3. Особенности распространения в природе 29

В ничтожно малых концентрациях золото присутствует во многих горных породах, сла­гающих земную кору. Чаще всего золото концентрируется в кварцевых жилах. Именно такими жилами и пред­ставлено наибольшее число промышленных месторождений. 29

Среднее содержание того или иного элемента в земной коре принято называть его клар­ком. Для золота он составляет (5 / 10 000 000) %. Для сравнения можно указать, что кларк самого распространенного в зем­ной коре элемента-кислорода равен 49,13 %. 29

Предполагают, что в земном ядре концентрация золота значительно выше. Основанием для такого предположения являются железные метеориты, довольно часто падающие на землю. Концентрация золота в метеоритном веществе достигает иногда 5-10 грамм на тонну. Если такая концентрация золота встречается в метеоритном железе, то почему бы ей не быть и в железе земного ядра? Исходя из этого, многие исследователи пришли прямо–таки к астрономическим в результатам: количество золота, находя­щегося в земном ядре, исчисляется 6 840 000 000 000 - 8 000 000 000 000 тонн. 30

Находки золота в метеоритах являются неопровержимым доказательством того, что зо­лото распространено не только на Земле, но и на других космических телах. Об этом, кстати, говорят спектральные линии золота, обнаружены на Солнце. Но золото встреча­ется не только в горных породах. Весьма много его в морях и океанах, хотя концентрации и общее количество его точно не установлены. Ранее считалось, что в тонне морской воды в среднем находится от 5 до 10 мг золота. В настоящее время можно считать уста­новленным, что в действительности его немного меньше - от 0,001 до 0,4 мг. Но если принять даже содержание золота в тонне воды равным 0,02 мг, то и в этом случае в Ми­ровом океане должно быть около 27 млн. тонн желтого металла. 30

Вполне закономерно, что человек уже неоднократно задумывался над тем, как извлечь золото из морской воды. В этом направлении работали многие специалисты, но конечные результаты пока неутешительны. При существующем уровне оборудования золото из морской воды добывать можно, но издержки производства при этом будут столь велики, что сама добыча золота полностью теряет практический смысл. 30

Золото попадает в воды морей самыми различными путями. Прежде всего этому способ­ствуют реки, которые на своем пути размывают золотосодержащие породы, растворяют некоторое количество освободившегося золота и несут в своих струях мельчайшие золо­тые пылинки. Согласно расчетам в России река Амур ежегодно выбрасывает в Татарский пролив более 8 тонн золота, что превышает годовую добычу ряда золотодобывающих стран. Часть зо­лота попадает в море из метеоритного вещества. 30

Можно сказать, что золото нас окружает буквально повсюду, в небольших концентра­циях оно содержится в почве, грунтовых водах, растениях, организме животных. В рас­тения оно попадает вместе с солями, растворенными в грунтовых водах, с растительной пищей поступает в организм животных. 31

Чтобы судить о концентрациях золота в промышленных рудах и песках, лучше всего сравнить их с промышленными концентрациями других металлов. Так, например, в большинстве стран промышленная концентрация олова составляет около 0,1 % (это 1 кг олова в тонне руды). При содержании олова 0,3-0,5 % руда считается очень богатой. В же­лезных рудах содержание железа может достигать 70-75 % (это очень богатая руда), бед­ная руда содержит его 25–30 %. Если условно (учитывая все разрабатывавшиеся месторо­ждения в мире) промышленным считать содержание золота в руду 3-4 грамм / тонну, то это составит 0,0003-0,0004 %. 31

По отношению к оловянной руде это в тысячу раз меньшая концентрация, а по отноше­нию к железной руде - в сотни тысяч. Таким образом, чтобы добыть такое же количество золота, как и железа, нужно извлечь и переработать руды в сотни тысяч раз больше. Этим и определяется в первую очередь высокая трудоемкость добычи золота. Но не только этим. Найти золотую руду, выгодную для разработки, и разведать ее тоже значи­тельно труднее, чем железную. Месторождения золотых руд отличаются весьма слож­ными строением и залеганием. Поэтому не только добыча, но и разведка их намного труднее. 31

Метод промывки основан на высокой плотности золота, благодаря которой в потоке воды минералы с плотностью меньше золота (а это почти все минералы земной коры) смываются, и металл концентрируется в тяжёлой фракции песка, которая называется шлихом. Этот процесс называется отмывкой шлиха или шлихованием. В небольших объёмах такую промывку можно проводить вручную с помощью промывочного лотка. Этот способ используется с древности и до нашего времёни для отработки маленьких россыпных месторождений старателями, но основное его применение — поиск месторождений золота, алмазов и других ценных металлов. 34

