Introduzione

. Fonte: Geoscience Australia

L’oro è una sostanza molto rara che costituisce solo ~ 3 parti per miliardo dello strato esterno della Terra (immagina 1 miliardo di smarties in un posto e solo 3 di loro erano fatti d’oro!). La sua rarità e le sue proprietà fisiche hanno reso l’oro una delle risorse naturali più pregiate della Terra.

Quando l’oro si trova nelle rocce è quasi sempre allo stato puro. Grandi pezzi d’oro sono chiamati pepite e piccoli pezzi sono noti come polvere d’oro. L’unità di misura più comune per l’oro è l’oncia troy. Un’oncia troy d’oro pesa 31,1 grammi.

Ancora oggi, i risultati sono ricompensati da medaglie d’oro e associamo la parola oro alla grandezza – come in ‘regole d’oro’ o ‘buono come l’oro’. L’oro è sempre stato ed è ancora un metallo molto importante.

Proprietà

Oro nativo, R30017. Fonte: Geoscience Australia

L’oro, come ferro, rame, piombo e stagno è un metallo. L’oro è l’unico metallo giallo ed è chimicamente molto stabile. Non si combina facilmente con altre sostanze e, quindi, non corrode o si appanna. A causa di questa proprietà, si trova quasi sempre in natura come oro puro. Questo è indicato come’oro nativo’. Ciò significava che i primi umani potevano raccogliere l’oro e usarlo senza dover annusare o raffinare il metallo da un minerale.

Una pepita d’oro di 5 mm di diametro può essere espansa martellando in una lamina d’oro di circa 0,5 metri quadrati. Fonte: Wikimedia Commons

L’oro è pesante – pesa oltre diciannove volte più dell’acqua ed è quasi il doppio del piombo. Se avessi abbastanza oro per riempire una scatola di latte da un litro, peserebbe 19,3 chilogrammi. Lo stesso volume di latte pesa solo un chilogrammo.

L’oro è abbastanza morbido. È leggermente più duro di un’unghia, ma non duro come una moneta o un bicchiere. L’oro, come la maggior parte dei metalli, può essere martellato in fogli sottili (malleabili) o tirato fuori in fili sottili (duttili). Questo ha reso l’oro ricercato per una vasta gamma di applicazioni, come gioielli e in elettronica. “foglia d’oro”, ad esempio, è l’oro che è stato battuto in un foglio di meno di un decimo di millimetro di spessore. Viene quindi utilizzato per lettering su rotoli d’onore nelle scuole, o per mettere l’oro su cornici e ornamenti. Un’oncia (31 grammi) d’oro può essere battuta in un sottile foglio trasparente di nove metri quadrati o tirata fuori in un filo lungo 80 chilometri!

Striscia di calcopirite. Fonte: Geoscience Australia.

Ci sono un certo numero di minerali che vengono comunemente scambiati per oro; essi sono spesso chiamati ‘fools gold’. Questi includono pirite (FeS2) e calcopirite (CuFeS2). Possono essere distinti dall’oro graffiandolo – la polvere (striscia) prodotta sarà nera. Se l’oro è graffiato la polvere sarà un colore oro.

Usa

Storia

L’oro ha un posto molto speciale nella storia umana. È stato apprezzato fin dai tempi antichi ed è stato il primo metallo utilizzato dagli esseri umani, con semplici ornamenti d’oro tra i primi oggetti metallici conosciuti. Nei tempi antichi, gli alchimisti passavano tutta la vita cercando di trasformare altri metalli in oro prezioso. Nel 5000 AC, gli egiziani trovarono l’oro nel letto del fiume Nilo e per migliaia di anni usarono l’oro per oggetti di ornamento. Quando il re Tutankhamon morì, il suo corpo mummificato era in parte coperto d’oro che era ancora lucido quando fu scoperto dagli archeologi più di 3000 anni dopo!

Maschera funeraria di Tutankhamon. Fonte: Wikimedia Commons

L’oro è apparso in molti miti e leggende. Re Mida, Re Salomone, Giasone e gli Argonauti erano tutti leggendari cercatori d’oro. Anche le fiabe spesso menzionano oggetti d’oro come uova o arpe, e la maggior parte delle persone ha sentito parlare del vaso d’oro alla fine dell’arcobaleno.

Cristoforo Colombo era alla ricerca di oro quando scoprì l’America nel 15 ° secolo.

