Geologie

Zlato: Historie použití, těžba, průzkum, analýza a výroba

Posted on
Autor: Laura McKinney
Datum Vytvoření: 8 Duben 2021
Datum Aktualizace: 16 Smět 2024
Anonim
Zlato: Historie použití, těžba, průzkum, analýza a výroba - Geologie
Zlato: Historie použití, těžba, průzkum, analýza a výroba - Geologie

Obsah


Egyptské zlato: Řemeslníci starověkých civilizací používali zlato bohatě při zdobení hrobek a chrámů a v Egyptě byly nalezeny zlaté předměty vyrobené před více než 5 000 lety. Autorské právo na obrázky iStockphoto / Akhilesh Sharma.

Použití zlata ve starověkém světě

Zlato bylo mezi prvními těženými kovy, protože se běžně vyskytuje ve své původní podobě, to znamená, že není kombinováno s jinými prvky, protože je krásné a nezničitelné, a protože z něj lze vyrobit vynikající předměty. Řemeslníci starověkých civilizací používali zlato bohatě při zdobení hrobek a chrámů a v Egyptě byly nalezeny zlaté předměty vyrobené před více než 5 000 lety. Za zmínku stojí zejména zlaté předměty objevené Howardem Carterem a lordem Carnarvonem v roce 1922 v hrobce Tutanchamona. Tento mladý faraon vládl Egyptu ve 14. století B.C. Expozice některých z těchto položek, nazvaná „Poklady Tutanchamona“, přilákala během turné po Spojených státech v letech 1977–79 více než 6 milionů návštěvníků v šesti městech.


Hroby šlechticů ve starobylé Citadele v Mykénách poblíž Nauplionu v Řecku, které objevil Heinrich Schliemann v roce 1876, přinesly velké množství zlatých figurek, masek, šálků, diadémů a šperků a stovky ozdobených korálků a knoflíků. Tato elegantní umělecká díla byla vytvořena zručnými řemeslníky před více než 3 500 lety.




Starověké zlaté zdroje

Zdá se, že starověké civilizace získaly zásoby zlata z různých ložisek na Středním východě. Doly v oblasti Horního Nilu v blízkosti Rudého moře a v oblasti Núbijské pouště dodávaly hodně zlata používaného egyptskými faraony. Když tyto doly již nemohly uspokojit své požadavky, byly využity ložiska jinde, možná v Jemenu a jižní Africe.

Řemeslníci v Mezopotámii a Palestině pravděpodobně získali své zásoby z Egypta a Arábie. Nedávné studie dolu Mahd adh Dhahab (což znamená „Cradle of Gold“) v současném království Saúdské Arábie ukazují, že zlato, stříbro a měď byly z této oblasti získány za vlády krále Šalamouna (961–922 př. Nl).


Zlato v aztéckých a inckých pokladnách v Mexiku a Peru věřilo, že pocházelo z Kolumbie, i když některé byly nepochybně získány z jiných zdrojů. Conquistadores drancovali poklady těchto civilizací během jejich zkoumání Nového světa, a mnoho zlatých a stříbrných předmětů bylo roztaveno a vhozeno do mincí a barů, ničit neocenitelné artefakty indické kultury.

Zlatá mince: Jako vysoce ceněný kov bylo zlato používáno jako finanční standard a bylo používáno při ražení mincí po tisíce let. Spojené státy deset zlatých mincí dolaru z roku 1850. Autorská práva na obrázky iStockphoto / Brandon Laufenberg.

Zlato jako médium výměny

Národy světa dnes používají zlato jako prostředek směny v peněžních transakcích. Velká část zásob zlata Spojených států je uložena v trezoru depozitáře Fort Knox Bullion Depository. Depozitář, který se nachází asi 30 km jihozápadně od Louisville, Kentucky, je pod dohledem ředitele mincovny.

