Adaptiert aus der 3. Auflage, Enzyklopädie des Arbeitsschutzes.
Goldabbau wird im kleinen Maßstab von einzelnen Prospektoren (z. B. in China und Brasilien) und im großen Maßstab in Untertageminen (z. B. in Südafrika) und im Tagebau (z. B. in den Vereinigten Staaten) durchgeführt.
Die einfachste Methode der Goldgewinnung ist das Panning, bei dem eine runde Schale mit goldhaltigem Sand oder Kies gefüllt, unter einen Wasserstrahl gehalten und verwirbelt wird. Der hellere Sand und Kies werden allmählich abgewaschen, wobei die Goldpartikel in der Nähe der Pfannenmitte zurückbleiben. Fortgeschrittenerer hydraulischer Goldabbau besteht darin, einen starken Wasserstrahl gegen den goldhaltigen Kies oder Sand zu richten. Dieser zerkleinert das Material und wäscht es durch spezielle Schleusen weg, in denen sich das Gold absetzt, während der leichtere Kies abgeschwommen wird. Für den Flussabbau werden Elevatorbagger verwendet, die aus Booten mit flachem Boden bestehen, die mit einer Kette kleiner Eimer Material vom Flussboden aufnehmen und in einen Siebbehälter (Trommel) entleeren. Das Material wird in der Trommel gedreht, während Wasser darauf gerichtet wird. Der goldhaltige Sand sinkt durch Perforationen in der Trommel und fällt zur weiteren Konzentration auf Rütteltische.
Es gibt zwei Hauptmethoden für die Gewinnung von Gold aus Erz. Dies sind die Prozesse von Verschmelzung und Zyanidierung. Der Amalgamierungsprozess basiert auf der Fähigkeit von Gold, sich mit metallischem Quecksilber zu legieren, um Amalgame unterschiedlicher Konsistenz zu bilden, von fest bis flüssig. Durch Abdestillieren des Quecksilbers lässt sich das Gold recht einfach aus dem Amalgam entfernen. Bei der internen Amalgamierung wird das Gold gleichzeitig mit dem Brechen des Erzes in der Brechanlage getrennt. Das aus der Apparatur entnommene Amalgam wird in speziellen Becken mit Wasser von Beimischungen freigewaschen. Anschließend wird das restliche Quecksilber aus dem Amalgam herausgepresst. Bei der externen Amalgamierung wird das Gold außerhalb des Zerkleinerungsapparates in Amalgamatoren oder Schleusen (ein mit Kupferblechen bedeckter geneigter Tisch) abgetrennt. Bevor das Amalgam entfernt wird, wird frisches Quecksilber hinzugefügt. Das gereinigte und gewaschene Amalgam wird dann gepresst. Bei beiden Verfahren wird das Quecksilber durch Destillation aus dem Amalgam entfernt. Der Verschmelzungsprozess ist heute aus Umweltgründen selten, außer im Kleinbergbau.
Die Gewinnung von Gold mittels Cyanidierung beruht auf der Fähigkeit von Gold, ein stabiles wasserlösliches Doppelsalz KAu(CN) zu bilden2 in Kombination mit Kaliumcyanid in Verbindung mit Sauerstoff. Der beim Zerkleinern von Golderz anfallende Brei besteht aus größeren kristallinen Partikeln, bekannt als Sande, und kleineren amorphen Partikeln, bekannt als Schlick. Der Sand, der schwerer ist, lagert sich am Boden der Vorrichtung ab und lässt Lösungen (einschließlich Schlick) passieren. Der Goldextraktionsprozess besteht darin, fein gemahlenes Erz in eine Laugungswanne zu leiten und eine Lösung aus Kalium- oder Natriumcyanid dadurch zu filtern. Der Schlick wird durch Zugabe von Verdickungsmitteln und durch Vakuumfiltration von den Goldcyanidlösungen getrennt. Die Haufenlaugung, bei der die Cyanidlösung über einen eingeebneten Haufen aus grob zerkleinertem Erz gegossen wird, wird immer beliebter, insbesondere bei Erzen mit niedrigem Gehalt und Minenrückständen. In beiden Fällen wird das Gold durch Zugabe von Aluminium- oder Zinkstaub aus der Goldcyanidlösung zurückgewonnen. In einem separaten Arbeitsgang wird konzentrierte Säure in einen Aufschlussreaktor gegeben, um das Zink oder Aluminium aufzulösen, wobei das feste Gold zurückbleibt.
