Złoto nie powstaje współcześnie w ziemi. Jest pierwiastkiem, który trafił na Ziemię wraz z materią kosmiczną, a następnie został skoncentrowany przez procesy geologiczne. Dziś wydobywa się je z rud skalnych albo osadów rzecznych, a potem oddziela od skały mechanicznie, grawitacyjnie i chemicznie.
Gdzie w ziemi znajduje się złoto?
Złoto występuje w skorupie ziemskiej w bardzo różnej postaci. Może tworzyć widoczne samorodki i ziarna, ale w przemysłowych kopalniach częściej znajduje się w niewielkich ilościach w rudzie zawierającej kwarc, siarczki lub inne minerały. O opłacalności wydobycia decyduje nie sama obecność metalu, lecz jego koncentracja, głębokość zalegania i możliwość zastosowania technologii odzysku.
Wyróżnia się dwa podstawowe typy złóż:
- Złoża pierwotne znajdują się w skale macierzystej, najczęściej w żyłach kwarcowych i strukturach powstałych wskutek procesów hydrotermalnych.
- Złoża wtórne powstają po erozji skał. Woda przenosi ciężkie ziarna złota do rzek, żwirów i piasków aluwialnych, gdzie metal może się koncentrować.
Procesy hydrotermalne polegają na krążeniu gorących roztworów mineralnych w szczelinach skalnych. Płyny mogą rozpuszczać i transportować związki metali, a po zmianie temperatury, ciśnienia lub składu chemicznego złoto wytrąca się, tworząc żyły złotonośne. Erozja stopniowo niszczy takie skały, uwalniając metal i przenosząc go do osadów rzecznych.
Sam pierwiastek ma pochodzenie kosmiczne. Złoto powstało w ekstremalnych zjawiskach, między innymi podczas wybuchów supernowych i zderzeń gwiazd neutronowych. W czasie formowania Ziemi część ciężkich pierwiastków opadła w głąb planety, a złoto obecne w skorupie zostało później rozprowadzone i skoncentrowane przez procesy geologiczne.
Jakimi metodami wydobywa się złoto?
Metodę wybiera się przede wszystkim na podstawie położenia i budowy złoża. Złoto blisko powierzchni, występujące na dużym obszarze, może być pozyskiwane w kopalni odkrywkowej. Wąskie lub głębokie żyły wymagają dostępu podziemnego. Osady rzeczne eksploatuje się natomiast metodami aluwialnymi, wykorzystując różnicę gęstości między złotem a piaskiem.
| Metoda | Typ złoża | Zastosowanie |
|---|---|---|
| Odkrywkowa | Pierwotne, płytko zalegające | Usuwanie nadkładu i wydobywanie dużych ilości skały z rozległego wyrobiska |
| Głębinowa | Pierwotne, głębokie lub skupione w żyłach | Dostęp przez szyby, sztolnie i korytarze prowadzące do strefy rudonośnej |
| Aluwialna | Wtórne, rzeczne i osadowe | Płukanie, przesiewanie lub śluzowanie piasków i żwirów zawierających złoto |
W kopalni odkrywkowej najpierw usuwa się warstwy skał przykrywających złoże. Następnie skałę urabia się mechanicznie, a w razie potrzeby także za pomocą materiałów wybuchowych. Urobek trafia ciężarówkami lub przenośnikami do zakładu przeróbczego.
Wydobycie głębinowe wymaga wykonania szybów i sieci podziemnych wyrobisk. Złoże udostępnia się z powierzchni, a następnie wybiera rudę z określonych stref. Taki sposób ogranicza zakres prac na powierzchni, ale wiąże się z trudniejszym transportem, wentylacją, odwadnianiem i zabezpieczeniem wyrobisk.
W przypadku złota aluwialnego wykorzystuje się urządzenia, które pozwalają oddzielić ciężki metal od lżejszego materiału. Dawniej stosowano miskę do płukania, obecnie na większą skalę używa się między innymi sit, koryt i śluz. Metody te nie wymagają kruszenia litej skały, ponieważ proces erozji wykonał tę pracę wcześniej.