L’oro ha avuto un ruolo storico significativo in Australia. Nel 1823 James McBrien trovò tracce d’oro vicino a Bathurst, NSW. Tuttavia, le prime scoperte di oro in Australia furono messe a tacere dalle autorità per paura che tutti i detenuti, i soldati e i dipendenti pubblici avrebbero smesso di lavorare per cercare la loro fortuna. Nel 1841, il Rev. WB Clarke trovò una pepita d’oro vicino al fiume Cox’s nelle Blue Mountains, NSW. Quando mostrò l’oro al governatore Gipps, il governatore disse: “Mettilo via, signor Clarke o ci taglieremo tutti la gola!”. Fu solo dieci anni dopo, nel 1851, che Edward Hargraves (che era appena tornato dai campi d’oro in California) e i suoi colleghi trovarono l’oro vicino a Bathurst. Questa volta il ritrovamento è stato pubblicizzato e nel giro di un mese un migliaio di uomini erano alla ricerca di oro. L’area era chiamata Ophir, dopo la storia biblica sulla città d’oro del re Salomone.

La corsa all’oro di Bathurst è stata seguita da scoperte a Victoria. La febbre dell’oro ha attirato decine di migliaia di immigrati da molte parti del mondo alle colonie australiane. Ballarat e Bendigo a Victoria sono diventati importanti siti d ” oro. Nel 1854, i minatori d’oro negli scavi di Ballarat erano arrabbiati con l’ingiusto sistema di licenze per minatori. Hanno combattuto contro i soldati nella famosa battaglia di Eureka Palizzata, l’unica ribellione armata nella storia dell’Australia. Nei primi anni 1890, grandi scoperte sono state fatte a Coolgardie e Kalgoorlie in Australia occidentale. Entro 10 anni dalle corse d’oro a Bathurst, Ballarat e Bendigo, la popolazione australiana triplicò a più di un milione di persone. Le scoperte dell’oro hanno stimolato lo sviluppo delle città interne, delle comunicazioni, dei trasporti e del commercio estero. Anche se l’oro potenziato lo sviluppo dell’Australia, la sua importanza è diminuita durante la maggior parte del 20 ° secolo come altri minerali è diventato di maggiore importanza economica. Ha subito una rinascita negli anni 1980 e 1990, quando l’applicazione di nuove tecnologie ha permesso minerali di grado inferiore da elaborare economicamente. L’oro ha cambiato dove e come vivono le persone. Molte città sono state sviluppate dalla ricchezza dell’estrazione dell’oro e l’Australia ha anche molte “città fantasma” – quando la fornitura di oro si è esaurita, la gente ha semplicemente abbandonato l’area.

Il termine ‘scavatore’, il soprannome per i soldati australiani che combattono all’estero, deriva dal fatto che molti dei soldati della prima guerra mondiale erano stati letteralmente scavatori nei campi aurei poco prima della guerra.

Formazione

Oro in quarzo. R30020. Fonte: Geoscience Australia.

Il metodo naturale più comune di concentrazione dell’oro è attraverso l’antica azione del fluido caldo all’interno della crosta terrestre. I fluidi in profondità nella crosta sono riscaldati dal calore interno della Terra. Questi fluidi spesso si sono spostati attraverso le rocce su una vasta area e hanno “sciolto” l’oro. Quando questi fluidi si raffreddavano o reagivano con altre rocce, l’oro disciolto precipitava (usciva dal fluido) in crepe o fratture che formavano vene. Se i fluidi si muovono su un’area abbastanza grande e dissolvono l’oro per un periodo di tempo abbastanza lungo, l’oro può essere concentrato in quantità nelle parti per mille o anche maggiori. In Australia questa concentrazione di oro ha avuto luogo nella Terra centinaia di milioni di anni fa negli stati orientali e migliaia di milioni di anni fa nell’Australia occidentale.

Oltre all’oro, i fluidi possono trasportare altri minerali disciolti, come il quarzo. Questo è il motivo per cui l’oro si trova spesso con il quarzo. Questi sono noti come depositi d’oro primari e per estrarre l’oro la roccia contenente le vene d’oro deve essere scavata (estratta), frantumata e lavorata.

Oro alluvionale. R04601 Fonte: Geoscience Australia.

