Bevezetés
arany rúd. Forrás: Geoscience Australia
Az Arany Nagyon ritka anyag, amely a Föld külső rétegének csak ~3 részét teszi ki (képzelj el 1 milliárd okosságot egy helyen, és csak 3 aranyból készült!). Ritkasága és fizikai tulajdonságai miatt az arany a Föld természeti kincseinek egyik legértékesebb kincsévé vált.
amikor aranyat találnak a sziklákban, szinte mindig tiszta állapotban van. A nagy aranydarabokat rögöknek nevezik, az apró darabokat aranypornak nevezik. Az arany leggyakoribb mértékegysége a troy uncia. Egy troy uncia arany súlya 31,1 gramm.
még ma is az eredményeket aranyéremmel jutalmazzák, és az arany szót a nagysággal társítjuk – mint az “aranyszabályok” vagy a “jó, mint az arany”. Az arany mindig is nagyon fontos fém volt.
tulajdonságok
natív arany, R30017. Forrás: Geoscience Australia
arany, mint a vas, réz, ólom és ón egy fém. Az arany az egyetlen sárga fém, kémiailag nagyon stabil. Nem könnyen kombinálható más anyagokkal, ezért nem korrodál vagy rozsdásodik. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően szinte mindig megtalálható a természetben, mint tiszta arany. Ezt nevezik “natív arany”. Ez azt jelentette, hogy a korai emberek összegyűjthetik az aranyat, és felhasználhatják anélkül, hogy a fémet ásványból kellene szagolni vagy finomítani.
egy 5 mm átmérőjű aranyrög kibővíthető egy körülbelül 0,5 négyzetméteres aranyfóliába történő kalapálással. Forrás: Wikimedia Commons
Az arany nehéz-több mint tizenkilencszer nagyobb, mint a víz, és majdnem kétszer olyan nehéz, mint az ólom. Ha lenne elég arany egy liter tejes doboz megtöltéséhez, az 19,3 kilogrammot nyomna. Ugyanaz a tejmennyiség csak egy kilogramm súlyú.
Az Arany meglehetősen puha. Ez valamivel nehezebb, mint egy köröm, de nem olyan kemény, mint egy érme vagy üveg. Az arany, mint a legtöbb fém, vékony lapokba (képlékeny) kalapálható vagy vékony vezetékekbe (képlékeny) húzható. Ennek köszönhetően az arany keresett az alkalmazások széles köréhez, például az ékszerekhez és az elektronikához. Az “arany levél”például olyan arany, amelyet egy tized milliméteres vastagságú lapra vertek. Ezután használják betűkkel a becsület tekercs az iskolákban, vagy üzembe arany képkeretek és dísztárgyak. Egy uncia (31 gramm) aranyat egy kilenc négyzetméteres átlátszó vékony lapba lehet verni, vagy 80 kilométer hosszú huzalba húzni!
|
A Tulajdonságok Arany |
|
|---|---|
|
vegyjele |
Au (a Latin: itt: aurum) |
|
Ore |
Általában megtalálható, mint a natív fém |
|
Relatív sűrűség |
19.3 g/cm3 |
|
Keménység |
2.5-3 a Mohs-féle skála |
|
Alakíthatósága |
Magas |
|
Alakíthatóság |
Magas |
|
Olvadáspontja |
1064°C |
|
Forráspont |
2970°C |
Chalcopyrite streak. Forrás: Geoscience Australia.
számos ásványi anyag van, amelyek általában összetévesztik az aranyat; gyakran nevezik “bolondok aranyának”. Ezek közé tartozik a pirit (FeS2) és a kalcopirit (CuFeS2). Meg lehet különböztetni az aranytól karcolással – az előállított por (csík) fekete lesz. Ha az arany karcolódik, a por arany színű lesz.
