Как извлекают упорное золото: красноярским школьникам рассказали о цепочке производства драгоценного металла

Какая картинка возникает у вас при словах «добыча золота»? Сидят на берегу реки старатели, скрупулезно перемывают в лотках породу в поисках драгоценных крупинок. И прежде, чем найти хоть частичку золота, нужно перемыть тонны породы… Наверное, так оно и было во времена сибирской «золотой лихорадки» позапрошлого века. Но с тех пор этот процесс претерпел кардинальные изменения, став высокотехнологичным. Современная золотодобывающая отрасль — воплощение инженерной мысли и передовых технологий. На месторождениях работают целые команды квалифицированных специалистов: геологи, инженеры-обогатители, геофизики, механики, химики и биологи, специалисты по моделированию. Их задача — не просто найти золото, но и максимально эффективно извлечь его из недр земли.

Полная готовность

Ребята из «Школы юного геолога», которая работает на базе Музея геологии центральной Сибири GEOS на проспекте Мира, 55, изучают увлекательную науку – науку о Земле. Узнают много нового о ее составе и строении, знакомятся с миром минералов и горных пород, хранящих тайны миллиардов лет. Под руководством опытных наставников, школьники не просто слушают лекции, но и активно вовлекаются в практическую деятельность, ходят в походы, работают в «полях», посещают с экскурсиями предприятия. На этот раз вместе с ребятами мы отправились в Исследовательский центр золотодобывающей компании «Полюс», чтобы побывать в нескольких лабораториях и посмотреть на технологии извлечения золота из породы.

В лабораториях Исследовательского центра все по-настоящему. Все процессы представляют собой мини-модели того, что происходит на месторождениях: есть и плавильные печи с высокой температурой, и специальные стеклянные емкости, где живут бактерии, добывающие золото. Поэтому перед экскурсией мы проходим обязательный инструктаж – быть внимательными, аккуратными, следовать установленным правилам и не отвлекаться на телефоны, надеваем халаты и защитные очки. В путь!

Все начинается с руды…

Помните сказку о Даниле-мастере, который при помощи молотка и зубила пытался создать удивительный Каменный цветок? Мастера из лаборатории минералогических исследований цветов, конечно, не создают, но о камнях могут рассказать почти все. В лаборатории изучают руду с месторождений, ее состав и особенности.

- Мы занимаемся изучением минерально-вещественного состава пород руд, продуктов переделки этих пород и самым главным компонентом руды – золотом, - рассказывает ведущий инженер лаборатории минералогических исследований Вадим Снежко. – Какое оно, с чем оно содержится в породе, в каких формах присутствует. Используем два основных направления изучения: оптические исследования и электронную микроскопию. Оптические исследования проводим на прозрачных шлифах – тонких пластинах горной породы – и аншлифах (это образцы руды с отполированными поверхностями). При электронной микроскопии используем брикеты - окускованные материалы правильной формы.

Но начинается весь процесс с подготовки руды в шлифовально-полировальной мастерской, куда поступает руда в виде образцов-кернов или сыпучего материала.

- Если мы видим в образцах небольшое содержание золота или его трудно найти – меньше грамма на тонну, то передаем эти материалы на предконцентрацию. Это процесс отделения от руды пустых пород, чтобы золото было заметнее. Вот смотрите, - показывает нам образцы Вадим Снежко, - бывает богатая руда, которая содержит много сульфидов, а бывает и «невидимое» золото. Наша задача – все это рассмотреть.

Микроскоп, размером с комнату

Помещение, где находится электронный микроскоп, находится в отдельном здании, потому что это сложное оборудование не терпит вибраций. При этом оборудование еще и объемное: даже видимая его часть внушительная, а есть еще и «невидимая» в дополнительном помещении.

- Мы составляем отчеты по заказам всех месторождений «Полюса». В аншлифах ищем сульфиды и золото, в шлифах анализируем нерудные минералы. Подходите к оптическим микроскопам и убедитесь сами. Кстати, чтобы заниматься минералогией, нужна невероятная усидчивость, кропотливость, внимательность и ответственность. Это занятие ближе всего девочкам. А вот юношам лучше идти в электронную микроскопию или же в область горной геологии и моделирования. Там им будет, пожалуй, интереснее, - советует Полина Егорова, ведущий инженер лаборатории минералогических исследований.

Внутрь электронного микроскопа помещается кювета с 14 образцами, откачивается воздух – съемка проходит в вакууме. Два-три часа материалы сканируются, картинка выводится на экран.

- Это растровое изображение, оно формируется при помощи электронов, проходит через систему линз. И в зависимости от атомного номера каждого элемента генерируется картинка. Все в оттенках серого, а золото самое белое, поэтому его так видно. Все данные мы выгружаем в базу данных, анализируем. При нахождении золота в пирите можно сказать, что оно упорное, его трудно достать. Наша работа помогает технологам понять, как действовать и как извлекать драгоценный металл, - поясняет Полина Егорова.