Unter dem Einfluss von Kohlensäure, Wasser und Luft sowie den im Erz vorhandenen Säuren zersetzen sich die Cyanidlösungen und geben Blausäuregas ab. Um dies zu verhindern, wird Alkali zugesetzt (Kalk oder Natronlauge). Cyanwasserstoff entsteht auch, wenn die Säure zum Auflösen des Aluminiums oder Zinks zugegeben wird.
Eine andere Cyanidierungstechnik beinhaltet die Verwendung von Aktivkohle, um das Gold zu entfernen. Der Goldcyanidlösung werden vor dem Aufschlämmen mit Aktivkohle Verdickungsmittel zugesetzt, um die Aktivkohle in Schwebe zu halten. Die goldhaltige Holzkohle wird durch Sieben entfernt und das Gold mit konzentriertem alkalischem Cyanid in alkoholischer Lösung extrahiert. Das Gold wird dann durch Elektrolyse zurückgewonnen. Die Holzkohle kann durch Rösten reaktiviert und das Cyanid zurückgewonnen und wiederverwendet werden.
Sowohl beim Amalgamieren als auch beim Cyanidieren entsteht Metall, das eine beträchtliche Menge an Verunreinigungen enthält, wobei der Gehalt an reinem Gold selten 900 Promille Feinheit überschreitet, es sei denn, es wird weiter elektrolytisch raffiniert, um einen Feinheitsgrad von bis zu 999.8 Promille und mehr zu erzeugen.
Gold wird auch als Nebenprodukt bei der Verhüttung von Kupfer, Blei und anderen Metallen gewonnen (siehe Artikel „Verhüttung und Raffination von Kupfer, Blei und Zink“ in diesem Kapitel).
Gefahren und ihre Vermeidung
In großen Tiefen vorkommendes Golderz wird im Untertagebau abgebaut. Dies erfordert Maßnahmen zur Verhinderung der Staubbildung und -ausbreitung im Grubenbau. Die Trennung von Gold aus arsenhaltigen Erzen führt zu einer Arsenexposition von Minenarbeitern und zu einer Verschmutzung von Luft und Boden mit arsenhaltigem Staub.
Bei der Quecksilbergewinnung von Gold können Arbeiter hohen Quecksilberkonzentrationen in der Luft ausgesetzt sein, wenn Quecksilber in die Schleusen eingebracht oder daraus entfernt wird, wenn das Amalgam gereinigt oder gepresst wird und wenn das Quecksilber abdestilliert wird; Quecksilbervergiftungen wurden unter Arbeitern in der Verschmelzung und Destillation gemeldet. Das Risiko einer Quecksilberexposition bei Fusionen ist in mehreren Ländern im Fernen Osten und in Südamerika zu einem ernsthaften Problem geworden.
Bei Amalgamierungsprozessen muss das Quecksilber auf die Schleusen gegeben und das Amalgam so entfernt werden, dass sichergestellt ist, dass das Quecksilber nicht mit der Haut der Hände in Berührung kommt (durch Verwendung von Schaufeln mit langen Stielen, quecksilberundurchlässiger Schutzkleidung und bald). Die Verarbeitung des Amalgams und das Entfernen oder Pressen von Quecksilber muss ebenfalls so vollständig wie möglich mechanisiert sein, ohne dass die Möglichkeit besteht, dass die Hände mit Quecksilber in Berührung kommen; die Verarbeitung von Amalgam und das Abdestillieren von Quecksilber müssen in getrennten, isolierten Räumen durchgeführt werden, in denen Wände, Decken, Fußböden, Geräte und Arbeitsflächen mit Materialien bedeckt sind, die Quecksilber oder seine Dämpfe nicht absorbieren; Alle Oberflächen müssen regelmäßig gereinigt werden, um alle Quecksilberablagerungen zu entfernen. Alle Räumlichkeiten, die für Arbeiten vorgesehen sind, bei denen Quecksilber verwendet wird, müssen mit einer allgemeinen und örtlichen Absaugung ausgestattet sein. Diese Lüftungssysteme müssen in Räumen, in denen Quecksilber abdestilliert wird, besonders effizient sein. Quecksilbervorräte sind in hermetisch verschlossenen Metallbehältern unter einer speziellen Abzugshaube zu lagern; Arbeitnehmer müssen mit der für die Arbeit mit Quecksilber erforderlichen PSA ausgestattet werden; und die Luft muss in Räumen, die zum Amalgamieren und Destillieren verwendet werden, systematisch überwacht werden. Es sollte auch eine medizinische Überwachung geben.
