Геология

Злато: История на използване, добив, проучване, анализ и производство

Posted on
Автор: Laura McKinney
Дата На Създаване: 8 Април 2021
Дата На Актуализиране: 16 Може 2024
Anonim
Lecture: Planetary Resources and the mining of asteroids
Видео: Lecture: Planetary Resources and the mining of asteroids

Съдържание


Египетско злато: Занаятчиите на древните цивилизации използваха разкошно златото при декорирането на гробници и храмове, а златни предмети, изработени преди повече от 5000 години, са открити в Египет. Авторско право на iStockphoto / Akhilesh Sharma.

Използване на злато в древния свят

Златото беше сред първите метали, които се добиваха, защото обикновено се среща в родния си вид, тоест не се комбинира с други елементи, защото е красиво и нетленно и защото от него могат да се правят изящни предмети. Занаятчиите на древните цивилизации използваха разкошно златото при декорирането на гробници и храмове, а златни предмети, изработени преди повече от 5000 години, са открити в Египет. Особено забележителни са златните предмети, открити от Хауърд Картър и лорд Карнарвон през 1922 г. в гробницата на Тутанкамон. Този млад фараон управлявал Египет през 14 век пр.н.е. Изложба на някои от тези предмети, наречена „Съкровища на Тутанкамон“, привлече повече от 6 милиона посетители в шест града по време на обиколка на Съединените щати през 1977-79 г.


Гробовете на благородниците в древната цитадела в Микена край Науплион, Гърция, открита от Хайнрих Шлиман през 1876 г., дадоха голямо разнообразие от златни фигурки, маски, чаши, диадеми и бижута, както и стотици украсени мъниста и копчета. Тези елегантни произведения на изкуството са създадени от квалифицирани майстори преди повече от 3500 години.




Древни източници на злато

Изглежда древните цивилизации са получавали злато от различни находища в Близкия изток. Мини в района на Горния Нил, близо до Червено море и в района на Нубийската пустиня, доставяха голяма част от златото, използвано от египетските фараони. Когато тези мини вече не можеха да отговорят на техните изисквания, находищата на друго място, вероятно в Йемен и Южна Африка, бяха експлоатирани.

Занаятчиите в Месопотамия и Палестина вероятно получавали доставките си от Египет и Арабия. Скорошни проучвания на рудника Mahd adh Dhahab (което означава "люлка на златото") в днешното Кралство Саудитска Арабия разкриват, че златото, среброто и медта са били възстановени от този регион по време на управлението на цар Соломон (961-922 г. пр.н.е.).


Златото в хазната на ацтеките и инките на Мексико и Перу се смята, че идва от Колумбия, въпреки че някои несъмнено са получени от други източници. Конкистадорите разграбват съкровищата на тези цивилизации по време на техните проучвания на Новия свят, а много златни и сребърни предмети са стопени и хвърлени в монети и пръти, унищожавайки безценните артефакти на индийската култура.

Златна монета: Като високо ценен метал, златото се използва като финансов стандарт и се използва в монетосеченето от хиляди години. Десет долара златна монета в САЩ от 1850 г. Авторско право iStockphoto / Brandon Laufenberg.

Златото като носител на обмен

Нациите на света днес използват златото като средство за размяна при парични транзакции. Голяма част от златните запаси на Съединените щати се съхраняват в свода на депозитария на биковете Fort Knox. Депозитарят, разположен на около 30 мили югозападно от Луисвил, Кентъки, е под наблюдението на директора на Монетен двор.

Златото в депозитария се състои от барове с големина на обикновените строителни тухли (7 х 3 5/8 х 1 3/4 инча), които тежат около 27,5 паунда всеки (около 400 трой унции; 1 тройунция е равна на около 1,1 авоардупоидни унции.) Те се съхраняват без опаковки в трезорните отделения.

Освен паричната употреба, златото, подобно на среброто, се използва в бижута и съюзни изделия, електрически електронни приложения, стоматология, авиационно-космическа промишленост, изкуство и медицински и химически области.



Златна треска: Откриването на злато предизвика многобройни златни напливи в САЩ и по света. Авторско право на iStockphoto / Duncan Walker.

