Adattato dalla 3a edizione, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.
L'estrazione dell'oro viene effettuata su piccola scala da singoli cercatori (ad esempio, in Cina e Brasile) e su larga scala in miniere sotterranee (ad esempio, in Sud Africa) ea cielo aperto (ad esempio, negli Stati Uniti).
Il metodo più semplice per estrarre l'oro è la panoramica, che consiste nel riempire un piatto circolare con sabbia o ghiaia contenente oro, tenerlo sotto un getto d'acqua e farlo roteare. La sabbia e la ghiaia più chiare vengono gradualmente lavate via, lasciando le particelle d'oro vicino al centro della padella. L'estrazione idraulica dell'oro più avanzata consiste nel dirigere un potente flusso d'acqua contro la ghiaia o la sabbia aurea. Questo sbriciola il materiale e lo lava via attraverso apposite chiuse in cui l'oro si deposita, mentre la ghiaia più leggera viene fatta galleggiare via. Per l'estrazione fluviale vengono utilizzate draghe con elevatore, costituite da imbarcazioni a fondo piatto che utilizzano una catena di piccoli secchi per raccogliere il materiale dal fondo del fiume e svuotarlo in un contenitore vagliante (trommel). Il materiale viene fatto ruotare nel tamburo mentre l'acqua viene diretta su di esso. La sabbia aurea affonda attraverso le perforazioni nel tamburo e cade su tavoli vibranti per un'ulteriore concentrazione.
Esistono due metodi principali per l'estrazione dell'oro dal minerale. Questi sono i processi di fusione ed cianurazione. Il processo di amalgama si basa sulla capacità dell'oro di legarsi con il mercurio metallico per formare amalgami di consistenza variabile, da solido a liquido. L'oro può essere rimosso abbastanza facilmente dall'amalgama distillando il mercurio. Nell'amalgamazione interna, l'oro viene separato all'interno dell'apparato di frantumazione contemporaneamente alla frantumazione del minerale. L'amalgama rimosso dall'apparecchio viene lavato via da qualsiasi additivo mediante acqua in apposite vaschette. Quindi il restante mercurio viene espulso dall'amalgama. Nell'amalgamazione esterna, l'oro viene separato all'esterno dell'apparato di frantumazione, in amalgamatori o chiuse (tavola inclinata ricoperta di lastre di rame). Prima che l'amalgama venga rimosso, viene aggiunto mercurio fresco. L'amalgama purificato e lavato viene quindi pressato. In entrambi i processi il mercurio viene rimosso dall'amalgama mediante distillazione. Il processo di fusione è raro oggi, tranne che nelle miniere su piccola scala, a causa delle preoccupazioni ambientali.
L'estrazione dell'oro mediante cianurazione si basa sulla capacità dell'oro di formare un sale doppio solubile in acqua stabile KAu(CN)2 quando combinato con cianuro di potassio in associazione con l'ossigeno. La polpa risultante dalla frantumazione del minerale d'oro è costituita da particelle cristalline più grandi, note come sabbie, e particelle amorfe più piccole, note come limo. La sabbia, essendo più pesante, si deposita sul fondo dell'apparecchiatura e lascia passare le soluzioni (compreso il limo). Il processo di estrazione dell'oro consiste nell'alimentare minerale finemente macinato in una vasca di lisciviazione e filtrare attraverso di essa una soluzione di potassio o cianuro di sodio. Il limo viene separato dalle soluzioni di cianuro d'oro aggiungendo addensanti e filtrazione sotto vuoto. La lisciviazione del cumulo, in cui la soluzione di cianuro viene versata su un mucchio livellato di minerale grossolanamente frantumato, sta diventando più popolare, specialmente con minerali di bassa qualità e residui di miniera. In entrambi i casi, l'oro viene recuperato dalla soluzione di cianuro d'oro aggiungendo polvere di alluminio o zinco. In un'operazione separata, l'acido concentrato viene aggiunto in un reattore di digestione per sciogliere lo zinco o l'alluminio, lasciando dietro di sé l'oro massiccio.
Sotto l'influenza dell'acido carbonico, dell'acqua e dell'aria, nonché degli acidi presenti nel minerale, le soluzioni di cianuro si decompongono e rilasciano acido cianidrico gassoso. Per evitare ciò, viene aggiunto alcali (calce o soda caustica). L'acido cianidrico viene prodotto anche quando l'acido viene aggiunto per sciogliere l'alluminio o lo zinco.
Un'altra tecnica di cianurazione prevede l'uso di carbone attivo per rimuovere l'oro. Gli addensanti vengono aggiunti alla soluzione di cianuro d'oro prima dell'impasto con carbone attivo per mantenere il carbone in sospensione. Il carbone contenente oro viene rimosso mediante screening e l'oro estratto utilizzando cianuro alcalino concentrato in soluzione alcolica. L'oro viene quindi recuperato mediante elettrolisi. Il carbone può essere riattivato mediante tostatura e il cianuro può essere recuperato e riutilizzato.
Sia la fusione che la cianurazione producono un metallo che contiene una notevole quantità di impurità, il contenuto di oro puro raramente supera 900 per mil di finezza, a meno che non venga ulteriormente raffinato elettroliticamente per produrre un grado di finezza fino a 999.8 per mil e oltre.
L'oro viene recuperato anche come sottoprodotto della fusione del rame, del piombo e di altri metalli (si veda l'articolo “Fondazione e raffinazione del rame, del piombo e dello zinco” in questo capitolo).
