wprowadzenie

sztabki złota. Źródło: Geoscience Australia

Złoto jest bardzo rzadką substancją składającą się tylko ~3 części na miliard zewnętrznej warstwy ziemi (wyobraź sobie 1 miliard Smart ’ ów w jednym miejscu, a tylko 3 z nich zostały wykonane ze złota!). Jego rzadkość i właściwości fizyczne uczyniły złoto jednym z najcenniejszych zasobów naturalnych Ziemi.

Kiedy złoto znajduje się w skałach, jest prawie zawsze w stanie czystym. Duże kawałki złota nazywane są samorodkami, a małe kawałki znane są jako złoty pył. Najczęstszą jednostką miary złota jest uncja trojańska. Jedna uncja złota waży 31,1 grama.

do dziś osiągnięcia nagradzane są złotymi medalami, a słowo złoto kojarzy nam się z wielkością – jak w „złotych regułach” lub „dobrych jak złoto”. Złoto zawsze było i nadal jest bardzo ważnym metalem.

właściwości

, R30017. Źródło: Geoscience Australia

złoto, podobnie jak żelazo, miedź, ołów i cyna, jest metalem. Złoto jest jedynym żółtym metalem i jest chemicznie bardzo stabilne. Nie łączy się łatwo z innymi substancjami, a zatem nie koroduje ani nie matowieje. Ze względu na tę właściwość prawie zawsze występuje w naturze jako czyste złoto. Jest to określane jako „rodzime złoto”. Oznaczało to, że dawni ludzie mogli zbierać złoto i używać go bez konieczności wąchania lub udoskonalania metalu z minerału.

samorodek złota o średnicy 5 mm można rozszerzyć poprzez wbijanie w złotą folię o powierzchni około 0,5 metra kwadratowego. Źródło: Wikimedia Commons

Złoto jest ciężkie – waży ponad dziewiętnaście razy więcej niż woda i jest prawie dwa razy cięższe od ołowiu. Jeśli miałbyś wystarczająco dużo złota, by napełnić litrowy karton mleka, ważyłoby to 19,3 kilograma. Ta sama objętość mleka waży tylko jeden kilogram.

Złoto jest dość miękkie. Jest nieco twardszy niż paznokieć, ale nie tak twardy jak moneta lub szkło. Złoto, podobnie jak większość metali, może być młotkowane w cienkie arkusze (ciągliwe) lub wyciągane w cienkie druty (sferoidalne). Dzięki temu złoto jest poszukiwane do szerokiej gamy zastosowań, takich jak Biżuteria i elektronika. Na przykład „Złoty Liść” to złoto, które zostało ubite na arkusz o grubości mniejszej niż jedna dziesiąta milimetra. Jest następnie używany do napisów na honorowych rolkach w szkołach lub do nakładania złota na ramki i ozdoby do obrazów. Jedną uncję (31 gramów) złota można ubić w przezroczystą cienką blachę o powierzchni dziewięciu metrów kwadratowych lub wyciągnąć na drut o długości 80 kilometrów!

smuga Chalkopirytowa. Źródło: Geoscience Australia.

istnieje wiele minerałów, które są powszechnie mylone ze złotem; często nazywane są „złotymi głupcami”. Należą do nich Piryt (FeS2) i chalkopiryt (CuFeS2). Można je odróżnić od złota poprzez drapanie – wytwarzany proszek (smuga) będzie czarny. Jeśli złoto jest porysowane, proszek będzie miał złoty kolor.

używa

Historia

Złoto ma szczególne miejsce w historii ludzkości. Był ceniony od czasów starożytnych i był pierwszym metalem używanym przez ludzi, z prostymi złotymi ornamentami wśród najwcześniejszych znanych przedmiotów metalowych. W czasach starożytnych alchemicy spędzali całe życie próbując zamienić inne metale w cenne złoto. W roku 5000 p. n. e. Egipcjanie znaleźli złoto w dnie Nilu i przez tysiące lat używali złota do ozdób. Kiedy umarł król Tutanchamon, jego zmumifikowane ciało zostało częściowo pokryte złotem, które wciąż było błyszczące, gdy zostało odkryte przez archeologów ponad 3000 lat później!

Maska pogrzebowa Tutanchamona. Źródło: Wikimedia Commons

złoto pojawiło się w wielu mitach i legendach. Król Midas, król Salomon, Jazon i Argonauci byli legendarnymi poszukiwaczami złota. Nawet bajki często wspominają o Złotych przedmiotach, takich jak jajka lub harfy, a większość ludzi słyszała o złotym garnku na końcu tęczy.