Регулиране и променливост на цената на златото

Промените в търсенето на злато и предлагането от местни мини през последните две десетилетия отразяват промените в цените. След дерегулирането на златото в Съединените щати през 1971 г. цената се увеличава значително, достигайки за кратко над $ 800 за тройунция през 1980 г. От 1980 г. цената остава в диапазона от $ 320 до $ 460 за тройунция. Бързо растящите цени през 70-те години на миналия век насърчават както опитни изследователи, така и аматьори да подновят търсенето на злато. В резултат на техните усилия през 80-те години на миналия век се откриват много нови мини, които представляват голяма част от разрастването на добива на злато. Резкият спад на потреблението през 1974 и 1980 г. се дължи на намалените изисквания към бижута (основното използване на изработено злато) и инвестиционни продукти, което от своя страна се отрази на бързото повишаване на цените през тези години.

Златни самородки: Малки нокти от злато, получени чрез паниране. Проспектиращите работеха със седиментни потоци, за да намерят мънички нокти, които ще продават или търгуват с доставки.

Свойства на златото

Златото се нарича "благороден" метал (алхимичен термин), защото не се окислява при обикновени условия. Неговият химичен символ Au е производен от латинската дума „aurum“. В чист вид златото има метален блясък и е слънчево жълто, но смеси от други метали, като сребро, мед, никел, платина, паладий, телур и желязо, със злато създават различни цветни нюанси, вариращи от сребристо-бял до зелен и оранжево-червено.

Чистото злато е сравнително меко - има за твърдост на стотинка. Той е най-ковният и пластичен от металите. Специфичната гравитация или плътност на чистото злато е 19,3 в сравнение с 14,0 за живак и 11,4 за олово.

Нечистото злато, както обикновено се среща в находищата, има плътност от 16 до 18, докато свързаната с тях отпадъчна скала (ганг) има плътност около 2,5. Разликата в плътността позволява на златото да се концентрира чрез гравитацията и позволява отделянето на злато от глина, ил, пясък и чакъл чрез различни устройства за разбъркване и събиране, като златния съд, рокер и шлюз.

Златна мина за Невада: Мината „Fortitude“ в Невада произведе около 2 милиона унции злато от находище в лод между 1984 и 1993 г. USGS image.

Златна амалгама

Живакът (quicksilver) има химически афинитет към златото. Когато живакът се добави към златоносещия материал, двата метала образуват амалгама. По-късно Меркурий се отделя от амалгама чрез ретор. Добивът на злато и други благородни метали от техните руди чрез третиране с живак се нарича обединяване. Златото се разтваря в аква регия, смес от солна и азотна киселина и в натриев или калиев цианид. Последният разтворител е основата на цианидния процес, който се използва за извличане на злато от нискокачествена руда.

Хидравлично извличане на място в Mine Chicken Hill мина, близо до Chicken, Аляска. Огненият огън взривява утайката, измивайки пясък, глина, чакъл и златни частици. След това материалът се обработва за отстраняване на златото. USGS изображение.

Финес, Карац и Троя Унции

Степента на чистота на родното злато, кюлчета (барове или блокове от нерафинирано злато) и рафинирано злато се посочва по отношение на съдържанието на злато. „Финес“ определя съдържанието на злато в части на хиляда. Например златен самород, съдържащ 885 части чисто злато и 115 части други метали, като сребро и мед, ще се счита за 885-фин. "Карат" показва съотношението на твърдото злато в сплав на базата на общо 24 части. Така 14-каратовото (14К) злато показва състав от 14 части злато и 10 части други метали. Между другото, 14K злато обикновено се използва в производството на бижута. "Карат" не трябва да се бърка с "карат", единица тегло, използвана за скъпоценни камъни.

Основната единица тегло, използвана при работа със злато, е тройската унция. Една тройунция е еквивалентна на 20 тройски тежести. В бижутерската промишленост общата мерна единица е теглото (dwt.), Което е еквивалентно на 1.555 грама.