Uses
| Use | leírás |
|---|---|
|
pénz |
az aranyat már a korai idők óta használják érmékként, de ma nagyon kevés aranyat készítenek aranyból. A világ aranyának több mint felét kormányok és bankok tárolják. Az intézmények és az egyének az aranyat is gazdagságként használják. A mai aranyár ellenőrzéséhez lásd: http://www.goldprice.com.au/ |
|
bár a tiszta aranyat ritkán használják, mivel túl puha, az aranyat gyakran összekeverik (ötvözik) más fémekkel. A “karát” kifejezés az arany tisztaságának leírására szolgál, összesen 24 részből áll. A tiszta arany (100% arany és semmi más) 24 karátos néven ismert. Például 18 karátos aranyban a 24 részből 18 arany, a fennmaradó 6 rész pedig egy másik fém, például ezüst, nikkel vagy réz. A fehér arany ezüst, palládium, nikkel és réz ötvözete. A sárga, a zöld és a piros aranyokat különböző arányokban réz-és ezüstöt ötvöző aranyból állítják elő. |
|
|
mivel az arany nagyon vékony, tartós, gyakran fém vagy üveg tárgyak bevonására használják. A kis aranylemezeket gyakran használják dekoratív levelekhez, aranyozott könyvszélekhez és képkeretekhez, valamint vallási szobrok bevonásához is. |
|
|
Elektronika |
mivel áramot vezet és gömbölyű, az aranyat számítógépek vezetékezésére használják – a mobiltelefonoktól a rakétavetőkig. Az arany nagyon hasznos a nehezen javítható huzalozáshoz, például víz alatt vagy a világűrben, mert nem korrodál vagy gyorsan elhasználódik. A gépjárművek biztonsági légzsákjainak mechanizmusában és áramkörében fontos és egyre növekvő haszna van. |
|
árnyékolás |
fénysugarak nem könnyen áthaladnak arany, így hasznos, mint egy védőpajzs ellen hő és fény. A trópusi országokban lévő épületek néha átlátszó aranyfóliával rendelkeznek az ablakokon. A sugárhajtóműveket, az űrruhákat és az űrhajókat gyakran bevonják aranyba, hogy csökkentsék a hőt és a vakító fényt. Az arany hővisszaverő tulajdonságai miatt filmbevonatként használták az Apollo 14 holdmodulon, a jármű, amely először landolt az ember a Holdon. |
|
Health |
az aranyat fogak pótlására vagy javítására, valamint ízületi gyulladás és egyéb betegségek kezelésére használják. Az iparban és az orvostudományban használt lézerek arany bevonatú reflektorokkal fókuszálják a fényenergiát. |
történelem
Az arany nagyon különleges helyet foglal el az emberi történelemben. Ősidők óta őrzik, ez volt az első fém, amelyet az emberek használtak, egyszerű arany dísztárgyakkal a legkorábbi ismert fémtárgyak között. Az ősi időkben az alkimisták egész életüket azzal töltötték, hogy más fémeket nemes aranyvá alakítsanak. E. 5000-ben az egyiptomiak aranyat találtak a Nílus folyó ágyában, évezredek óta aranyat használtak díszítésre. Amikor Tutankhamon király meghalt, mumifikált testét részben arany borította, amely még mindig fényes volt, amikor a régészek több mint 3000 évvel később felfedezték!
Tutankhamon temetkezési maszkja. Forrás: Wikimedia Commons
Gold számos mítoszban és legendában szerepelt. Midász király, Salamon király, Jason és az Argonauták mind legendás aranykeresők voltak. Még a tündérmesék is gyakran említik az arany tárgyakat, például tojásokat vagy hárfákat, és a legtöbb ember hallott az arany edényről a szivárvány végén.
Kolumbusz Kristóf aranyat keresett, amikor felfedezte Amerikát a 15. században.
az aranynak jelentős történelmi szerepe volt Ausztráliában. 1823-ban James McBrien arany nyomokat talált Bathurst közelében, NSW. Az ausztráliai arany korai felfedezéseit azonban elhallgatták a hatóságok, mert attól tartottak, hogy az összes elítélt, katona és köztisztviselő abbahagyja a munkát, hogy vadászni kezdjen a vagyonáért. 1841-ben a Rev.WB Clarke talált egy aranyrög közelében Cox folyó a Blue Mountains, NSW. Amikor megmutatta az aranyat Gipps kormányzónak, a kormányzó azt mondta: “tegye el, Clarke Úr, vagy mindannyian elvágjuk a torkunkat!”. Csak tíz évvel később, 1851-ben, Edward Hargraves (aki éppen visszatért a kaliforniai aranymezőkről) és kollégái találtak aranyat Bathurst közelében. Ezúttal nyilvánosságra hozták a leletet, és egy hónapon belül ezer ember keresett aranyat. A területet Ophirnak hívták, a Salamon király aranyvárosáról szóló bibliai történet után.