Zlato v depozitáři se skládá z tyčí o velikosti obyčejných stavebních cihel (7 x 3 5/8 x 1 3/4 palce), které váží asi 27,5 liber (asi 400 trojských uncí; 1 trojská unce se rovná asi 1,1 avoirdupois uncí). Jsou uloženy bez obalů v komorách trezoru.

Kromě peněžního použití se zlato, stejně jako stříbro, používá v klenotnictví a spojeneckém zboží, elektrotechnických aplikacích, stomatologii, v leteckém a leteckém průmyslu, v umění a v lékařských a chemických oborech.



Zlatá horečka: Objev zlata spustil četné zlaté horečky ve Spojených státech a po celém světě. Autorské právo na obrázky iStockphoto / Duncan Walker.

Regulace a variabilita ceny zlata

Změny v poptávce po zlatě a nabídce z domácích dolů v posledních dvou desetiletích odrážejí změny cen. Poté, co USA v roce 1971 deregulovaly zlato, se cena výrazně zvýšila a v roce 1980 krátce dosáhla více než 800 dolarů za trojskou unci. Od roku 1980 cena zůstala v rozmezí 320 až 460 USD za trojskou unci. Rychle rostoucí ceny sedmdesátých let povzbudily jak zkušené průzkumníky, tak amatérské prospektory, aby obnovili své hledání zlata. V důsledku jejich úsilí se v 80. letech otevřelo mnoho nových dolů, což značně přispělo k rozšíření produkce zlata. Prudký pokles spotřeby v letech 1974 a 1980 byl důsledkem snížené poptávky po špercích (hlavní využití kovového zlata) a investičních produktech, což odráželo rychlý nárůst cen v těchto letech.

Zlaté nugety: Malé nugety ze zlata získané rýžováním. Prospektoři pracovali na sedimentech proudů, aby našli drobné nugety, které by prodali nebo vyměnili za zásoby.

Vlastnosti zlata

Zlato se nazývá „ušlechtilý“ kov (alchymistický termín), protože za normálních podmínek neoxiduje. Jeho chemický symbol Au je odvozen z latinského slova „aurum“. V čisté formě má zlato kovový lesk a je světle žluté, ale směsi jiných kovů, jako je stříbro, měď, nikl, platina, palladium, tellur a železo, se zlatem vytvářejí různé barevné odstíny od stříbro-bílé po zelenou a oranžová červená.

Čisté zlato je relativně měkké - má tvrdost penny. Je to nejkujnější a tvárná z kovů. Měrná hmotnost nebo hustota čistého zlata je 19,3 ve srovnání s 14,0 pro rtuť a 11,4 pro olovo.

Znečištěné zlato, jak se běžně vyskytuje v ložiscích, má hustotu 16 až 18, zatímco související odpadní hornina (ganga) má hustotu asi 2,5. Rozdíl v hustotě umožňuje koncentraci zlata gravitací a umožňuje oddělení zlata od hlíny, bahna, písku a štěrku různými míchacími a sběrnými zařízeními, jako je zlatá pánev, houpačka a stavidlo.

Zlatý důl Nevada: Fortitude Mine v Nevadě vyprodukoval asi 2 miliony uncí zlata z ložiska lodě mezi lety 1984 a 1993. Obrázek USGS.

Zlatý Amalgam

Rtuť (quicksilver) má chemickou afinitu ke zlatu. Když se rtuť přidává do zlata nesoucího materiálu, tvoří dva kovy amalgám. Rtuť je později oddělena od amalgámu pomocí výplaty. Těžba zlata a jiných drahých kovů z jejich rud zpracováním rtutí se nazývá amalgamace. Zlato se rozpustí v aqua regia, směsi kyseliny chlorovodíkové a dusičné a v kyanidu sodném nebo draselném. Druhé rozpouštědlo je základem pro kyanidový proces, který se používá k získávání zlata z rudy nízké kvality.

