Goud
Achtergrond
Goud, herkenbaar aan zijn geelachtige zweem, is een van de oudste metalen die door de mens worden gebruikt. Al in de Neolithische periode hebben mensen goud verzameld uit stroombeddingen, en de feitelijke winning van goud kan worden getraceerd tot 3500
De esthetische eigenschappen van goud in combinatie met de fysieke eigenschappen hebben het lange tijd tot een waardevol metaal gemaakt. Door de geschiedenis heen is goud vaak de oorzaak geweest van zowel conflicten als avontuur:de vernietiging van zowel de Azteekse als de Inca-beschavingen, bijvoorbeeld, en de vroege Amerikaanse goudkoorts naar Georgië, Californië en Alaska.
De grootste goudvoorraad is te vinden in Zuid-Afrika in het Precambrische Witwatersrand-conglomeraat. Deze afzetting van gouderts is honderden mijlen breed en meer dan twee mijl diep. Geschat wordt dat tweederde van het gewonnen goud uit Zuid-Afrika komt. Andere grote producenten van goud zijn Australië, de voormalige Sovjet-Unie en de Verenigde Staten (Arizona, Colorado, Californië, Montana, Nevada, South Dakota en Washington).
Ongeveer 65 procent van het verwerkte goud wordt gebruikt in de kunstindustrie, voornamelijk om sieraden te maken. Naast sieraden wordt goud ook gebruikt in de elektrische, elektronische en keramische industrie. Deze industriële toepassingen zijn de afgelopen jaren gegroeid en bezetten nu naar schatting 25 procent van de goudmarkt. Het resterende percentage gedolven goud wordt gebruikt om een soort robijnkleurig glas te maken genaamd paars van Cassius, dat wordt toegepast op ramen van kantoorgebouwen om de hitte in de zomer te verminderen, en op spiegels gebruikt in de ruimte en bij elektroscopie, zodat ze het infraroodspectrum reflecteren.
Fysieke eigenschappen
Goud, waarvan het chemische symbool Au, . is is kneedbaar, kneedbaar en sectiel, en zijn hoge thermische en elektrische geleidbaarheid evenals zijn weerstand tegen oxidatie maken het gebruik ervan ontelbaar. Kneedbaarheid is het vermogen van goud en andere metalen om tot dunne platen te worden geperst of gehamerd, 10 keer zo dun als een vel papier. Deze platen worden soms verdampt op glas voor infraroodreflectie, gevormd als vulling voor tanden of gebruikt als coating of beplating voor onderdelen. Het vermogen van goud om in dunne draad te worden getrokken (ductiliteit) maakt het mogelijk om het op circuits zoals transistors af te zetten en te gebruiken als een industriële soldeer- en soldeerlegering. Gouddraad wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt voor elektrische verbindingen met geïntegreerde schakelingen, voor orthodontische en prothetische apparaten en in straalmotoren fabricage.
Het enige nadeel van goud voor gebruik in de industrie is dat het een relatief zacht metaal is (sectiel). Om deze zwakte te bestrijden, wordt goud gewoonlijk gelegeerd met een ander lid van de metaalfamilie, zoals zilver, koper, platina of nikkel. Goudlegeringen worden gemeten in karaat (karaat). Een karaat is een eenheid gelijk aan 1/24 deel puur goud in een legering. Dus 24-karaats (24K) goud is puur goud, terwijl 18-karaats goud 18 delen puur goud is voor 6 delen ander metaal.
Extractie en raffinage
Goud wordt meestal in zuivere staat aangetroffen; het kan echter ook worden gewonnen uit zilver, koper, lood en zink. Zeewater kan ook goud bevatten, maar in onvoldoende hoeveelheden om 
Goud wordt over het algemeen gevonden in twee soorten afzettingen:lode (ader) of placer-afzettingen. Het wordt meestal gewonnen uit lode-afzettingen door te boren of te blazen, terwijl placer-afzettingen hydraulische mijnbouw, baggeren of power shoveling vereisen. Eenmaal gewonnen, wordt het gouderts verpulverd om het voor te bereiden voor raffinage. winstgevend worden gewonnen - tot een veertigste (1/40) van een goudkorrel per ton water. Goud wordt over het algemeen gevonden in twee soorten deposito's:lode (ader) of placer-afzettingen; de mijnbouwtechniek die wordt gebruikt om het goud te winnen, hangt af van het type storting. Eenmaal geëxtraheerd, wordt het goud geraffineerd met een van de vier hoofdprocessen:flotatie, samensmelting, cyanidatie of koolstof-in-pulp. Elk proces is gebaseerd op het eerste malen van het gouderts, en er kunnen meer dan één proces worden gebruikt op dezelfde partij gouderts.
Mijnbouw
- 1 In lode- of aderafzettingen wordt het goud gemengd met een ander mineraal, vaak kwarts, in een ader die een spleet in de omringende rotsen heeft opgevuld. Goud wordt verkregen uit lode-afzettingen door de omringende rots te boren, te stralen of te scheppen.
Lodeafzettingen lopen vaak diep onder de grond. Om ondergronds te mijnen, graven mijnwerkers schachten in de grond langs de ader. Met behulp van pikhouwelen en kleine explosieven verwijderen ze vervolgens het gouderts uit de omringende rots. Het gouderts wordt vervolgens verzameld en naar een molen gebracht voor verfijning.
- 2 Placerafzettingen bevatten grote stukken gouderts (nuggets) en goudkorrels die stroomafwaarts van een lodeafzetting zijn gewassen en die meestal worden gemengd met zand of grind. De drie belangrijkste methoden die worden gebruikt om placerafzettingen te ontginnen, zijn hydraulische mijnbouw, baggeren en power shoveling. Alle methoden voor het delven van placer-afzettingen gebruiken zwaartekracht als de basissorteerkracht.