Терминът "напълнен със злато" се използва за описание на изделия от бижута, изработени от неблагороден метал, които са покрити върху една или повече повърхности със слой златна сплав. Може да се използва знак за качество, за да се покаже количеството и фиността на златната сплав. В Съединените щати никое изделие с покритие от златна сплав с по-малка от 10-каратова финес не може да има поставен знак за качество. В някои страни са разрешени по-ниски граници.

Никое изделие, имащо част от златна сплав, по-малко от една двадесета тегло, не може да бъде маркирано „напълнено със злато“, но изделия могат да бъдат маркирани като „валцувана златна плоча“, при условие че са посочени също така обозначенията за пропорционална фракция и финост. Електроплакираните бижута, носещи най-малко 7 милиона инча (0,18 микрометра) злато върху значителни повърхности, могат да бъдат етикетирани като "електроплакировка". Покритите дебелини, по-малки от това, могат да бъдат отбелязани "злато мига" или "злато измито."

Златен шлюз: Преносим златен шлюз. Миньорите поставят шлюза в потока и изхвърлят утайки във възходящата страна. Токът транспортира утайките през шлюза и тежките златни частици се поставят в шлюза. Един миньор може да обработва много повече утайка през шлюз, отколкото през златен тиган. Авторско право на iStockphoto / LeeAnn Townsend.

Образуване на първични златни депозити - Лоде злато

Златото е сравнително оскъдно в земята, но се среща в много различни видове скали и в много различни геоложки среди. Макар и оскъдно, златото се концентрира чрез геоложки процеси, за да образува търговски находища от два основни типа: лодееви (първични) находища и плацентарни (вторични) находища.

Депозитите в Лоде са целите на търсещия „твърд камък“, който търси злато на мястото на отлагането си от минерализиращи разтвори. Геолозите предложиха различни хипотези, за да обяснят източника на разтвори, от които минералните съставки се утаяват в лопатни отлагания.

Една широко приета хипотеза предполага, че много находища на злато, особено тези, открити в магматични и утаечни скали, образувани от циркулиращи подземни води, задвижвани от топлина от тела на магма (разтопена скала), нахлули в земната кора на около 2 до 5 мили от повърхността. Активните геотермални системи, които се експлоатират в някои части на Съединените щати за естествена гореща вода и пара, осигуряват модерен аналог за тези системи за отлагане на злато. По-голямата част от водата в геотермалните системи произхожда като валежи, които се движат надолу чрез фрактури и пропускливи легла в по-хладни части на кора и се изтеглят странично в области, нагрявани от магма, където тя се задвижва нагоре чрез фрактури. Докато водата се нагрява, тя разтваря метали от околните скали. Когато нагретите води достигнат по-хладни скали на по-малки дълбочини, метални минерали се утаяват, за да образуват вени или руда тела, подобни на одеяло.

Друга хипотеза предполага, че златоносните разтвори могат да бъдат изхвърлени от магмата, докато изстине, утаявайки рудни материали, докато се движат в по-студени околни скали. Тази хипотеза се прилага особено за златни находища, разположени в или в близост до масиви от гранитна скала, които представляват втвърдена магма.

Трета хипотеза се прилага главно за златоносещи вени в метаморфни скали, които се срещат в планински пояси в континенталните граници. В процеса на изграждане на планини утаечните и вулканични скали могат да бъдат дълбоко заровени или изтласкани под ръба на континента, където те са подложени на високи температури и налягане, което води до химически реакции, които променят скалите до нови минерални сбори (метаморфизъм). Тази хипотеза предполага, че водата се изхвърля от скалите и мигрира нагоре, утаявайки рудни материали, тъй като налягането и температурите се понижават. Смята се, че рудните метали произхождат от скалите, подложени на активен метаморфизъм.

Основните проблеми на търсещия или миньора, който се интересува от лоево находище на злато, е да определи средното съдържание на злато (тенор) на тон минерализирана скала и размера на находището. От тези данни могат да се правят оценки на стойността на депозитите. Един от най-често използваните методи за определяне съдържанието на злато и сребро в минерализирани скали е анализът на огъня. Резултатите се отчитат като трой унции злато или сребро или и двете за кратка авоардупоидна тона руда или като грамове на метричен тон руда.