Hydraulická těžba hoblin v důlní ztracené kuřecí kopci, poblíž kuře, Aljaška. Firehose odstřeluje sediment výchozem, odplavuje písek, jíl, štěrk a zlaté částice. Materiál je potom zpracován pro odstranění zlata. USGS obrázek.

Čistota, Karáty a Trójské unce

Stupeň čistoty přírodního zlata, drahých kovů (prutů nebo ingotů nerafinovaného zlata) a rafinovaného zlata je uveden v obsahu zlata. „Ryzost“ definuje obsah zlata v částech na tisíc. Například zlatá nugeta obsahující 885 dílů čistého zlata a 115 dílů jiných kovů, jako je stříbro a měď, by byla považována za jemnou 885. „Karat“ označuje podíl pevného zlata ve slitině na základě celkem 24 dílů. 14-karátové (14K) zlato tedy označuje složení 14 dílů zlata a 10 dílů jiných kovů. Mimochodem, 14K zlato se běžně používá ve výrobě šperků. „Karat“ by se neměl zaměňovat s „karátem“, jednotkou hmotnosti používanou pro drahé kameny.

Základní jednotkou hmotnosti používanou při obchodování se zlatem je trojská unce. Jedna trojská unce se rovná 20 trojnásobkům hmotnosti. V klenotnickém průmyslu je společnou měrnou jednotkou pennyweight (dwt.), Což odpovídá 1,555 gramům.

Termín "zlatem plněné" se používá k popisu šperků vyrobených z obecných kovů, které jsou pokryty na jednom nebo více površích vrstvou slitiny zlata. Značku kvality lze použít k zobrazení množství a jemnosti zlaté slitiny. Ve Spojených státech amerických nesmí být na jakémkoli známku kvality připevněn žádný výrobek, který má povlak ze slitiny zlata méně než 10 karátů. V některých zemích jsou povoleny nižší limity.

Žádný předmět, který má podíl slitiny zlata menší než jedna dvacetina hmotnosti, nesmí být označen jako „vyplněný zlatem“, ale předměty mohou být označeny jako „válcovaná zlatá deska“ za předpokladu, že jsou také uvedena poměrná frakce a jemnost. Galvanicky pokovené klenoty nesoucí zlato na významných povrchech alespoň 7 milióntin palce (0,18 mikrometrů) mohou být označeny jako „galvanicky pokovené“. Tloušťky potahu menší, než je tato, mohou být označeny jako „zlato blýskané“ nebo „zlato prané“.

Zlatý propust: Přenosný zlatý propust. Horníci umístí propust do proudu a vypouštějí sedimenty do proti proudu. Proud dopravuje sedimenty přes stavidlo a těžké částice zlata se ukládají do stavidla. Jeden horník dokáže zpracovat mnohem více sedimentu stavidlem než zlatou pánví. Autorské právo na obrázky iStockphoto / LeeAnn Townsend.

Tvorba primárních vkladů zlata - Lode Gold

Zlato je na Zemi relativně vzácné, ale vyskytuje se v mnoha různých druzích hornin a v mnoha různých geologických prostředích. Ačkoli vzácné, zlato je koncentrováno geologickými procesy k vytvoření komerčních ložisek dvou hlavních typů: Lodní (primární) ložiska a placerová (sekundární) ložiska.

Lode vklady jsou terčem pro „hardrockového“ prospektora hledajícího zlato v místě jeho depozice z mineralizačních řešení. Geologové navrhli různé hypotézy, aby vysvětlili zdroj řešení, ze kterých jsou minerální složky vysráženy v ložiskách lodě.