Alcune rocce contenenti venature d’oro sono state esposte sulla superficie e stanno erodendo via. L’oro che queste rocce contenevano è stato lavato giù in insenature per formare depositi d’oro alluvionali (placer). Qui, l’oro è ulteriormente concentrato dall’azione dell’acqua. Poiché l’oro è più pesante della maggior parte del materiale mosso da un torrente o da un fiume, può essere concentrato nelle cavità e intrappolato nel letto del fiume. Questi sono noti come depositi d’oro secondari (alluvionali) e possono essere lavorati usando una padella o una culla d’oro. I depositi d’oro alluvionali hanno scatenato le corse d’oro australiane del 1850

Risorse

Per lo più, l’oro è diffuso nelle rocce e nel terreno intorno a noi, ma in quantità così basse che non vale la pena provare a tirarlo fuori. Tuttavia, ci sono alcuni posti dove c’è abbastanza oro per renderlo economico al mio. La maggior parte dell’oro estratto in Australia oggi non può essere visto nella roccia, è a grana molto fine e per lo più ha una concentrazione inferiore a 5 grammi in ogni tonnellata di roccia estratta. La fattibilità dell’estrazione di basse concentrazioni di oro dipende in gran parte dal prezzo dell’oro. L’oro viene acquistato e venduto ogni giorno sui mercati internazionali dell’oro. Il prezzo oscilla in base alla domanda da parte degli acquirenti e l’importo venduto dai venditori.

Depositi e miniere d’oro in Australia (2016). Fonte: Geoscience Australia.

In alcuni punti l’oro è sufficientemente concentrato nelle rocce perché valga la pena di essere estratto. L’Australia (in particolare l’Australia occidentale) è uno dei principali produttori mondiali di oro. Circa il 60% delle risorse auree australiane si trovano nell’Australia occidentale, con il resto in tutti gli altri Stati e nel Territorio del Nord. Praticamente tutte le risorse si verificano in depositi primari, molti dei quali hanno subito un certo grado di agenti atmosferici. I depositi primari alterati sono importanti per l’industria dell’oro perché di solito sono più facili e meno costosi da estrarre e l’oro è più facile da recuperare.

Esempi di depositi primari includono quelli estratti a Kalgoorlie nel Super Pit, Granny Smith, St Ives, Norseman e Mount Magnet (WA), Gympie e Ravenswood (Qld), Callie (NT), Stawell (Vic), Cadia (NSW), Henty (Tas) e Challenger (SA). A Olympic Dam (SA) l’oro si verifica e viene estratto con rame e uranio. I depositi secondari non sono più importanti fonti di oro in Australia.

L’oro di solito si presenta nel suo stato metallico, comunemente associato a minerali solfuro come la pirite, ma non forma un minerale solfuro separato stesso. L’unica presenza economicamente importante di oro in combinazione chimica è con tellurio come minerali tellururo.

Replica della pepita di benvenuto. Fonte: Wikimedia Commons

La più grande pepita d’oro mai trovata è stata la ‘Welcome Stranger’, trovata nel 1869 proprio sotto il terreno alla base di un albero! Pesava 70 kg e il valore di oggi varrebbe oltre $3 milioni. Una bella scoperta! La seconda più grande pepita d’oro mai trovato è stato il benvenuto Nugget (68.98 kg), che fu scoperto da un gruppo di ventidue minatori della Cornovaglia nel sito della Red Hill Mining Company a Bakery Hill a Ballarat, Victoria, Australia, il 9 giugno 1858. Era situato nel tetto di una galleria 55 metri sottoterra.

Ulteriori informazioni sulle risorse e sulla produzione.

Mining

Ci sono sia open-cut e miniere d’oro sotterranee in Australia, ma la maggior parte della produzione di oro dell’Australia proviene da miniere a taglio aperto. Le attrezzature per il movimento terra vengono utilizzate per rimuovere la roccia residua dall’alto del corpo del minerale e quindi per estrarre il minerale. I rifiuti e il minerale vengono sabbiati per suddividerli in formati adatti alla movimentazione e al trasporto verso le discariche o, nel caso del minerale, verso il frantoio.

L’estrazione sotterranea viene utilizzata dove la profondità del minerale sotto la superficie rende antieconomica l’estrazione a taglio aperto. I pozzi e le discariche verticali (tunnel a spirale) sono utilizzati per spostare persone e attrezzature dentro e fuori dalla miniera, per fornire ventilazione e per trasportare la roccia e il minerale di scarto in superficie. Le estensioni dei depositi estratti con metodi a cielo aperto possono essere estratte in seguito con metodi sotterranei sotto il vecchio pozzo aperto.