Krzysztof Kolumb poszukiwał złota, kiedy odkrył Amerykę w XV wieku.

złoto miało znaczącą historyczną rolę w Australii. W 1823 roku James McBrien znalazł ślady złota w pobliżu Bathurst, NSW. Jednak wczesne odkrycia złota w Australii zostały stłumione przez władze w obawie, że wszyscy skazańcy, żołnierze i urzędnicy publiczni przestaną pracować, aby upolować swój majątek. W 1841 roku Wielebny Clarke znalazł bryłkę złota w pobliżu rzeki Cox ’ s W Górach Błękitnych w NSW. Kiedy pokazał złoto gubernatorowi Gippsowi, gubernator powiedział: „odłóż to, Panie Clarke, albo wszyscy poderżną nam gardła!”. Dopiero dziesięć lat później, w 1851 roku, Edward Hargraves (który właśnie wrócił z pól złota w Kalifornii) i jego koledzy znaleźli złoto w pobliżu Bathurst. Tym razem znalezisko zostało nagłośnione i w ciągu miesiąca tysiąc mężczyzn szukało złota. Obszar ten został nazwany Ophir, od biblijnej opowieści o Złotym Mieście króla Salomona.

Po Bathurst Gold rush nastąpiły odkrycia w Victorii. Gorączka złota przyciągnęła dziesiątki tysięcy imigrantów z wielu części świata do Australijskich Kolonii. Ballarat i Bendigo w Wiktorii stały się głównymi miejscami złota. W 1854 roku górnicy złota na wykopaliskach Ballarat byli źli na niesprawiedliwy system licencji górniczych. Walczyli przeciwko żołnierzom w słynnej bitwie Eureka Stockade, jedynej zbrojnej rebelii w historii Australii. Na początku 1890 roku wielkie znaleziska zostały dokonane w Coolgardie i Kalgoorlie w zachodniej Australii. W ciągu 10 lat od gorączki złota do Bathurst, Ballarat i Bendigo, populacja Australii potroiła się do ponad miliona ludzi. Odkrycia złota pobudziły rozwój miast śródlądowych, komunikacji, transportu i Handlu Zagranicznego. Chociaż złoto przyspieszyło rozwój Australii, jego znaczenie spadło przez większość XX wieku, ponieważ inne minerały zyskały większe znaczenie gospodarcze. Odrodzenie nastąpiło w latach 80. i 90. XX wieku, kiedy zastosowanie nowej technologii pozwoliło na ekonomiczną obróbkę rud niższego gatunku. Złoto zmieniło miejsce i sposób życia ludzi. Wiele miast zostały opracowane przez bogactwo z wydobycia złota i Australia ma również wiele „miast-duchów” – kiedy zapasy złota zabrakło, ludzie po prostu opuścili obszar.

termin „digger”, przydomek dla australijskich żołnierzy walczących za granicą, pochodzi od faktu, że wielu żołnierzy z I wojny światowej dosłownie było kopaczami na polach złota tuż przed wojną.

formacja

złoto w kwarcu. R30020 Źródło: Geoscience Australia.

najczęstszą naturalną metodą zagęszczania złota jest starożytne działanie gorącego płynu wewnątrz skorupy ziemskiej. Płyny głęboko w skorupie są ogrzewane przez wewnętrzne ciepło ziemi. Płyny te często przemieszczały się przez skały na dużym obszarze i „rozpuszczały” złoto. Gdy te płyny ochłodziły się lub zareagowały z innymi skałami, rozpuszczone złoto wytrąciło się (wyszło z płynu) w pęknięciach lub pęknięciach tworzących żyły. Jeśli płyny poruszają się po wystarczająco dużym obszarze i rozpuszczają złoto na wystarczająco długi okres czasu, złoto może być skoncentrowane w ilościach w częściach na tysiąc lub nawet więcej. W Australii owa koncentracja złota miała miejsce na Ziemi setki milionów lat temu we wschodnich stanach, oraz tysiące milionów lat temu w zachodniej Australii.

oprócz złota, płyny mogą przenosić inne rozpuszczone minerały, takie jak kwarc. Dlatego złoto jest często spotykane z kwarcem. Są one znane jako pierwotne złoża złota i w celu wydobycia złota skała zawierająca żyły złota musi być wykopana (wydobywana), kruszona i przetwarzana.

aluwialne złoto. R04601 Źródło: Geoscience Australia.