Jedna široce přijímaná hypotéza navrhuje, že mnoho ložisek zlata, zejména těch nalezených v vyvřelých a sedimentárních horninách, se vytvořilo z cirkulujících podzemních vod vedených teplem z těl magmatu (roztavené horniny) pronikajících do zemské kůry ve vzdálenosti asi 2 až 5 mil od povrchu. Aktivní geotermální systémy, které jsou využívány v některých částech Spojených států pro přírodní horkou vodu a páru, poskytují moderní analogický systém pro tyto systémy ukládání zlata. Většina vody v geotermálních systémech vzniká jako srážky, které se pohybují směrem dolů skrze zlomeniny a propustné lože v chladnějších částech kůry a jsou odváděny laterálně do oblastí vyhřívaných magmatem, kde jsou vedeny nahoru zlomeninami. Jak se voda zahřívá, rozpouští kovy z okolních hornin. Když ohřátá voda dosáhne chladnějších hornin v mělkých hloubkách, kovové minerály se vysráží a vytvoří žíly nebo přikrývky rudných těl.

Další hypotéza naznačuje, že zlatonosná řešení mohou být vypuzována z magmatu, protože se chladí, čímž se při přechodu do chladnějších okolních hornin vysrážejí rudné materiály. Tato hypotéza je aplikována zejména na ložiska zlata umístěná v nebo poblíž masy granitické horniny, které představují ztuhlé magma.

Třetí hypotéza je aplikována hlavně na zlatonosné žíly v metamorfovaných horninách, které se vyskytují v horských pásech na kontinentálních okrajích. V horském procesu mohou být sedimentární a vulkanické horniny hluboce pohřbeny nebo strženy pod okrajem kontinentu, kde jsou vystaveny vysokým teplotám a tlakům, což vede k chemickým reakcím, které mění horniny na nové minerální agregáty (metamorfismus). Tato hypotéza naznačuje, že voda je vytlačována z hornin a migruje směrem vzhůru, čímž dochází ke snižování rudních materiálů při snižování tlaku a teplot. Předpokládá se, že rudné kovy pocházejí z hornin podstupujících aktivní metamorfismus.

Primárním zájmem prospektora nebo horníka, který má zájem o ložisko zlata v lodi, je stanovení průměrného obsahu zlata (tenor) na tunu mineralizované horniny a velikosti ložiska. Z těchto údajů lze odhadnout hodnotu vkladů. Jednou z nejčastěji používaných metod pro stanovení obsahu zlata a stříbra v mineralizovaných horninách je zkouška ohněm. Výsledky se uvádějí jako trojská unce zlata nebo stříbra nebo oboje na krátkou avoirdupois tunu rudy nebo jako gramy na metrickou tunu rudy.

Zlatý bagr: Potápěč vysává sediment, který má být zpracován přenosným zlatým bagrem. Potápěčské vybavení umožňuje prospektorovi pečlivě získat přístup k prasklinám a trhlinám na dně potoka, kde by se mohly ukládat zlaté nugety. Autorské právo na obrázky iStockphoto / Gary Ferguson.

Koncentrace zlata v placerových vkladech

Rýžová ložiska představují koncentrace zlata odvozené z ložisek cévy erozí, rozpadem nebo rozkladem obklopující horniny a následnou koncentrací pomocí gravitace.

Zlato je extrémně odolné vůči povětrnostním vlivům a po osvobození od obklopujících hornin se nese po proudu jako kovové částice skládající se z „prachu“, vloček, zrn nebo nuget. Částice zlata v depozicích proudu jsou často soustředěny na podloží nebo v jeho blízkosti, protože se pohybují směrem dolů během období vysoké vody, kdy je celé zatížení pískem, štěrkem a balvany rozrušeno a pohybuje se po proudu. Jemné částice zlata se shromažďují v prohlubních nebo v kapsách v písku a štěrku, kde proud proudu klesá. Koncentrace zlata ve štěrku se nazývají „výplatní pásy“.

Zlatá myčka nádobí: Přenosná suchá pračka používaná k třídění zlatých nuggetů z půdy, kde není k dispozici voda. Půda je odhozena do horní pánve a protřepává se spodní pánví. Těžké zlaté nugety jsou mechanicky odděleny od lehčích materiálů. Autorské právo na obrázky iStockphoto / Arturo M. Enriquez.