Промывка используется для разработки крупных россыпных месторождений, но при этом применяются специальные технические устройства: драги и промывочные установки. Полученные шлихи, кроме золота, содержат множество других тяжёлых минералов, и металл из них извлекается путём, например, амальгамации. 34

Методом промывки разрабатываются все россыпные месторождения золота, но ограничено он применяется и на коренных месторождениях. Для этого породу дробят и затем подвергают промывке. Этот метод не может быть применён на месторождениях с рассеянным золотом, где оно так распылено в породе, что после дробления не обособляется в отдельные зёрна и смывается при промывке вместе с другими минералами. К сожалению, при промывке теряется не только мелкое золото, которое легко смывается с промывочной колоды, но и крупные самородки, гидравлическая крупность которых не позволяет им спокойно оседать в ячейках коврика. Поэтому на драгах и на промприборах обязательно следят за крупными катящимися обломками — это вполне могут оказаться самородки. 35

Амальгамация 35

Метод амальгамации основан на способности ртути образовывать сплавы — амальгамы с различными металлами, в том числе и с золотом. В этом методе увлажнённая дроблёная порода смешивалась со ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в мельницах — бегунных чашах. Амальгаму золота (и сопутствующих металлов) извлекали из получившегося шлама промывкой, после чего ртуть отгонялась из собранной амальгамы и использовалась повторно. Метод амальгамации известен с I века до н. э., наибольшие масштабы приобрёл в американских колониях Испании начиная с XVI века: это стало возможным благодаря наличию в Испании огромного ртутного месторождения — Альмаден. В более позднее время использовался метод внешней амальгамации, когда дроблёная золотоносная порода при промывке пропускалась через обогатительные шлюзы, выстланные медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Метод амальгамации применим только на месторождениях с высоким содержанием золота или уже при его обогащении. Сейчас он используется очень редко, главным образом старателями в Африке и Южной Америке. 35

Цианирование 36

Метод цианирования основан на реакции золота с цианидами в присутствии кислорода воздуха: измельчённая золотоносная порода обрабатывается разбавленным (0,3-0,03 %) раствором цианида натрия, золото из образующегося раствора цианоаурата натрия Na[Au(CN)2] осаждается либо цинковой пылью, либо на специальных ионнообменых смолах. 36

Метод цианирования первоначально применялся на крупных заводах, где порода дробилась и цианирование проводилось в специальных чанах. Однако развитие технологии привело к появлению метода кучного выщелачивания, который заключается в следующем: готовится водонепроницаемая площадка, на неё насыпается руда и её орошают растворами цианидов, которые, просачиваясь через толщу породы, растворяют золото. После этого они поступают в специальные сорбционные колонны, в которых золото осаждается, а регенерированный раствор вновь отправляется на кучу. 37

Метод цианирования ограничен минеральным составом руд, он неприменим, если руда содержит большое количество сульфидов или арсенидов, так как цианиды реагируют с этими минералами. Поэтому цианированием перерабатываются малосульфидные руды или руды из зоны окисления, в которой сульфиды и арсениды окислены атмосферным кислородом. 37

Для извлечения золота из сульфидных руд используются сложные многоэтапные технологии. Золото, добытое из месторождений, содержит различные примеси, поэтому его подвергают специальным процессам высокой очистки, которые производятся на аффинажных заводах. 37

Регенерация 38

Осуществляется действием 10 % раствора щёлочи на растворы солей золота с последующим осаждением аффинажного золота на алюминий из горячего раствора гидроксида. 38

Имеющееся в настоящее время в мире золото распределено так: около 10 % — в промыш­ленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собствен­ностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями. 38

Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы зо­лота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить все это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь 12 м). 38

Золото издавна использовалось многими народами в качестве денег. Золотые монеты — наиболее хорошо сохраняющийся памятник старины. Однако как монопольный денежный товар золотые монеты утвердились только к XIX веку. Вплоть до Первой мировой войны все мировые валюты были основаны на золотом стандарте (период 1870—1914 называют «золотым веком»). Бумажные купюры в это время выполняли роль удосто­верений о наличии золота. Они свободно обменивались на золото. 38

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микро­электронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко. 39

Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной обо­лочки в нейтронной бомбе. 39

Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и приме­няются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума. 39

Золочение металлов (в древности — исключительно амальгамный метод, в настоящее время — преимущественно гальваническое) широко используется в качестве метода за­щиты от коррозии. Хотя такое покрытие неблагородных металлов имеет существенные недостатки (мягкость покрытия, высокий потенциал при точечной коррозии), оно распро­странено также из-за того, что готовое изделие приобретает вид очень дорогого, «золо­того». 39