Co dzieje się z rudą po wydobyciu?
Wydobyta ruda złotonośna zwykle nie przypomina bryły czystego metalu. Zawiera złoto rozproszone w skale, dlatego musi zostać poddana przeróbce. Typowa ścieżka technologiczna wygląda następująco:
- Kruszenie i mielenie – duże fragmenty skały są rozdrabniane w kruszarkach, a następnie mielone. Celem jest uwolnienie ziaren złota z minerałów, z którymi są związane.
- Separacja grawitacyjna – wykorzystuje wysoką gęstość złota. Odpowiednio przygotowany materiał przepuszcza się przez urządzenia, w których cięższe ziarna opadają, a lżejsza skała jest odprowadzana.
- Separacja chemiczna – przy rudach o niskiej zawartości złota stosuje się często cyjanidację, czyli ługowanie w kontrolowanych warunkach. Złoto przechodzi do roztworu w postaci związku kompleksowego, a następnie jest z niego odzyskiwane.
- Odzysk i rafinacja – metal wytrąca się z roztworu albo odzyskuje elektrochemicznie, po czym poddaje przetopieniu i oczyszczaniu. Dopiero ten etap prowadzi do złota o wysokiej czystości.
Nie każda kopalnia stosuje identyczny układ technologiczny. Znaczenie ma mineralogia rudy, wielkość ziaren, obecność siarczków oraz zawartość innych metali. Separacja grawitacyjna może wystarczyć przy większych, wolnych ziarnach, ale złoto mikroskopijne, silnie związane ze skałą, wymaga zwykle ługowania lub wcześniejszego przygotowania koncentratu.
Cyjanidacja jest przemysłową metodą odzysku, ale wymaga szczelnych instalacji, kontroli roztworów i właściwego postępowania z pozostałościami. Nie należy utożsamiać jej z prostym płukaniem rudy. To etap zakładu metalurgicznego, prowadzony w warunkach określonych przez technologię i przepisy środowiskowe.
Jak długo trwa projekt wydobycia złota?
Nowoczesna kopalnia nie zaczyna pracy od samego wykopania skały. Projekt obejmuje kilka następujących po sobie etapów:
- poszukiwania geologiczne i pobieranie próbek,
- ocenę wielkości, jakości i głębokości złoża,
- wybór metody wydobycia oraz budowę infrastruktury,
- eksploatację kopalni i przeróbkę rudy,
- zamknięcie zakładu oraz rekultywację terenu.
Całość może trwać od kilkunastu do kilkudziesięciu lat. Złoże musi być nie tylko geologicznie rozpoznane, lecz także możliwe do eksploatacji przy akceptowalnych kosztach. Złoto może występować w skałach, ale jeśli jego koncentracja jest zbyt mała albo dostęp do niego wymaga nadmiernych nakładów, wydobycie nie będzie opłacalne.
Jaki wpływ na środowisko ma wydobycie złota?
Górnictwo złota zmienia krajobraz, zajmuje duże powierzchnie i może wymagać znacznych ilości wody. Problemy środowiskowe dotyczą także składowania odpadów przeróbczych, pylenia, zużycia energii oraz kontroli substancji wykorzystywanych w procesach chemicznych. Skala oddziaływania zależy od rodzaju złoża, metody wydobycia i standardów prowadzenia zakładu.
Rekultywacja powinna być uwzględniona już na etapie planowania. Po zakończeniu eksploatacji obejmuje między innymi zabezpieczenie wyrobisk, ukształtowanie terenu, ograniczenie odpływu zanieczyszczonej wody i odtworzenie roślinności. W Polsce złoto jest pozyskiwane także jako produkt uboczny przy wydobyciu i przerobie rud miedzi oraz srebra, między innymi w zakładach związanych z KGHM.
Wydobycie złota to zatem ciąg powiązanych etapów: rozpoznanie złoża, udostępnienie skały lub osadu, przeróbka rudy, separacja metalu i rafinacja. Ostateczna metoda zależy od tego, czy złoto znajduje się w pierwotnej żyle skalnej, czy w wtórnym osadzie rzecznym.