a Bathurst gold rush-t Victoria felfedezései követték. Az aranyláz több tízezer bevándorlót vonzott a világ számos részéből az Ausztrál kolóniákba. Ballarat és Bendigo Victoria lett a fő arany helyszínek. 1854-ben a Ballarati bányászok dühösek voltak a bányász engedélyrendszerére. Harcoltak a katonák ellen a híres Eureka Stockade csatában, az egyetlen fegyveres lázadás Ausztrália történetében. Az 1890-es évek elején nagy leleteket készítettek a nyugat-ausztráliai Coolgardie-ban és Kalgoorlie-ben. 10 éven belül az arany rohan Bathurst, Ballarat és Bendigo, Ausztrália lakossága háromszorosa több mint egymillió ember. Az arany felfedezések ösztönözték a szárazföldi városok, a kommunikáció, a közlekedés és a külkereskedelem fejlődését. Bár az arany fokozta Ausztrália fejlődését, jelentősége a 20.század nagy részében csökkent, mivel más ásványi anyagok nagyobb gazdasági jelentőséggel bírtak. Az 1980-as és 1990-es években újjáéledt, amikor az új technológia alkalmazása lehetővé tette az alacsonyabb minőségű ércek gazdasági feldolgozását. Az arany megváltoztatta, hol és hogyan élnek az emberek. Sok várost a bányászati arany gazdagsága fejlesztett ki, Ausztráliában pedig sok “szellemváros” is található – amikor az aranykészlet elfogyott, az emberek egyszerűen elhagyták a területet.
a “digger” kifejezés, a tengerentúlon harcoló ausztrál katonák beceneve abból a tényből származik, hogy az első világháborús katonák közül sokan szó szerint ástak az aranymezőkön közvetlenül a háború előtt.
Formation
arany kvarcban. R30020. Forrás: Geoscience Australia.
az arany koncentrációjának leggyakoribb természetes módja a forró folyadék ősi hatása a földkéregben. A kéregben mélyen lévő folyadékokat a Föld belső hője melegíti. Ezek a folyadékok gyakran átvonultak a sziklákon egy nagy területen, és “feloldották” az aranyat. Amikor ezek a folyadékok lehűltek vagy más kőzetekkel reagáltak, az oldott arany kicsapódott (kijött a folyadékból) repedésekben vagy törésekben, amelyek vénákat képeznek. Ha a folyadékok elég nagy területen mozognak, és elég hosszú ideig oldják fel az aranyat, akkor az arany ezer vagy annál nagyobb részekben koncentrálható. Ausztráliában ez az aranykoncentráció több száz millió évvel ezelőtt történt a földön a keleti államokban, több ezer millió évvel ezelőtt Nyugat-Ausztráliában.
az arany mellett a folyadékok más oldott ásványi anyagokat, például kvarcot is hordozhatnak. Ez az oka annak, hogy az aranyat gyakran kvarcokkal találják meg. Ezeket elsődleges aranybetéteknek nevezik, és az arany kinyeréséhez ki kell ásni (bányászni), összetörni és feldolgozni az aranyat tartalmazó kőzetet.
alluviális arany. R04601 Forrás: Geoscience Australia.
egyes aranyvénákat tartalmazó kőzetek felszínre kerültek és erodálódnak. Az arany, hogy ezek a sziklák tartalmazott már mosott le patakok alkotnak alluviális (placer) arany betétek. Itt az arany tovább koncentrálódik a víz hatására. Mivel az arany nehezebb, mint a patak vagy folyó által mozgatott anyag nagy része, az üregekbe koncentrálódik, és a folyó ágyában csapdába esik. Ezeket másodlagos (alluviális) aranybetéteknek nevezik, amelyeket aranytálcával vagy bölcsővel lehet megmunkálni. Ártéri arany betétek felkeltette az Ausztrál arany rohan az 1850-es években
Források
Főleg, arany elterjedt a sziklák föld körül minket, de olyan kis mennyiségben, hogy nem érdemes próbáltam ki. Vannak azonban olyan helyek, ahol elegendő arany van ahhoz, hogy az enyém gazdasági legyen. Az Ausztráliában ma bányászott legtöbb arany nem látható a sziklában, nagyon finom szemcsés, és többnyire kevesebb, mint 5 gramm koncentrációja van minden bányászott kőzetben. Az alacsony aranykoncentrációjú bányászat megvalósíthatósága nagymértékben függ az arany árától. Az aranyat minden nap vásárolják és értékesítik a nemzetközi aranypiacokon. Az ár a vevők keresletének és az eladók által értékesített mennyiségnek megfelelően ingadozik.