Vyhlídky na placerové vklady

V zemi nesoucí zlato hledači hledají zlato, kde se nahromadily hrubé písky a štěrk a kde se „černé písky“ koncentrovaly a usadily se zlatem. Magnetit je nejběžnějším minerálem v černých pískech, ale mohou být přítomny i jiné těžké minerály, jako je kasiterit, monazit, ilmenit, chromit, kovy skupiny platiny a některé drahé kameny.

Rýžová ložiska se během dějin Země formovala stejným způsobem. Procesy zvětrávání a eroze vytvářejí povrchové štěrbiny, které mohou být pohřbeny pod troskami. Ačkoli se tyto „fosilní“ štěrky následně stmelují do tvrdých hornin, tvar a vlastnosti starých říčních kanálů jsou stále rozeznatelné.

Zlaté knihy a rýžovací materiál



Hledáte zlato? Máme více než 50 různých zlatých knih a zlatých map, které ukazují, kde bylo zlato v minulosti nalezeno, a poskytují instrukce o metodách průzkumu zlata. K dispozici jsou také zlaté pánve v různých velikostech a sady pro rýžování zlata, které obsahují vše, co budete potřebovat.

Zdarma Gold Assay

Obsah získatelného volného zlata v ložiskách štukatur je stanoven metodou stanovení volného zlata, která zahrnuje sloučení koncentrátu obsahujícího zlato odebraného bagrováním, hydraulickou těžbou nebo jinými operacemi těžby štěrkopísků. V období, kdy byla cena zlata fixována, bylo běžnou praxí uvádět výsledky testu jako hodnotu zlata (v centech nebo dolarech) obsaženého v krychlovém dvoře materiálu. Nyní jsou výsledky uváděny v gramech na krychlový yard nebo gramech na krychlový metr.

Na základě laboratorního výzkumu vyvinul americký geologický průzkum nové metody pro stanovení obsahu zlata v horninách a půdách zemské kůry. Tyto metody, které detekují a měří množství dalších prvků i zlata, zahrnují atomovou absorpční spektrometrii, aktivaci neutronů a indukčně vázanou plazmaticko-atomovou emisní spektrometrii. Tyto metody umožňují rychlé a extrémně citlivé analýzy velkého počtu vzorků.

Rané nálezy a produkce zlata

Zlato bylo vyráběno v jižní Appalachianské oblasti již v roce 1792 a snad již v roce 1775 v jižní Kalifornii. Objev zlata v Sutters Mill v Kalifornii podnítil zlatou nával v letech 1849-50 a stovky těžebních táborů k životu vyrostly, když byly objeveny nové ložiska. Produkce zlata se rychle zvýšila. Vklady v okresech Mother Lode a Grass Valley v Kalifornii a Comstock Lode v Nevadě byly objeveny v 60. letech 20. století a vklady Cripple Creek v Coloradu začaly vyrábět zlato v roce 1892. V roce 1905 se v Nevadě a na aljašské rýžovce objevily vklady Tonopah a Goldfield v Nevadě. byly objeveny vklady a americká produkce zlata poprvé překročila 4 miliony trojských uncí ročně - úroveň byla udržována až do roku 1917.

Během první světové války a několik let poté roční produkce klesla na přibližně 2 miliony uncí. Když cena zlata v roce 1934 vzrostla z 20,67 USD na 35 USD za unci, výroba se v roce 1937 rychle zvýšila a opět překročila úroveň 4 milionů uncí. Krátce po zahájení druhé světové války byly zlaté válečné rady uzavřeny Radou pro válečnou výrobu a dovoleno znovu otevřít až do roku 1945.

Od konce druhé světové války do roku 1983 domácí těžba zlata nepřekročila 2 miliony uncí ročně. Od roku 1985 se roční produkce každoročně zvýšila o 1 milion na 1,5 milionu uncí. Do konce roku 1989 dosáhla kumulativní produkce z vkladů ve Spojených státech od roku 1792 363 milionů uncí.