niektóre skały zawierające żyłki złota zostały odsłonięte na powierzchni i ulegają erozji. Złoto zawarte w tych skałach zostało spłukane do strumieni, tworząc aluwialne (placer) złoża złota. Tutaj złoto jest dalej skoncentrowane przez działanie wody. Ponieważ złoto jest cięższe niż większość materiału przemieszczanego przez potok lub rzekę, może się skoncentrować w zagłębieniach i uwięzić w dnie rzeki. Są one znane jako wtórne (aluwialne) złoża złota i mogą być przetwarzane za pomocą miski złota lub kołyski. Aluwialne złoża złota wywołały Australijską gorączkę złota z 1850 roku

zasoby

głównie złoto rozprzestrzenia się po skałach i glebie wokół nas, ale w tak niskich ilościach, że nie warto próbować go wydobywać. Są jednak miejsca, w których jest wystarczająco dużo złota, aby uczynić go ekonomicznym do kopalni. Większość złota wydobywanego w Australii dzisiaj nie można zobaczyć w skale, jest bardzo drobnoziarnisty i głównie ma stężenie poniżej 5 gramów w każdej tonie wydobywanej skały. Wykonalność wydobycia niskich stężeń złota w dużej mierze zależy od ceny złota. Złoto jest kupowane i sprzedawane codziennie na międzynarodowych rynkach złota. Cena zmienia się w zależności od zapotrzebowania kupujących i ilości sprzedawanych przez sprzedających.

złoża i kopalnie złota w Australii (2016). Źródło: Geoscience Australia.

w kilku miejscach złoto jest wystarczająco skoncentrowane w skałach, aby było warte wydobycia. Australia (zwłaszcza Australia Zachodnia) jest jednym z czołowych światowych producentów złota. Około 60% zasobów złota Australii występuje w Australii Zachodniej, a pozostała część we wszystkich innych stanach i Terytorium Północnym. Praktycznie wszystkie zasoby występują w złożach pierwotnych, z których wiele przeszło pewien stopień wietrzenia. Zwietrzałe pierwotne złoża są ważne dla przemysłu złota, ponieważ są one zwykle łatwiejsze i tańsze do wydobycia, a złoto jest łatwiejsze do odzyskania.

przykłady pierwotnych złóż to te wydobywane w Kalgoorlie w Super Pit, Granny Smith, St Ives, Norseman and Mount Magnet (WA), Gympie and Ravenswood (Qld), Callie (NT), Stawell (Vic), Cadia (NSW), Henty (Tas) i Challenger (SA). W Olympic Dam (SA) złoto występuje i jest wydobywany z miedzi i uranu. Złoża wtórne nie są już głównym źródłem złota w Australii.

złoto zwykle występuje w stanie metalicznym, często związanym z minerałami siarczkowymi, takimi jak Piryt, ale nie tworzy osobnego minerału siarczkowego. Jedynym znaczącym gospodarczo występowaniem złota w kombinacji chemicznej jest tellur jako minerał tellurku.

Replika samorodka powitalnego. Źródło: Wikimedia Commons

największym znalezionym złotem był „Welcome Stranger”, znaleziony w 1869 roku tuż pod ziemią u podstawy drzewa! Ważył 70 kg i na dzisiejszą wartość będzie wart ponad 3 miliony dolarów. Niezłe znalezisko! Drugim co do wielkości bryłką złota, jaki kiedykolwiek znaleziono, był Welcome Nugget (68.98 kg), odkryta 9 czerwca 1858 roku przez grupę dwudziestu dwóch górników kornwalijskich w Zakładzie Red Hill Mining Company w Bakery Hill w Ballarat w stanie Wiktoria w Australii. Znajdował się on w dachu tunelu 55 metrów pod ziemią.

dalsze informacje o zasobach i produkcji.

Górnictwo

w Australii znajdują się zarówno kopalnie otwartego i podziemnego złota, ale większość australijskiej produkcji złota pochodzi z kopalni otwartego. Sprzęt do robót ziemnych służy do usuwania skał odpadowych z ponad korpusu rudy, a następnie do wydobywania rudy. Odpady i ruda są śrutowane w celu rozbicia ich na wielkości odpowiednie do przenoszenia i transportu na składowiska odpadów lub, w przypadku rudy, do kruszarki.

górnictwo podziemne jest stosowane tam, gdzie głębokość rudy pod powierzchnią sprawia, że górnictwo odkrywkowe jest nieopłacalne. Pionowe Szyby i spadki (tunele spiralne) służą do przenoszenia ludzi i sprzętu do i z kopalni, do zapewnienia wentylacji oraz do wyciągania skały odpadowej i rudy na powierzchnię. Rozbudowa złóż wydobywanych metodami odkrywkowymi może być później wydobywana metodami podziemnymi pod starą odkrywką.

przetwarzanie

przetwarzanie rudy złota obejmuje kruszenie, obróbkę chemikaliami, topienie (wytapianie) i dalsze oczyszczanie. Następnie wlewa się go do form, gdzie chłodzi i twardnieje w postaci sztabek złota zwanych „sztabkami”, które sprawiają, że złoto jest łatwe do układania i transportu.

pierwszym etapem przetwarzania rudy złota jest kruszenie. Złoto należy następnie oddzielić od powstałego proszku. Gruboziarniste złoto można usunąć przez stężenie grawitacyjne. Proszek miesza się z wodą, zlew złota i inne odpady są zmywane. Drobne złoto w kruszonej Rudzie będzie przetwarzane w różny sposób w zależności od charakteru samej rudy złota.

