Как золото прошло путь от звездной пыли до главного драгоценного металла

Золото есть не только в обручальных кольцах и красивых колье, оно окружает нас повсюду: от смартфонов до космических телескопов. Но какой путь проходит этот драгоценный металл, прежде чем оказаться в слитке или микросхеме? Вместе с телеканалом «Наука» в проекте “Путь золота” проследим историю золота от момента его рождения во Вселенной до современных технологий аффинажа и применения в повседневной жизни.

Истоки в небе

При столкновении нейтронных звезд вырывается мощный поток плазмы, который выносит в мировое пространство тяжелые элементы, включая золото. Со временем вещество смешивается с межзвездным газом и пылью. Сжимаясь, внутри такого обогащённого участка загорается новая звезда, а вокруг нее остается газопылевой диск, чьи частицы пыли сталкиваются, слипаются и постепенно превращаются в зародыши планет. Примерно так 4,5 миллиарда лет назад появилась и Земля. 

Изначально планета была раскаленным шаром, где тяжелые элементы тонули и стекали в центр. Золото относится к сидерофильным элементам – оно «любит» железо и легко смешивается с ним в расплаве. Из-за высокой плотности золото опустилось вглубь, к центру Земли. Сегодня внешнее ядро начинается на глубине 2980 километров и тянется до отметки в 5150 километров. Именно там находятся 99% всего золота планеты. 

Фото: Freepik

По оценкам, в ядре Земли находится 1 квадриллион 600 триллионов тонн драгоценного металла, что равно 200000 тонн золота на каждого человека планеты. 

Золотые жилы и фортуна

Открытие первого коренного золоторудного месторождения в России приходится на 1745 год. Оно было найдено на Урале, недалеко от деревни Березовка, местным крестьянином Ерофеем Марковым. Спустя несколько лет на этом месте заложили золотой рудник. Такие шахты, построенные наудачу, назывались «дикими кошками», потому что никто не знал – окупится оно или нет.

Сегодня даже опытный горняк не скажет на глаз, есть ли золото в породе. Специалисты оценивают геологическую карту, ища древние тектонические разломы. На данный момент самым крупным месторождением золота в России является месторождение Сухой Лог в Иркутске, открытое благодаря геохимической аномалии.

Взрывчатка на месте и биология извлечения

Для добычи руды используются взрывные работы. На один взрыв уходит почти шесть тонн эмульсионной взрывчатки, которую производят рядом с карьером. После взрыва экскаваторы грузят руду в самосвалы. На золотоизвлекательной фабрике огромная дробилка раскалывает глыбы, а затем руда поступает на измельчение в мельницы. Внутри них стальные шары диаметром от 40 до 100 миллиметров бьют по породе, превращая ее в пыль. Смешанный с водой порошок называется пульпой.

Процесс обогащения начинается с гравитации, позволяющей выделить до 30% золота. Далее – цианирование: пульпу смешивают с раствором цианида натрия, однако существует «упорное золото», заключенное в сульфидах. Для его извлечения используются три метода: обжиг, автоклавное выщелачивание и биологический метод, где бактерии перерабатывают сульфиды. Золото из раствора извлекают методом сорбции с помощью активированного угля, сделанного из скорлупы кокосов, поскольку она куда более прочная и почти не крошится.

Кристаллы золотаФото: Wikimedia Commons

Заветные четыре девятки

Полученный на фабрике слиток «доре» весит около 12 килограммов и содержит примерно 85% золота. Для получения чистого металла проводится аффинаж с помощью хлорирования и вакуумной дистилляции. Во втором случае слиток нагревают до 1400 градусов в разреженной атмосфере. Примеси испаряются и конденсируются, а золото остается в расплаве. Полученный слиток растачивают в стружку для увеличения площади контакта с реактивом, затем растворяют. Золото осаждают из раствора в виде порошка, плавят в индукционной печи при температуре 1350-1450 градусов для лучшей текучести и разливают в изложницы.

Готовые слитки взвешивают с точностью до сотой грамма и маркируют, оставляя на слитке номер, пробу, массу, логотип, марку металла, страну и год производства. Чистота финального продукта достигает невероятных 99,99%.

Фото: Freepik

Удобство в гранулах

Для технических целей золото гораздо удобнее выпускать не в слитках, а в виде мелких гранул. Чтобы их получить, на этапе плавки золото выливают через специальную решетку в ванную с холодной водой. Там струя распадается на множество мелких капель, которые тут же застывают. Потом их собирают, сушат и получают гранулированное золото, что активно используется в производстве электроники. 

Золотая весточка человечества с музыкой Баха

Золото обладает уникальной отражательной способностью. Полированным, оно отражает до 98% теплового потока. В суперкарах стенки моторного отсека обклеивают золотой пленкой для защиты от перегрева. В космосе визоры скафандров покрывают золотым напылением, чтобы защитить космонавтов от жесткого солнечного излучения. Зеркала самого дорогого космического телескопа «Джеймс Уэбб» покрыты слоем золота толщиной около 100 нанометров – это позволяет отражать до 99% инфракрасных волн и изучать далекие галактики.

Инженеры чистят испытательное зеркало телескопа «Джеймс Уэбб», покрытое золотом, 2015 годФото: Wikimedia Commons

В 1988 году в космос была отправлена золотая пластинка со звуками Земли и приветствиями на 55 языках. Золото выбрали потому, что это невероятно живучий материал, способный просуществовать миллионы лет. Так люди хотели установить контакт с инопланетной жизнью, добавив помимо «Здравствуйте!» и «Hello!» музыку Иоганна Себастьяна Баха. И хоть вероятность того, что представители внеземной цивилизации послушают ее невелика, золото продолжат использовать в других космических проектах, поскольку человечество пока не нашло ему достойной альтернативы. 

Золотая пластинка с композициями и звуками ЗемлиФото: Wikimedia Commons

В отеле был пол из чистого золота, но теперь он разобран и продан

Источник