Pericoli e loro prevenzione
Il minerale d'oro che si trova a grandi profondità viene estratto mediante miniere sotterranee. Ciò richiede misure per prevenire la formazione e la diffusione di polvere nelle miniere. La separazione dell'oro dai minerali di arsenico dà luogo all'esposizione all'arsenico dei minatori e all'inquinamento dell'aria e del suolo con polvere contenente arsenico.
Nell'estrazione del mercurio dell'oro, i lavoratori possono essere esposti ad alte concentrazioni di mercurio nell'aria quando il mercurio viene inserito o rimosso dalle chiuse, quando l'amalgama viene purificato o pressato e quando il mercurio viene distillato; l'avvelenamento da mercurio è stato segnalato tra gli addetti alla fusione e alla distillazione. Il rischio di esposizione al mercurio durante la fusione è diventato un problema serio in diversi paesi dell'Estremo Oriente e del Sud America.
Nei processi di amalgama il mercurio deve essere posto sulle saracinesche e l'amalgama rimosso in modo tale da garantire che il mercurio non venga a contatto con la pelle delle mani (usando pale con manici lunghi, indumenti protettivi impermeabili al mercurio e presto). Anche la lavorazione dell'amalgama e la rimozione o pressatura del mercurio devono essere il più completamente meccanizzate possibile, senza possibilità che le mani vengano toccate dal mercurio; la lavorazione dell'amalgama e la distillazione del mercurio devono essere effettuate in locali separati e isolati in cui le pareti, i soffitti, i pavimenti, gli apparecchi e le superfici di lavoro siano ricoperti di materiale che non assorba il mercurio oi suoi vapori; tutte le superfici devono essere pulite regolarmente in modo da rimuovere tutti i depositi di mercurio. Tutti i locali destinati ad operazioni che comportano l'uso di mercurio devono essere dotati di ventilazione di scarico generale e locale. Questi sistemi di ventilazione devono essere particolarmente efficienti nei locali in cui il mercurio viene distillato. Le scorte di mercurio devono essere conservate in contenitori metallici ermeticamente chiusi sotto un'apposita cappa aspirante; i lavoratori devono essere dotati dei DPI necessari per lavorare con il mercurio; e l'aria deve essere monitorata sistematicamente nei locali adibiti all'amalgamazione e alla distillazione. Ci dovrebbe essere anche un monitoraggio medico.
La contaminazione dell'aria da acido cianidrico negli impianti di cianuro dipende dalla temperatura dell'aria, dalla ventilazione, dal volume del materiale in lavorazione, dalla concentrazione delle soluzioni di cianuro in uso, dalla qualità dei reagenti e dal numero di installazioni aperte. L'esame medico dei lavoratori nelle fabbriche di estrazione dell'oro ha rivelato sintomi di avvelenamento cronico da acido cianidrico, oltre a un'alta frequenza di dermatite allergica, eczema e piodermite (una malattia infiammatoria acuta della pelle con formazione di pus).
La corretta organizzazione della preparazione delle soluzioni di cianuro è particolarmente importante. Se l'apertura di fusti contenenti sali di cianuro e l'alimentazione di questi sali nelle vasche di dissoluzione non è meccanizzata, può verificarsi una contaminazione sostanziale da polvere di cianuro e gas di acido cianidrico. Le soluzioni di cianuro devono essere alimentate attraverso sistemi chiusi mediante pompe dosatrici automatiche. Negli impianti di cianurazione dell'oro, il corretto grado di alcalinità deve essere mantenuto in tutti gli apparati di cianurazione; inoltre, l'apparato di cianurazione deve essere sigillato ermeticamente e dotato di LEV supportato da un'adeguata ventilazione generale e monitoraggio delle perdite. Tutti gli apparati di cianurazione e le pareti, i pavimenti, gli spazi aperti e le scale dei locali devono essere rivestiti con materiali non porosi e puliti regolarmente con soluzioni alcaline deboli.
L'uso di acidi per abbattere lo zinco nella lavorazione della melma d'oro può emettere acido cianidrico e arsina. Tali operazioni devono quindi essere eseguite in locali appositamente attrezzati e separati, con l'utilizzo di cappe aspiranti locali.
Dovrebbe essere vietato fumare e ai lavoratori dovrebbero essere forniti locali separati per mangiare e bere. Dovrebbero essere disponibili attrezzature di primo soccorso e dovrebbero contenere materiale per rimuovere immediatamente qualsiasi soluzione di cianuro che viene a contatto con il corpo dei lavoratori e antidoti per l'avvelenamento da cianuro. I lavoratori devono essere forniti di indumenti protettivi personali impermeabili ai composti di cianuro.
Effetti ambientali
Esistono prove dell'esposizione al vapore di mercurio metallico e alla metilazione del mercurio in natura, in particolare dove viene lavorato l'oro. In uno studio sull'acqua, gli insediamenti e il pesce delle aree di estrazione dell'oro del Brasile, le concentrazioni di mercurio nelle parti commestibili del pesce consumato localmente hanno superato di quasi 6 volte il livello consigliato dal Brasile per il consumo umano (Palheta e Taylor 1995). In un'area contaminata del Venezuela, i cercatori d'oro usano da molti anni il mercurio per separare l'oro dalla sabbia aurifera e dalle polveri di roccia. L'alto livello di mercurio nel suolo superficiale e nei sedimenti di gomma dell'area contaminata costituisce un grave rischio occupazionale e per la salute pubblica.
Anche la contaminazione da cianuro delle acque reflue è motivo di grande preoccupazione. Le soluzioni di cianuro devono essere trattate prima di essere rilasciate o devono essere recuperate e riutilizzate. Le emissioni di acido cianidrico gassoso, ad esempio, nel reattore di digestione, vengono trattate con uno scrubber prima di essere espulse dal camino.