Ruda swobodnie mieląca to nazwa, gdy złoto można odzyskać przez kruszenie, mielenie i cyjanizację (obróbka rozcieńczonym roztworem cyjanku) bez dodatkowej obróbki. W Rudzie ogniotrwałej złoto jest blokowane w minerałach siarczkowych, więc aby osiągnąć zadowalający poziom odzysku złota, konieczne jest dodatkowe przetwarzanie przed cyjanizacją. Minerały siarczkowe w Rudach ogniotrwałych są przekształcane w tlenki przez prażenie lub biologiczne wymywanie w celu uwolnienia złota. W biologicznym wymywaniu utlenianie jest spowodowane działaniem określonych bakterii na rudę. Tonaż rudy ogniotrwałej przeznaczonej do prażenia lub ługowania jest znacznie zmniejszony, najpierw wytwarzając drobno zmielony koncentrat.

zmieloną rudę lub przetworzony koncentrat umieszcza się w słabym roztworze cyjanku sodu, który rozpuszcza złoto i tworzy zawiesinę roztworu złotonośnego i innych ciał stałych. Niektóre rudy mogą być przetwarzane przez wypłukiwanie hałdy. Polega to na zsypaniu słabego roztworu cyjanku na otwartym stosie rudy ułożonej na nieprzepuszczalnej podstawie. Roztwór przenika przez rudę, wymywając złoto w miarę upływu czasu i jest pobierany u podstawy przed poddaniem obróbce w celu odzyskania złota.

w obu przypadkach złoto jest odzyskiwane z roztworu złotonośnego w procesie, w którym granulki węgla aktywnego wykonane ze zwęglonych łusek kokosa są dodawane do zawiesiny, a jony złotonośne są adsorbowane na powierzchni granulatu. Ładunek granulatu jest przemieszczany przez szereg połączonych zbiorników zawierających gnojowicę w kierunku przeciwnym do ruchu gnojowicy. Granulki wypełnione złotem są usuwane, a złoto jest z nich usuwane przez przemywanie w roztworze gorącego cyjanku. Węgiel wykorzystany w tym procesie jest poddawany recyklingowi, a prąd elektryczny jest przepuszczany przez nowe rozwiązanie, osadzając złoto na katodzie z wełny stalowej. Złota katoda jest traktowana kwasem chlorowodorowym w celu rozpuszczenia resztek stali, a osad złota jest filtrowany i suszony, gotowy do wytopu. Na tym etapie materiał złotonośny może również zawierać srebro i metale nieszlachetne.

Złoto jest wytapiane w piecu tyglowym w celu wytworzenia nierafinowanego kruszcu. W wytapianiu zanieczyszczenia metali nieszlachetnych są utleniane i wchłaniane, pozostawiając metale szlachetne do wlewania do form wlewkowych. Wytapiane złoto jest następnie rafinowane. W Australii stosuje się kilka procesów rafinacji-chlorowanie, elektrolityczne i wodne.

w procesie chlorowania (proces Millera) chlor jest wprowadzany do stopionego kruszcu w piecu tyglowym. Gaz reaguje ze srebrem i pozostałymi metalami nieszlachetnymi tworząc chlorki, z których pęcherzyki unoszą się na powierzchnię stopionego kruszcu i są usuwane. Stopione, rafinowane złoto jest następnie wrzucane do sztabek. Proces elektrolityczny (proces Wohlwilla) polega na rozpuszczaniu złota z kruszców (anody) w roztworze chlorku i ponownym osadzaniu złota na czystej katodzie złotej lub tytanowej. Srebro pozostaje na anodzie. Katody są stopione i odlewane. W trzecim procesie nierafinowane kruszce rozpuszcza się w wodzie regia i srebro wytrąca się jako chlorek srebra. Gazowy dwutlenek siarki jest przepuszczany przez pozostały roztwór, a złoto jest wytrącane w postaci drobnego proszku metalicznego. Złoto jest następnie topione i odlewane.