Златен драг: Вакуумиран водолазен вакуум седимент за преработка чрез преносим златен драги. Scuba gear позволява на търсещия внимателно да получи достъп до пукнатини и цепнатини на коритото на потока, където може да се настанят златни самородки. Авторско право на iStockphoto / Gary Ferguson.

Концентрация на злато в депозити от пластири

Напластните находища представляват концентрации на злато, получени от полезни залежи чрез ерозия, разпадане или разлагане на ограждащата скала и последваща концентрация чрез гравитация.

Златото е изключително устойчиво на атмосферни влияния и, освободено от заграждащи се скали, се пренася надолу по течението като метални частици, състоящи се от "прах", люспи, зърна или самородки. Златните частици в поточните отлагания често се концентрират върху или в близост до основата, защото те се движат надолу по време на периоди с висока вода, когато цялото натоварване на пясък, чакъл и камъни се раздвижва и се движи по течението. Фините златни частици се събират в депресии или в джобове в пясък и чакъл, където потокът на потока отслабва. Концентрациите на злато в чакъл се наричат ​​"заплати".

Златна сушилня: Преносима суха шайба, използвана за пресяване на златни самородки от почвата, където няма вода. Почвата се изхвърля в горната тава и се разклаща през дъното. Тежките златни самородки се отделят механично от по-леките материали. Авторско право на iStockphoto / Arturo M. Enriquez.

Проучване на депозити за плакиране

В страната, която носи злато, изследователите търсят злато там, където са се натрупали груби пясъци и чакъл и където „черните пясъци“ са се концентрирали и заселили със златото. Магнетитът е най-разпространеният минерал в черните пясъци, но могат да присъстват и други тежки минерали като каситерит, моназит, илменит, хромит, метали от групата на платината и някои скъпоценни камъни.

Напластяванията на плацери са се образували по същия начин в цялата история на Земята. Процесите на изветряне и ерозия създават повърхностни залежи, които могат да бъдат заровени под скални отломки. Въпреки че впоследствие тези „изкопаеми“ места се циментират в твърди скали, формата и характеристиките на старите речни канали все още са разпознаваеми.

Златни книги и консумативи за паниране



Търсите злато? Имаме над 50 различни книги за злато и златни карти, които показват къде в миналото е било намерено злато и предоставят инструкции за методите за търсене на злато. Предлагат се също златни тигани в различни размери и златни комплекти за паниране, които включват всичко, което ще ви трябва.

Безплатен златен анализ

Съдържанието на възстановимото свободно злато в залежи се определя от метода на безплатен анализ на златото, който включва обединяване на златоносен концентрат, събран чрез драгиране, хидравлично добив или други операции за добив на плацери. В периода, когато цената на златото беше фиксирана, обичайната практика беше да се отчита резултатите от анализа като стойността на златото (в центи или долари), съдържащо се в кубичен двор материал. Сега резултатите се отчитат като грамове на кубичен двор или грамове на кубичен метър.

Чрез лабораторни изследвания американският геоложки преглед разработи нови методи за определяне на съдържанието на злато в скалите и почвите на земната кора. Тези методи, които откриват и измерват количествата на други елементи, както и златото, включват атомно-абсорбционна спектрометрия, неутронно активиране и индуктивно свързана плазмено-атомна емисиононова спектрометрия. Тези методи позволяват да се правят бързи и изключително чувствителни анализи на голям брой проби.

Ранни златни находки и производство

Златото е произведено в южния регион на Апалачия още през 1792 г. и може би още през 1775 г. в Южна Калифорния. Откриването на злато в Sutters Mill в Калифорния предизвика златния прилив от 1849-50 г. и стотици миньорски лагери избухнаха в живота, когато бяха открити нови находища. Производството на злато се увеличи бързо. Депозитите в областите Майка Лоде и Долината на тревата в Калифорния и Косток Лоде в Невада са открити през 1860-те, а находищата на Крипъл Крик в Колорадо започват да произвеждат злато през 1892 г. До 1905 г. находищата Тонопа и Голдфийлд в Невада и Аляска са открити находища, а производството на злато в САЩ за първи път надхвърля 4 милиона тройунции годишно - ниво, поддържано до 1917 г.

