Goud: Geschiedenis, Eigenschappen, Mijnbouw en Toekomstige Toepassingen

Achtergrond

Goud, met zijn onmiskenbare gele kleur, is een van de oudste metalen van de mensheid. Archeologische bewijzen tonen aan dat Neolithische mensen goud uit rivierbedden wonnen, terwijl de vroegste gedocumenteerde mijnbouw teruggaat tot 3500 v.Chr. toen Egyptenaren en Soemeren sieraden, religieuze artefacten en bekers uit het metaal maakten.

Gouds combinatie van schoonheid en fysieke veerkracht heeft het een gewilde hulpbron gemaakt voor millennia, vaak conflict en avontuur ontlokkend – van de ondergang van de Azteekse en Incase rijkdom tot de goudkoorts die de Amerikaanse grens herschuf.

De ter wereld grootste goudreserve ligt in Zuid-Afrika's Precambriese Witwatersrand Conglomeraat – een enorme, multi-mijl diepe afzetting die goed is voor ongeveer twee-derde van de wereldproductie. Grote producenten zijn ook Australië, de voormalige Sovjet-Unie, en de Verenigde Staten, waar goud wordt gemijnd in Arizona, Californië, Colorado, Montana, Nevada, Zuid-Dakota, en Washington.

Ongeveer 65% van verwerkt goud gaat naar de kunstsector, primair sieraden. Industriële toepassingen – elektrisch, elektronisch, en keramisch – vertegenwoordigen nu een geschatte 25% van de markt. Het overige goud wordt gevormd tot "purper van Cassius", een robijn-kleurig glas gebruikt op kantoorgebouw vensters om zomerhitte te reduceren, en spiegels voor ruimtevaart en elektronenmicroscopie die het infraroodspectrum reflecteren.

Fysische Kenmerken

Goud (chemisch symbool Au) is bekend om zijn smeedbaarheid, trekbaarheid, en weerstand tegen oxidatie. Smeedbaarheid stelt goud in staat om in bladen gehameerd te worden duizend keer dunner dan papier; deze bladen worden vervolgens gebruikt in infrarood-reflecterende coatings, tandvullingen, of geplateerde oppervlakken. Trekbaarheid stelt goud in staat om in fijn draad getrokken te worden, essentieel voor geïntegreerde schakeling verbindingen, orthodontische toepassingen, en zelfs straalmotorcomponenten.

Omdat goud relatief zacht is, wordt het meestal gelegeerd met zilver, koper, platina, of nikkel. Legeringen worden uitgedrukt in karaat; 24-karaats goud is zuiver, terwijl 18-karaats goud 18 delen goud tot 6 delen metaal bevat.

Winning en Raffinage

Gewoonlijk wordt goud in zuivere vorm gevonden, maar het kan ook herwonnen worden uit zilver, koper, lood, en zink. Hoewel zeewater sporen goud bevat, is de concentratie veel te laag om commercieel haalbaar te zijn. Het metaal komt in twee hoofdafzettingstypen voor: lood (ader) en placer. Extractiemethoden variëren dienovereenkomstig. Na mijnbouw wordt het erts gepulveriseerd en geraffineerd door een of meer van vier primaire processen: flotatie, amalgamatie, cyanidering, of koolstof-in-pulp.

Goud wordt over het algemeen in twee typen afzettingen gevonden: lood (ader) of placer afzettingen.

Mijnbouw

• In loodafzettingen is goud ingesloten in kwartsaderen binnen moederrots. Mijnwerkers boren, ontploffen, of schuppen om het erts te winnen, vaak diep ondergronds. Het erts wordt vervolgens getransporteerd naar een malerij voor raffinage.
• Placer afzettingen bevatten klonters en korrels die door water getransporteerd zijn en meestal gemengd zijn met zand of grind. Hydraulische mijnbouw, baggeren, en machinale schoping zijn de belangrijkste technieken, allen vertrouwend op zwaartekracht voor scheiding. Deze methoden worden steeds meer gereguleerd of verboden vanwege milieueffecten.

Malen

• Eenmaal gemijnd, wordt het erts gewassen en gemalen in kleinere fragmenten, typisch in een balmolen die staalballen gebruikt om het materiaal te pulveriseren.

Scheiden van het Goud uit het Erts

• Flotatie scheidt goud door een schuimmiddel en een collector toe te voegen die goud aan luchtbellen bindt, die dan naar het oppervlak stijgen voor afschuimen.
• Cyanidering lost goud op in een zwak cyanideoplossing, waarna zink wordt toegevoegd om het metaal te neerslaan. Het goud wordt door filtratie herwonnen.
• Amalgamatie omvat het passeren van erts over kwikbedekte platen om een goud-kwikamalgam te vormen; verwarmen van het amalgam vrijmaakt kwik, wat zuiver goud achterlaat.
• Koolstof-in-pulp gebruikt geactiveerd koolstof om goud te adsorberen uit een cyanide-behandelde pulp, daarna de koolstof in een verwarmde, kaustische oplossing te verwijderen.
• Smelten verhit goud met flux, wat verontreinigingen bindt en als slak opdrijft, het schone metaal latend solidificeren in gietvormen.

Flotatie, cyanidering, en de koolstof-in-pulp methode zijn 3 processen gebruikt om goud te raffineren. Ze kunnen alleen of in combinatie met elkaar gebruikt worden.

Twee andere methoden van goudraffinage zijn amalgamatie en smelten.

De Toekomst

Als een eindige hulpbron is gouds lange-termijn voorraad beperkt, toch blijft de vraag in sieraden en high-tech industrieën – met name elektronica – sterk. Recente vooruitgang richt zich op het winnen van goud uit sulfiderzen, traditioneel uitdagender dan oxide-erzen. Bioleaching, die bacteriën gebruikt om sulfidemineralen af te breken, heeft zich ontwikkeld als een kosteneffectieve en milieuvriendelijke methode.