Die Belastung der Luft durch Blausäure in Cyanidanlagen ist abhängig von der Lufttemperatur, der Belüftung, der zu verarbeitenden Materialmenge, der Konzentration der verwendeten Cyanidlösungen, der Qualität der Reagenzien und der Anzahl offener Anlagen. Die medizinische Untersuchung von Arbeitern in goldgewinnenden Fabriken hat neben einer hohen Häufigkeit von allergischer Dermatitis, Ekzemen und Pyodermie (einer akuten entzündlichen Hauterkrankung mit Eiterbildung) Symptome einer chronischen Blausäurevergiftung ergeben.
Besonders wichtig ist die richtige Organisation der Herstellung von Cyanidlösungen. Wenn das Öffnen von Fässern mit Cyanidsalzen und das Einfüllen dieser Salze in Auflösewannen nicht mechanisiert erfolgt, kann es zu einer erheblichen Kontamination durch Cyanidstaub und Blausäuregas kommen. Cyanidlösungen sollten über geschlossene Systeme mit automatischen Dosierpumpen zugeführt werden. In Goldcyanidierungsanlagen muss der richtige Alkalitätsgrad in allen Cyanidierungsapparaten eingehalten werden; Darüber hinaus müssen Zyanidgeräte hermetisch abgedichtet und mit LEV ausgestattet sein, die durch eine angemessene allgemeine Belüftung und Lecküberwachung unterstützt werden. Alle Zyanidgeräte sowie die Wände, Böden, Freiflächen und Treppen des Betriebsgeländes müssen mit porenfreien Materialien abgedeckt und regelmäßig mit schwach alkalischen Lösungen gereinigt werden.
Die Verwendung von Säuren zum Abbau von Zink bei der Verarbeitung von Goldschlamm kann Blausäure und Arsenwasserstoff freisetzen. Diese Arbeiten müssen daher in speziell ausgestatteten und abgetrennten Räumlichkeiten unter Verwendung lokaler Abzugshauben durchgeführt werden.
Das Rauchen sollte verboten werden, und den Arbeitnehmern sollten getrennte Einrichtungen zum Essen und Trinken zur Verfügung gestellt werden. Eine Erste-Hilfe-Ausrüstung sollte verfügbar sein und Material zum sofortigen Entfernen jeglicher Cyanidlösung enthalten, die mit dem Körper der Arbeiter in Kontakt kommt, sowie Gegenmittel für eine Cyanidvergiftung. Arbeiter müssen mit persönlicher Schutzkleidung ausgestattet werden, die gegen Cyanidverbindungen undurchlässig ist.
Auswirkungen auf die Umwelt
Es gibt Hinweise auf die Exposition gegenüber metallischem Quecksilberdampf und die Methylierung von Quecksilber in der Natur, insbesondere dort, wo das Gold verarbeitet wird. In einer Studie über Wasser, Siedlungen und Fische aus Goldminengebieten Brasiliens übertrafen die Quecksilberkonzentrationen in essbaren Teilen von lokal verzehrtem Fisch fast das 6-fache des brasilianischen Richtwerts für den menschlichen Verzehr (Palheta und Taylor 1995). In einem kontaminierten Gebiet Venezuelas verwenden Goldsucher seit vielen Jahren Quecksilber, um Gold von goldhaltigem Sand und Gesteinspulver zu trennen. Der hohe Quecksilbergehalt im oberirdischen Boden und in den Gummisedimenten des kontaminierten Gebiets stellt ein ernsthaftes Arbeits- und Gesundheitsrisiko dar.
Die Zyanidkontamination des Abwassers ist ebenfalls ein großes Problem. Zyanidlösungen sollten vor der Freisetzung behandelt oder zurückgewonnen und wiederverwendet werden. Emissionen von Cyanwasserstoffgas, beispielsweise im Faulreaktor, werden mit einem Wäscher behandelt, bevor sie aus dem Schornstein abgeführt werden.