«Исследования - это и есть фундамент»

Идем в лабораторию обогащения минерального сырья, чтобы увидеть, как начинается первоначальный этап технологического процесса извлечения золота. Используя специализированное оборудование - дробильные и измельчительные установки - сотрудники лаборатории готовят рудоносное сырье к дальнейшему анализу. Объемные фрагменты руды подвергаются механическому измельчению до размеров, измеряемых долями миллиметра.

- Я пришел работать в Исследовательский центр с золотоизвлекательной фабрики. Со временем понял, что исследования здесь - это и есть фундамент. Без того, что происходит в центре не было бы работы на фабриках, - признается Игорь Видевич, ведущий инженер лаборатории. – Например, найдено новое месторождение, мы изучаем руду и точно говорим – как перерабатывать породу, по какой технологии, какое нужно оборудование, какие будут затраты на извлечение… И только потом на этих данных будет работать фабрика.

Сейчас почти на всех карьерах, где ведется добыча, золото в основном тонко вкрапленное. И одна из технологий его концентрирования – процесс флотации.

- В мелко измельченной руде золото раскрывается, и чтобы его извлечь мы смачиваем минералы. При этом мелкие твердые частицы разделяются, а при добавлении реагентов – собирателей, активаторов, депрессоров – пустая порода оседает, а частички золота собираются в пенный слой.

В лаборатории биотехнологии минерального сырья главный исследователь Наталья Солопова показывает нам стеклянные емкости. В них живые организмы?

- Да, это колбы с культурами микроорганизмов различных видов. В сульфидных рудах, при наличии кислорода и влаги, заводятся бактерии. Они живут за счет окисления железа и серы и разрушают сульфиды, с которыми соединено золото в упорных рудах, - объясняет Наталья Солопова. – Мы изучаем эти бактерии, улучшаем условия их жизни, чтобы они были более работоспособными. Смотрим, как они адаптируются к высоким температурам, чтобы культура была устойчива в летний период, подбираем питательные соли. В природе процесс бактериального окисления занимает миллионы лет. А наши бактерии в созданных оптимальных условиях все делают за 110-120 часов. Так что на Олимпиадинском месторождении, где работают четыре огромные установки чанового биовыщелачивания, важные работники – это бактерии.

Добываем золото огнем

В следующей лаборатории - пирометаллургических процессов – очень жарко.

- Здесь все горячее, будьте осторожны, ничего не трогайте, - предупреждают нас сопровождающие специалисты Исследовательского центра.

- В этих печах в специальных огнеупорных сосудах – тиглях мы плавим золото. В сосуд засыпается шихта – смесь материалов, содержащих золото, с химическими веществами – флюсами. И все это помещается в печь, где происходит плавление, флюсы взаимодействуют с золотосодержащим материалом. В результате мы можем увидеть продукты плавки. Видите красивые сульфиды? Если их обжечь, получится смесь порошка из сульфидов и оксидов. Затем смесь плавят, получается шлак и сплав сульфидов с золотом, таким образом мы отделяем пустые минералы от золотосодержащих методом плавки - рассказал заведующий лабораторией Сергей Бакшеев.

Градусы еще выше

Алексей Денискин, инженер лаборатории анализа минерального сырья, рассказывает нам о процессе подготовки и анализа проб золота и других элементов, включая серу, углерод и мышьяк.

- Пробы поступают к нам истертыми в порошок вот в таких конвертиках. Что мы видим глазами – обычный порошок. Но мы подвергаем эти пробы анализу, чтобы узнать точный состав. Например, чтобы узнать, сколько в пробе содержится сероуглерода, надо добавить железо, вольфрам, сжечь в индукционной печи, получить оксид углерода и оксид серы, - демонстрирует процесс Алексей Денискин. – При анализе серы и углерода мы смотрим два элемента, а методом атомно-абсорбционной спектрометрии можно проанализировать практически их все. Проба растворяется с помощью смеси азотной и соляной кислот, и эта жидкость впрыскивается в пламя горения ацетилена и воздуха, температура здесь практически 2500 градусов. При такой температуре все соединения распадаются на атомы. Сквозь пламя мы пропускаем спектральные лучи и определяем содержание элементов в пробе.

- Было очень интересно! Побывать в Исследовательском центре, увидеть своими глазами работу специалистов в лабораториях – это хороший, познавательный опыт, - поделились эмоциями юные геологи. – Такие экскурсии обязательно нужны нам, чтобы понять, какие есть профессии, чтобы сделать правильный выбор после завершения обучения в школе.

Покидая Исследовательский центр «Полюса», мы благодарим его сотрудников, ведь рассказывать о сложных технологических процессах простым и понятным языком не каждый умеет. Это настоящее искусство, требующее не только глубоких знаний, но и умения видеть суть вещей, отбрасывая все лишнее. Впрочем, все, как и с рудой, чтобы найти золото!

Фото предоставлены организаторами экскурсии