Золото зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е175. 39

Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышлен­ность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с дру­гими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содер­жать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких спла­вов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механи­ческие свойства — соотношением серебра и меди. 40

Расплавленное золото разливают в формы. 40

Важнейшей характеристикой ювелирных изделий является их проба, характеризующая со­держание в них золота. 40

Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами. 40

Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоак­тивное золото используют при лечении злокачественных опухолей. 41

Перспективы добычи золота 41

В мире осталось весьма небольшое число крупных месторождений золота с богатыми за­пасами (в основном в Южной Африке), и в то же время имеются огромные запасы руд и песков с пониженным средним содержанием металла, разрабатывать которые пока не­выгодно. Постепенное истощение крупных месторождений не проходит мимо и богатей­ших золотоносных районов ЮАР, хотя там все еще открывают новые запасы и создают новые рудники. На западе неоднократно высказывалась мысль, что в ближайшие 50 лет будут полностью истощены запасы твердых полезных ископаемых на суше. Золото является древнейшим полезным ископаемым, поэтому не может быть исключением. Но пришло время искать новые источники получения ряда нужных человеку минералов, в том числе и золота. В какой-то степени таким источником могут быть бедные руды и пески, о которых говорилось выше. Но для этого нужны пре­жде всего новые технические средства – более мощные и производительные, чем сущест­вующие. В этом направлении идет активный поиск во всем мире. Не менее важен поиск и в технологическом направлении. В этом плане большой интерес представляют технологии добычи золота, основанные на его растворении (выщелачивании), которое широко при­меняется при добычи меди, урана и других полезных ископаемых. В золотодобывающей промышленности растворение золота используют только при переработке концентраторов и очистке металла. 41

Создана технология и так называемой скважиной гидродобычи, при которой в массив по­роды через скважины подают воду, размывающую его, и по системе других скважин от­качивают на поверхность образовавшуюся пульпу, в которой содержаться и частицы зо­лота. 42

К сожалению, решить эту задачу добычи применительно к золоту значительно труднее, чем к другим металлам. Прежде всего эта трудность обусловлена «благородством» золота, не поддающегося воздействию обычных растворителей, успешно применяющихся в других случаях. Цианиды, тиомочевина, и другие существующие растворители золота, как пра­вило, весьма ядовиты, а процесс растворения золота происходит медленно. Цианистый натрий, который растворяет золото, - один из самых сильных ядов, поэтому при его применении необходим целый комплекс мероприятий, гарантирующих безопасность ра­ботающих и исключающих возможность проникновения ядовитых жидкостей за пределы участка работ. 42

Сама схема подземного выщелачивания может быть очень простой – бурение скважин, взрывание массива, введение в разрыхленную массу перфорированных труб (с поверхно­сти или из подземных выработок), нагнетание растворителя, откачка насыщенного рас­твора и извлечение из него золота. Но предстоит приложить еще немало усилий, чтобы такая схема могла быть применена в промышленных масштабах. 42

Что касается скважинной гидродобычи, то здесь пока главным препятствием является высокая плотность золота, в связи с чем возможны большие потери его при отсасывании пульпы. 42

В последние десятилетия проводились исследовательские работы в направлении исполь­зования бактерий для ускорения выщелачивания золота - «бактериальное выщелачива­ние». 42

Таким образом, есть основания рассчитывать на то, что в сравнительно недалеком буду­щем в руках человека появится технология, знаменующая собой начало новой эпохи не только в добыче золота, но и в целом в горном деле. 42

Несомненно, что в дальнейших поисках полезных ископаемых человек будет все чаще обращаться к морю. Причем здесь речь идет не о золоте, которое растворено в водах Ми­рового океана. Наверное, со временем человек сумеет взять и это золото. В настоящее время более реальной представляется разработка россыпных и коренных месторождений морского дна или же залегающих на небольших глубинах под ним. 43

Мировой океан по сравнению с сушей изучен совсем мало. Даже шельфовая зона (часть моря глубиной до 200 метров, прилегающая к континенту) во многих случаях является белым пятном. Как только человек начал исследования полезных ископаемых моря, стало очевидным, что они огромны. Из-под воды научились добывать нефть, почти 60% до­бычи олова в зарубежных странах приходится на морские (шельфовые) месторождения. Попытки расширить круг морских полезных ископаемых ведутся во всех странах. 43

25 лет назад была опубликована оценка мировых запасов золота, сделанная Горным бюро США. Она составляла 62 200 тонн. Большая часть этих запасов находится в ЮАР. Золото в настоящее время не является самым дефицитным полезным ископаемым, хуже обстоит дело с серебром, цинком и висмутом, а наиболее благополучно - с железом, марганцем и хромом. 43

Заключение 43