основними проблемами розвідувача або шахтаря, зацікавленого у великій родовищі золота, є визначення середнього вмісту золота (тенора) на тонну мінералізованої породи та розміру родовища. З цих даних можна зробити оцінку вартості депозитів. Одним з найбільш часто використовуваних методів визначення вмісту золота та срібла у мінералізованих породах є аналіз вогню. Результати повідомляються як тройські унції золота або срібла або обидва за коротку авоардупойну тону руди або як грам на метричну тону руди.

Золотий земснаряд: Осаджувач підводного пиломатеріалу, який обробляється переносним золотим земснарядом. Підводне спорядження дозволяє розвідувальнику обережно отримати доступ до тріщин і щілин на руслі потоку, де можуть бути поміщені золоті самородки. Авторські права на зображення iStockphoto / Gary Ferguson.

Концентрація золота в родовищах пластин

Поклади плацеру представляють концентрації золота, отримані з відкладень родовища шляхом ерозії, розпаду або розкладання огороджуючої породи та подальшої концентрації за гравітацією.

Золото надзвичайно стійке до вивітрювання і, звільнившись від укладених гірських порід, переноситься вниз за течією як металеві частинки, що складаються з "пилу", пластівців, зерен або самородків. Частинки золота в потічкових покладах часто зосереджені на грунтових породах або поблизу них, оскільки вони рухаються вниз у періоди високої води, коли все навантаження піску, гравію та валунів хвилюється і рухається вниз за течією. Дрібні частинки золота збираються в поглибленнях або в кишенях в піщано-гравійних брусках, де струм потоку слабшає. Концентрації золота в гравію називають "платою".

Золота сушильна машина: Портативна суха шайба, яка використовується для відсіву золотих самородків з ґрунту, де води немає. Грунт скидається у верхню сковороду і струшується через нижню сковороду. Важкі золоті самородки механічно відокремлюються від більш легких матеріалів. Авторські права на зображення iStockphoto / Arturo M. Enriquez.

Пошукові депозити

У золотоносній країні розвідувачі шукають золото там, де накопичились грубі піски та гравій і де золото зосереджено та осіло з золотом. Магнетит є найпоширенішим мінералом у чорних пісках, але можуть бути присутні інші важкі мінерали, такі як каситерит, моназит, ільменіт, хроміт, метали платинової групи та деякі дорогоцінні камені.

Родовища пластин формувалися однаково протягом усієї історії Землі. Процеси вивітрювання та ерозії створюють поверхневі розсипи родовищ, які можуть бути поховані під уламками гірських порід. Хоча ці «викопні» розсипи згодом цементуються у тверді скелі, форма та характеристики старих річкових русел все ще впізнавані.

Золоті книги та приладдя для панірування



Шукаєте золото? У нас є понад 50 різних золотих книг і золотих карт, які показують, де золото було знайдено в минулому, і дають інструкції щодо методів розвідки золота. Також доступні золоті каструлі різного розміру та комплекти для панірування із золота, які містять все, що вам знадобиться.

Безкоштовний аналіз золота

Вміст відновлюваного вільного золота в родовищах розсипів визначається методом аналізу вільного золота, який передбачає об'єднання золотоносного концентрату, зібраного шляхом днопоглиблювальних робіт, гідравлічного видобутку або інших робіт з видобутку розсипів. У період, коли ціна на золото була зафіксована, загальною практикою було звітувати про результати аналізу як про величину золота (у центах чи доларах), що міститься у кубічному дворі матеріалу. Зараз результати повідомляються як грами на кубічний двір або грами на кубічний метр.

Завдяки лабораторним дослідженням, Геологічна служба США розробила нові методи визначення вмісту золота в гірських породах і ґрунтах земної кори. Ці методи, які виявляють і вимірюють кількість інших елементів, а також золота, включають атомно-абсорбційну спектрометрію, нейтронну активацію та індуктивно пов'язану плазмо-атомну емісіононову спектрометрію. Ці методи дозволяють зробити швидкий і надзвичайно чутливий аналіз великої кількості зразків.

Ранні знахідки та виробництво золота

Золото вироблялося в південному регіоні Аппалачі ще в 1792 р. І, можливо, вже в 1775 р. На півдні Каліфорнії. Відкриття золота на млині Саттерс у Каліфорнії спричинило золотою поривом 1849-50 рр., Коли сотні гірничих таборів ожили, коли були відкриті нові родовища. Видобуток золота швидко збільшувався. Родовища в районах Матери-Лоде і Долини Трави в Каліфорнії та Косток-Лоде в Неваді були виявлені в 1860-х роках, а родовища Крипл-Крик в Колорадо почали виробляти золото в 1892 році. родовища були виявлені, і видобуток золота в США вперше перевищив 4 мільйони тройських унцій на рік - рівень зберігався до 1917 року.