По време на Първата световна война и няколко години след това годишното производство намалява до около 2 милиона унции. Когато цената на златото се повиши от 20,67 долара до 35 долара за унция през 1934 г., производството се увеличи бързо и отново надхвърли нивото от 4 милиона унции през 1937 г. Малко след началото на Втората световна война златните мини бяха затворени от Съвета за производство на война и не е разрешено да се отвори отново до 1945 г.

От края на Втората световна война до 1983 г. вътрешното производство на злато не надвишава 2 милиона унции годишно. От 1985 г. годишното производство се увеличава с 1 милион до 1,5 милиона унции всяка година. В края на 1989 г. кумулативната продукция от депозити в Съединените щати от 1792 г. достига 363 милиона унции.

Консумация на злато

Потреблението на злато в Съединените щати варира от около 6 милиона до повече от 7 милиона тройунции годишно от 1969 до 1973 г. и от около 4 милиона до 5 милиона тройунции на година от 1974 до 1979 г., докато през 1970 г. годишното производство на злато от местните мини са варирали от около 1 милион до 1,75 милиона тройунции. От 1980 г. потреблението на злато е почти постоянно и е между 3 и 3,5 милиона трой унции годишно. Производството на мини се увеличава с бързи темпове от 1980 г., достигайки около 9 милиона трой унции годишно през 1990 г. и надхвърляйки потреблението от 1986 г. Преди 1986 г. балансът на снабдяване се получава от вторични (скрап) източници и внос. Общото световно производство на злато се изчислява на около 3,4 милиарда трой унции, от които повече от две трети са добивани през последните 50 години. Около 45 процента от общото производство на злато в света е от района на Уитватерсранд в Южна Африка.

Най-голямата златна мина в Съединените щати е мина на Homestake в Lead, Южна Дакота. Тази мина, която е дълбока 8 000 фута, представлява почти 10 процента от общото производство на злато в Съединените щати от откриването си през 1876 г. Съчетава производство и запаси от около 40 милиона тройунции.

Разпространени депозити и странични продукти

През последните две десетилетия, нискокачествените разпространени златни находища придобиват все по-голямо значение. Над 75 такива находища са открити в Западните щати, най-вече в Невада. Първият основен производител от този тип е находището Карлин, което е открито през 1962 г. и е започнало производство през 1965 г. Оттогава в близост до Карлин са открити много повече находища, а сега районът на Карлин обхваща голям минен район със седем действащи открити ями, произвеждащи повече от 1 500 000 трой унции злато годишно.

Около 15 процента от добитото злато в Съединените щати идва от добив на други метални руди.Когато основни метали - такива като мед, олово и цинк - се отлагат във вени или като разпръснати минерални зърна, в тях обикновено се отлагат малки количества злато. Депозитите от този тип се добиват за преобладаващите метали, но златото се възстановява и като страничен продукт по време на преработката на рудата. Повечето странични продукти от злато са получени от порфирни находища, които са толкова големи, че макар да съдържат само малко количество злато на тон руда, се добива толкова много скала, че се добива значително количество злато. Най-големият единичен източник на страничен произход на злато в Съединените щати е порфирното находище в Bingham Canyon, Юта, което произвежда около 18 милиона трой унции злато от 1906 г.

Роля на геолог в проучването на златото

Геолозите изследват всички фактори, които контролират произхода и запълването на минерални находища, включително тези, съдържащи злато. В полето и в лабораторията се изучават магнитни и метаморфни скали, за да се разбере как са стигнали до сегашното си местоположение, как са кристализирали до твърда скала и как се образуват минерални разтвори. Проучвания на скални структури, като гънки, разломи, счупвания и стави, както и на въздействието на топлина и натиск върху скалите предполагат защо и къде са възникнали фрактури и къде могат да бъдат открити вени. Проучванията на атмосферните процеси и транспортирането на скални отпадъци по вода дават възможност на геолозите да предвидят най-вероятните места за образуване на залежи. Появата на злато не е капризна; присъствието му в различни скали и появата му при различни условия на околната среда следват природните закони. Тъй като геолозите увеличават знанията си за процесите на минерализиране, те подобряват способността си да намират злато.