Bij de eerste methode gebruikt een machine die een "hydraulische reus" wordt genoemd, een hogedrukstroom van water om het gouderts van de oevers met het erts te slaan. Het gouderts wordt vervolgens weggespoeld in sluizen of troggen met groeven om het goud op te vangen.
Bij baggeren en power shoveling worden dezelfde technieken gebruikt, maar er wordt gewerkt met emmers of shovels van verschillende afmetingen. Bij het baggeren scheppen emmers op een transportband zand, grind en gouderts van de bodem van beekjes. Bij power shoveling werken enorme machines als schoppen en scheppen ze grote hoeveelheden goudhoudend zand en grind uit beekbeddingen.
Hydraulische mijnbouw en baggeren zijn in veel landen verboden omdat ze milieuvernietigend zijn voor zowel land als beken.
Malen
- 3 Zodra het gouderts is gedolven, wordt het meestal gewassen en gefilterd in de mijn als een voorbereidende verfijningstechniek. Het wordt vervolgens verscheept naar fabrieken, waar het eerst wordt gecombineerd met water en vermalen tot kleinere brokken. Het resulterende mengsel wordt vervolgens verder gemalen in een kogelmolen - een roterend cilindrisch vat dat stalen kogels gebruikt om het erts te verpulveren.
Het goud van het erts scheiden
- 4 Het goud wordt vervolgens op verschillende manieren van het erts gescheiden. Zweven omvat de scheiding van goud van zijn erts door bepaalde chemicaliën en lucht te gebruiken. Het fijngemalen erts wordt in een oplossing gedumpt
Floatation, cyanidation en de koolstof-in-pulp-methode zijn drie processen die worden gebruikt om goud te verfijnen. Ze kunnen alleen of in combinatie met elkaar worden gebruikt. dat een schuimmiddel bevat (dat ervoor zorgt dat het water gaat schuimen), een opvangmiddel (dat zich hecht aan het goud en een olieachtige film vormt die aan luchtbellen blijft plakken) en een mengsel van organische chemicaliën (die voorkomen dat de andere verontreinigingen zich ook hechten naar de luchtbellen). De oplossing wordt dan belucht - er worden luchtbellen ingeblazen - en het goud hecht zich aan de luchtbellen. De bubbels drijven naar de top en het goud wordt afgeroomd. Cyanidering omvat ook het gebruik van chemicaliën om het goud te scheiden van zijn verontreinigingen. Bij dit proces wordt het gemalen erts in een tank geplaatst die een zwakke oplossing van cyanide bevat. Vervolgens wordt zink aan de tank toegevoegd, waardoor een chemische reactie ontstaat waarbij het eindresultaat het neerslaan (afscheiden) van het goud uit het erts is. Het goudneerslag wordt vervolgens in een filterpers gescheiden van de cyanide-oplossing. Een vergelijkbare methode is samensmelting, die hetzelfde proces gebruikt met verschillende chemicaliën. Ten eerste voert een oplossing het gemalen erts over platen die bedekt zijn met kwik. Het kwik trekt het goud aan en vormt een legering die een amalgaam wordt genoemd. Het amalgaam wordt vervolgens verhit, waardoor het kwik als gas verdampt en het goud achterblijft. Het kwik wordt verzameld, gerecycled en opnieuw gebruikt in hetzelfde proces.
De koolstof-in-pulp methode maakt ook gebruik van cyanide, maar maakt gebruik van koolstof in plaats van zink om het goud neer te slaan. De eerste stap is om het gemalen erts te mengen met water om een pulp te vormen. Vervolgens wordt cyanide toegevoegd om het goud op te lossen en vervolgens wordt koolstof toegevoegd om het goud te binden. Nadat de koolstofdeeltjes uit de pulp zijn verwijderd, worden ze in een hete bijtende (corrosieve) koolstofoplossing geplaatst, die het goud van de koolstof scheidt.
Twee andere methoden van goudraffinage zijn samensmelting en smelten. Bij amalgamatie wordt het gouderts opgelost in een oplossing en over met kwik bedekte platen geleid om een goud/kwik-amalgaam te vormen. Bij verhitting van het amalgaam kookt het kwik als gas en blijft het goud achter.
Bij het smelten wordt het goud verwarmd met een chemische substantie die "flux" wordt genoemd. Het vloeimiddel bindt zich met de verontreinigingen en drijft op het goud. Het flux-verontreinigingsmengsel (slakken) wordt weggezogen, waarbij een goudprecipitaat achterblijft. - 5 Als het goud nog niet zuiver genoeg is, kan het worden gesmolten. Smelten omvat het verwarmen van het goud met een chemische stof genaamd flux. De flux bindt zich met de verontreinigingen en drijft bovenop het gesmolten goud. Het goud wordt vervolgens afgekoeld en in vormen uitgehard, en het vloeimiddel-verontreinigende mengsel (slak) wordt afgevoerd als vast afval.
De Toekomst
Omdat goud een eindige hulpbron is, is de toekomst op lange termijn beperkt. Op korte termijn zal het echter wijdverbreid gebruik blijven vinden in sieraden en in industriële toepassingen, vooral op het gebied van elektronica.
In de afgelopen jaren hebben verschillende bedrijven zich gericht op het winnen van goud uit sulfide-erts in plaats van oxide-erts. Eerdere technieken maakten een dergelijke extractie moeilijk en duur, maar een nieuwere techniek genaamd bioleaching extractie mogelijk heeft gemaakt. Het proces omvat het combineren van het sulfide-erts met speciale bacteriën die het erts "opeten" of afbreken tot een beter hanteerbare vorm.
Productieproces