aranybetétek és bányák Ausztráliában (2016). Forrás: Geoscience Australia.
néhány helyen az arany eléggé koncentrálódik a sziklákba, hogy érdemes bányászni. Ausztrália (különösen Nyugat-Ausztrália) a világ egyik legjobb aranytermelője. Ausztrália aranykészleteinek mintegy 60% – a Nyugat-Ausztráliában fordul elő, a fennmaradó rész az összes többi államban és az Északi Területen található. Gyakorlatilag minden erőforrás az elsődleges betétekben fordul elő, amelyek közül sok bizonyos fokú időjáráson ment keresztül. A viharvert elsődleges betétek azért fontosak az aranyipar számára, mert általában egyszerűbbek és olcsóbbak az enyémek, és az arany könnyebben visszanyerhető.
az elsődleges lelőhelyek példái közé tartoznak a Kalgoorlie-ban a Super Pit-ben bányászottak, Granny Smith, St Ives, Norseman és Mount Magnet (WA), Gympie és Ravenswood (Qld), Callie (NT), Stawell (Vic), Cadia (NSW), Henty (Tas) és Challenger (SA). Az olimpiai gáton (SA) arany keletkezik, és rézből és uránból bányásznak. Másodlagos betétek már nem fő forrásai az arany Ausztráliában.
Az Arany általában fémes állapotban fordul elő, általában szulfid ásványi anyagokkal, például pirittal társul, de önmagában nem képez külön szulfid ásványt. Az egyetlen gazdaságilag fontos előfordulása arany kémiai kombinációban van tellurium mint tellurid ásványi anyagok.
Az üdvözlő Aranyrög másolata. Forrás: Wikimedia Commons
a legnagyobb aranyrög, amelyet valaha találtak, az “üdvözlő idegen” volt, amelyet 1869-ben találtak egy fa alján, a talaj alatt! 70 kg-ot nyomott, a mai érték pedig több mint 3 millió dollárt érne. Micsoda lelet! A második legnagyobb aranyrög valaha talált volt a Welcome Nugget (68.98 kg), amelyet huszonkét Cornish bányász csoport fedezett fel az ausztráliai Ballarat-I Bakery Hillben, a Red Hill bányászati társaság telephelyén, 1858.június 9-én. Egy 55 méter mély alagút tetején helyezkedett el.
további forrás-és termelési információk.
bányászat
Ausztráliában mind nyílt, mind földalatti aranybányák vannak, de Ausztrália aranytermelésének nagy része nyílt vágású bányákból származik. A földmozgató berendezéseket arra használják, hogy eltávolítsák a hulladék kőzetet az érctest felett, majd az érc bányászatára. A hulladékot és az ércet olyan méretekre bontják, amelyek alkalmasak a hulladéklerakókba, vagy az érc esetében a darálóba történő szállításra.
földalatti bányászatot használnak, ahol a felszín alatti érc mélysége gazdaságtalanná teszi a nyílt vágású bányászatot. Függőleges tengelyek és lejtők (spirálalagutak) segítségével az embereket és a berendezéseket a bányába és onnan ki-be mozgatják, szellőztetést biztosítanak, valamint a hulladékkőzetet és az ércet a felszínre szállítják. A nyílt gödör módszerekkel bányászott lerakódások kiterjesztését később földalatti módszerekkel lehet bányászni a régi nyitott gödör alatt.
feldolgozás
az aranyérc feldolgozása magában foglalja a zúzást, a vegyi anyagokkal való kezelést, az olvasztást (olvasztást) és a további tisztítást. Ezután öntjük öntőformák, ahol lehűl és megkeményedik, mint arany rudak úgynevezett “veretlen”, amelyek az arany könnyen verem és szállítás.
az aranyérc feldolgozásának első szakasza zúzódik. Az aranyat ezután el kell választani a kapott porból. A durva aranyat gravitációs koncentrációval lehet eltávolítani. A port vízzel keverik, az arany mosogatókat, a többi hulladékot pedig elmosják. A finom aranyat a zúzott ércben az aranyérc jellegétől függően eltérő módon dolgozzák fel.