Elaborazione

La lavorazione del minerale d’oro comporta la frantumazione, il trattamento con sostanze chimiche, la fusione (fusione) e l’ulteriore purificazione. Viene poi versato in stampi dove si raffredda e si indurisce come lingotti d’oro chiamati ‘lingotti’, che rendono l’oro facile da impilare e trasportare.

La prima fase di lavorazione del minerale d’oro è la frantumazione. L’oro deve quindi essere separato dalla polvere risultante. L’oro grezzo può essere rimosso dalla concentrazione di gravità. La polvere viene mescolata con acqua, i lavandini d’oro e gli altri rifiuti vengono lavati via. L’oro fino nel minerale frantumato verrà lavorato in modo diverso a seconda della natura del minerale d’oro stesso.

Minerale molitura libera è il nome per cui l’oro può essere recuperato mediante frantumazione, macinazione e cianidazione (trattamento con una soluzione di cianuro diluito) senza ulteriore lavorazione. Nel minerale refrattario l’oro è bloccato in minerali solforati, quindi per raggiungere livelli soddisfacenti di recupero dell’oro è necessaria un’ulteriore lavorazione prima della cianurazione. I minerali di solfuro nei minerali refrattari vengono convertiti in ossidi mediante tostatura o lisciviazione biologica per rilasciare l’oro. Nella lisciviazione biologica l’ossidazione è causata dall’azione di batteri specifici sul minerale. Il tonnellaggio del minerale refrattario da arrostire o lisciviare è notevolmente ridotto producendo prima un concentrato finemente macinato.

Il minerale macinato o il concentrato trattato viene posto in una soluzione debole di cianuro di sodio, che scioglie l’oro e forma una sospensione di soluzione aurifera e altri solidi. Alcuni minerali possono essere trattati mediante lisciviazione. Ciò comporta l’aspersione di una soluzione di cianuro debole su un mucchio aperto di minerale accatastato su una base impermeabile. La soluzione percola attraverso il minerale, lisciviando l’oro mentre va e viene estratto alla base prima di essere trattato per recuperare l’oro.

In entrambi i casi, l’oro viene recuperato dalla soluzione d’oro in un processo in cui pellet di carbone attivo ottenuto da bucce di cocco carbonizzate vengono aggiunti alla sospensione e gli ioni d’oro vengono adsorbiti sulla superficie del pellet. Il carico del pellet viene spostato attraverso una serie di serbatoi collegati contenenti liquami in una direzione opposta al movimento del liquame. I pellet caricati con oro vengono rimossi e l’oro viene spogliato da loro lavando in una soluzione di cianuro caldo. Il carbonio utilizzato nel processo viene riciclato e una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la nuova soluzione, depositando l’oro su un catodo di lana d’acciaio. Il catodo carico d’oro viene trattato con acido cloridrico per sciogliere l’acciaio residuo e il fango d’oro viene filtrato ed essiccato, pronto per la fusione. In questa fase il materiale d’oro può contenere anche argento e metalli di base.

L’oro viene fuso in un forno a crogiolo per produrre lingotti non raffinati. Nella fusione, le impurità dei metalli di base vengono ossidate e assorbite, lasciando i metalli preziosi da versare in lingotti. L’oro fuso viene quindi raffinato. Diversi processi di raffinazione sono utilizzati in Australia – clorazione, elettrolitica e acqua regia.

Nel processo di clorazione (processo Miller), il cloro viene introdotto nei lingotti fusi in un forno a crogiolo. Il gas reagisce con l’argento e gli eventuali metalli di base rimanenti per formare cloruri, le cui bolle salgono sulla superficie del lingotto fuso e vengono rimosse. L’oro fuso e raffinato viene quindi fuso in barre. Il processo elettrolitico (processo Wohlwill) comporta la dissoluzione dell’oro dal lingotto (anodo) in una soluzione di cloruro e la rideposizione dell’oro su un catodo di oro o titanio puro. L’argento rimane sull’anodo. I catodi sono fusi e fusi. Nel terzo processo il lingotto non raffinato viene sciolto in acqua regia e l’argento viene precipitato come cloruro d’argento. Il gas di anidride solforosa viene fatto passare attraverso la soluzione rimanente e l’oro viene precipitato come polvere metallica fine. L’oro viene quindi fuso e fuso.