Spotřeba zlata

Spotřeba zlata ve Spojených státech se pohybovala od asi 6 milionů do více než 7 milionů uncí za rok od roku 1969 do roku 1973 a od asi 4 milionů do 5 milionů uncí za rok od roku 1974 do roku 1979, zatímco během sedmdesátých let byla roční produkce zlata od domácích dolů se pohybovala od asi 1 milionu do 1,75 milionu trojských uncí. Od roku 1980 je spotřeba zlata téměř konstantní při 3 až 3,5 milionu trojských uncí ročně. Těžba nerostných surovin se od roku 1980 zvyšovala rychleji, v roce 1990 dosáhla asi 9 milionů trójských uncí ročně a od roku 1986 převyšovala spotřebu. Před rokem 1986 byla bilance dodávek získána ze sekundárních (šrotových) zdrojů a z dovozu. Celková světová produkce zlata se odhaduje na 3,4 miliard trojských uncí, z nichž více než dvě třetiny se těžily v posledních 50 letech. Asi 45 procent světové produkce zlata pochází z okresu Witwatersrand v Jižní Africe.

Největší zlatý důl ve Spojených státech je důl Homestake ve společnosti Lead v Jižní Dakotě. Tento důl, který je hluboký 8 000 stop, představoval od svého otevření v roce 1876 téměř 10 procent celkové výroby zlata ve Spojených státech. Spojil výrobu a zásoby asi 40 milionů trojských uncí.

Diseminované vklady a vedlejší produktové zlato

V posledních dvou desetiletích nabývalo na důležitosti stále více rozšířených ložisek zlata nízké kvality. V západních státech, většinou v Nevadě, bylo nalezeno více než 75 takových ložisek. Prvním významným výrobcem tohoto typu bylo ložisko Carlin, které bylo objeveno v roce 1962 a začalo s výrobou v roce 1965. Od té doby bylo objeveno mnoho dalších ložisek v okolí Carlin a oblast Carlin nyní zahrnuje hlavní těžební okres se sedmi provozními otevřené jámy produkující více než 1 500 000 trojských uncí zlata ročně.

Asi 15 procent zlata vyprodukovaného ve Spojených státech pochází z těžby jiných kovových rud.Tam, kde se ukládají základní kovy - například měď, olovo a zinek - buď v žilách nebo jako rozptýlená minerální zrna, obvykle se u nich ukládají menší množství zlata. Vklady tohoto typu se těží z převládajících kovů, ale zlato se získává také jako vedlejší produkt při zpracování rudy. Většina vedlejšího zlata pochází z ložisek porfyrů, které jsou tak velké, že i když obsahují pouze malé množství zlata na tunu rudy, těží se tolik horniny, že se získá značné množství zlata. Největším jediným zdrojem vedlejšího zlata ve Spojených státech je depozit porfyrů v kaňonu Bingham v Utahu, který od roku 1906 vyrobil asi 18 milionů trojských uncí zlata.

Role geologa v průzkumu zlata

Geologové zkoumají všechny faktory, které kontrolují původ a umístění nerostných ložisek, včetně těch, které obsahují zlato. V terénu a v laboratoři se studují Igneous a metamorfované horniny, aby porozuměli tomu, jak přišli na své současné místo, jak krystalizovali na pevný kámen a jak se v nich vytvořily minerální roztoky. Studie horninových struktur, jako jsou záhyby, poruchy, zlomeniny a klouby, a účinků tepla a tlaku na horniny naznačují, proč a kde došlo ke zlomeninám a kde by mohly být nalezeny žíly. Studie povětrnostních procesů a transportu úlomků hornin vodou umožňují geologům předpovídat nejpravděpodobnější místa pro tvorbu štěrbin. Výskyt zlata není rozmarný; její přítomnost v různých horninách a její výskyt za různých podmínek prostředí se řídí přírodními zákony. Jak geologové zvyšují své znalosti o mineralizačních procesech, zlepšují jejich schopnost najít zlato.