Szabadmarás érc az a név, amikor az arany további feldolgozás nélkül zúzással, őrléssel és cianidozással (híg cianidoldattal történő kezelés) visszanyerhető. A tűzálló ércben az aranyat szulfid ásványokba zárják, így az arany visszanyerésének kielégítő szintje érdekében további feldolgozásra van szükség a cianidálás előtt. A tűzálló ércekben lévő szulfid ásványokat pörköléssel vagy biológiai kimosódással oxidokká alakítják, hogy felszabadítsák az aranyat. A biológiai kimosódásban az oxidációt specifikus baktériumok ércre gyakorolt hatása okozza. A pörkölendő vagy kioldandó tűzálló érc mennyisége jelentősen csökken, ha először finomra őrölt koncentrátumot állít elő.
a Földércet vagy a kezelt koncentrátumot gyenge nátrium-cianid oldatba helyezzük, amely feloldja az aranyat, és aranytartalmú oldatot és más szilárd anyagokat képez. Egyes érceket kupac-kimosással lehet kezelni. Ez magában foglalja a gyenge cianidoldat permetezését egy nyitott érchalmon, amelyet egy áthatolhatatlan alapon helyeznek el. Az oldat az ércen keresztül perkolálódik, miközben az aranyat kimosja, majd az alapnál lehúzzák, mielőtt kezelnék, hogy visszaszerezzék az aranyat.
mindkét esetben, az arany felépült az aranyat rejtő megoldás egy olyan folyamat, amelyben a pellet aktív szén készült elszenesedett kókusz hártya egészül ki, az iszap pedig az arany-irány ionok vagy adszorbeált ra a pellet felület. A pelletterhelést számos összekapcsolt tartályon keresztül mozgatják, amelyek szuszpenziót tartalmaznak a szuszpenzió mozgásával ellentétes irányban. Az arannyal töltött pelleteket eltávolítják, az aranyat pedig forró cianid oldatban történő mosással megfosztják tőlük. A folyamat során felhasznált szén újrahasznosításra kerül, az új megoldáson elektromos áram jut át, amely az aranyat acélgyapot katódra helyezi. Az aranykatódot sósavval kezeljük, hogy feloldjuk a maradék acélt, az aranyiszapot pedig szűrjük és szárítjuk, olvasztásra készen. Ebben a szakaszban az aranytartalmú anyag tartalmazhat ezüstöt és nemesfémeket is.
arany olvasztott egy tégely kemencében, hogy készítsen finomítatlan veretlen veretlen. Az olvasztás során a nem nemesfém szennyeződések oxidálódnak és felszívódnak, így a nemesfémeket öntőformákba öntik. Az olvasztott aranyat ezután finomítják. Ausztráliában számos finomítási eljárást alkalmaznak-klórozást, elektrolitot és aqua regiát.
a klórozási folyamatban (Miller-folyamat) klórt vezetnek be olvasztott bullionba egy tégelyes kemencében. A gáz reakcióba lép az ezüsttel és a megmaradt nemesfémekkel, hogy kloridokat képezzenek, amelyek buborékjai az olvadt bullion felszínére emelkednek és eltávolításra kerülnek. Az olvadt, finomított aranyat ezután rudakba öntik. Az elektrolitikus folyamat (Wohlwill-folyamat) során az aranyat a veretlen aranyból (anódból) klorid-oldatban oldjuk fel, majd az aranyat tiszta aranyra vagy titán katódra redepozitáljuk. Ezüst marad az anódon. A katódok megolvadtak és öntöttek. A harmadik folyamat során a finomítatlan verébet aqua regia-ban oldjuk, az ezüstöt pedig ezüst-kloridként kicsapjuk. A maradék oldaton kén-dioxid gáz jut át, az arany pedig finom fémporként kicsapódik. Az aranyat ezután megolvasztják és öntik.