Під час Першої світової війни та протягом декількох років після цього річне виробництво скоротилося до приблизно 2 млн. Унцій. Коли в 1934 році ціна золота була піднята з 20,67 до 35 дол. За унцію, виробництво швидко зросло і знову перевищило рівень 4 мільйони унцій в 1937 році. Незабаром після початку Другої світової війни золоті шахти були закриті Військовою виробничою радою і не дозволяється повторно відкриватися до 1945 року.

З кінця Другої світової війни до 1983 року видобуток золота в шахтах не перевищував 2 млн. Унцій щорічно. З 1985 року щорічне виробництво зростало на 1 мільйон до 1,5 мільйона унцій щороку. На кінець 1989 р. Сукупний обсяг виробництва депозитів у США з 1792 р. Досяг 363 млн. Унцій.

Споживання золота

Споживання золота в США коливалося від приблизно 6 мільйонів до понад 7 мільйонів тройських унцій на рік з 1969 по 1973 рік і приблизно від 4 мільйонів до 5 мільйонів тройських унцій на рік з 1974 по 1979 рік, тоді як протягом 1970-х років щорічне виробництво золота від вітчизняних шахт коливалося від 1 млн. до 1,75 млн тройських унцій. З 1980 року споживання золота було майже постійним і становить від 3 до 3,5 млн тройських унцій на рік. Виробництво шахт зростало швидкими темпами з 1980 р., Досягаючи близько 9 млн тройських унцій на рік у 1990 р. І перевищуючи споживання з 1986 р. До 1986 р. Баланс поставок отримували з вторинних (брухту) джерел та імпорту. Загальний світовий видобуток золота оцінюється приблизно в 3,4 мільярда тройських унцій, з яких за останні 50 років видобуто понад дві третини. Близько 45 відсотків світового загального видобутку золота відбулося з району Віттертерсранд у Південній Африці.

Найбільша золота шахта в США - це шахта Homestake в місті Lead, Південна Дакота. Ця шахта, глибина якої становить 8000 футів, становила майже 10 відсотків загального видобутку золота в США з моменту відкриття в 1876 році. Вона об'єднала видобуток і запаси близько 40 мільйонів тройських унцій.

Поширені родовища та побічні продукти золота

В останні два десятиліття все більшого значення набувають низькосортні поширювані родовища золота. Більше 75 таких родовищ знайдено в західних штатах, переважно в штаті Невада. Першим найбільшим виробником цього типу було родовище Карліна, яке було відкрито в 1962 році і розпочало видобуток в 1965 році. З тих пір в околицях Карліна було виявлено набагато більше родовищ, а область Карлін зараз складається з великим гірничим районом із семи діючими відкриті ями, що виробляють понад 1500 000 тройських унцій золота на рік.

Близько 15 відсотків золота, виробленого в США, надходить з видобутку інших металевих руд.Там, де основні метали, такі як мідь, свинець та цинк, осідають або у жилах, або у вигляді розсипаних мінеральних зерен, з ними зазвичай відкладаються незначні кількості золота. Родовища цього типу видобуваються для переважаючих металів, але золото також відновлюється як побічний продукт під час переробки руди. Більша частина побічного золота надходить з порфірних родовищ, які настільки великі, що, хоча вони містять лише невелику кількість золота на тонну руди, видобувається стільки гірської породи, що видобувається значна кількість золота. Найбільшим єдиним джерелом побічного золота в США є родовище порфіру в Бінгемському каньйоні, штат Юта, яке з 1906 року виробило близько 18 мільйонів тройських унцій золота.

Роль геолога в розвідуванні золота

Геологи вивчають усі фактори, що контролюють походження та розміщення родовищ корисних копалин, включаючи ті, що містять золото. Магнітні та метаморфічні гірські породи вивчаються в польових умовах та в лабораторії, щоб зрозуміти, як вони дійшли до їх теперішнього місця, як вони кристалізувалися до твердих порід та як утворилися всередині них мінералотворні розчини. Дослідження скельних споруд, таких як складки, розломи, розломи та стики, а також впливу тепла та тиску на гірські породи свідчать про те, чому і де відбулися переломи та де можуть бути знайдені вени. Дослідження процесів вивітрювання та транспортування скельних уламків водою дозволяють геологам передбачити найбільш ймовірні місця для утворення родовищ розсипів. Поява золота не примхлива; її присутність у різних гірських породах та її поява в різних екологічних умовах відповідають природним законам. Оскільки геологи розширюють свої знання про процеси мінералізації, вони вдосконалюють свою здатність знаходити золото.