CC BY
16
А.Е.Воробьев, д.т.н.
Московский государственный горный университет Т.В.Чекушина, к.т.н.
Институт проблем комплексного освоения недр РАН
КОНВЕРСИЯ ЗОЛОТОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ НА ГЕОТЕХНОЛОГІ/ІЧЕСКИЕ МЕТОПЫ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Золото является металлом, спрос и потребление которого на Мировом и отечественном рынках в наименьшей степени подвержены конъюнктурным колебаниям. В 1994г мировое производство золота превысило 2300 т и увеличилось в сравнении с 1990г примерно на 10%. В то же время, хотя сырьевая база золота России по разведанным запасам и занимает второе место в мире (после ЮАР - 40 тыс. т и перед США - свыше 9 тыс. т), отечественная золотодобыча испытывает определенные трудности, связанные с истощением запасов богатых и легкообогатимых россыпей. Так, в 1996г. объем производства золота упал до 113,5 т с 171 т в 1990г. Одновременно резкое удорожание оборудования, комплектующих, реагентов и транспорта снизило рентабельность отечественных горнотехнологических производств золотодобычи, традиционно расположенных в северных регионах Российской Федерации [5].
Другая причина заключается в изменении золотосырьевой базы отрасли. В России исторически сложилось так, что основную часть золота (до 90%) получали из россыпей. В тоже время эксплуатируемые в течение многих десятилетий россыпные месторождения в значительной степени уже выработаны. Но, несмотря на это, еще в 1995г. доля россыпного золота составляла 85% [3].
За последние 20 лет резко изменилась качественная характеристика золоторудных месторождений (табл. 1). Так, среднее со-
держание золота в запасах, пригодных для открытой разработки, уменьшилось на 20%, для подземной - на 10%. Увеличилась доля запасов труднообогатимых руд (до 30%). Что также отрицательно сказывается на объемах производства и получения металла.
Вместе с тем структура минерально-сырь евой базы золота РФ противоположна структуре добычи, так как подавляющий объем запасов и прогнозных ресурсов этого благородного металла приурочен к рудным месторождениям. Поэтому рост добычи золота в России в значительной степени должен быть связан с вовлечением в промышленную эксплуатацию новых, золоторудных месторождений (Олимпиадинское, Нежда-нинское, Кючус и др.)
В этой связи важное значение приобретают гидрометаллургия и геотехнология золота (табл. 2), позволяющие с минимальными экономическими и экологическими издержками вовлечь в переработку как бедные или упорные руды, так и руды месторождений с неблагоприятными горнотехническими условиями (со значительной глубиной залегания, маломощными пластами и залежами, в зонах многолетнемерзлых пород и т.д.). Для выбора конкретных способов выщелачивания золота из руд определяющим фактором является их вещественный и минералогический состав, а также форма нахождения металла в рудных минералах. Из технологических следует выделять факторы, определяющие активность растворов реагентов, свойства выщелачи-
Таблица 1
Дифференциация месторождений и производств золота в РФ
Запасы но типам (%) По технологии переработки руд (%)
рудные (коренные) 65.0 гравитационная отсадка 25,0
россыпные 22.0 пирометаллургия 47.0
коры выветривания 5.0 х им и ко- металлургия 28,0
техногенные 8.0
По видам золотосодержащих Распределение запасов 4ц по обогатимосі и
руд (%) сырья (%)
Золоторудные 65.0 легкообогатимые 52.3
золотосеребряные 20.2 среднеобогатимые 22,5
комплексные 14.3 упорные > 25,2
золотобаритные 0.5
По характеру ассоциации Аи (%) По способам разработки россыпей (т/год)
свободное 32.0 открытый 78,05
физически связанное 58.0 гидравлический 17.13
химически связанное 9.0 дражный 16.52
растворенное <1.0 подземный 7,60
По объему Аи ( г) По способам разработки рудных месторождений (т/год)
очень крупные >1000 открытый 40.0
крупные 100-1000 подземный 110.0
средние 10-100 геотехнология 0.5
мелкие 1-10
очень мелкие < 1.0
По содержанию золота в руде (г/т) По методам выщелачивания (г/т)
очень богатые > 10 скважинный 0,5-2.5
богатые 5.0-10.0 подземный 1.5-3.0
среднего качества 2.0-5.0 кучный 0 Ъо 1 о
бедные 0.5-2,0 чановый >1,5
убогие <0.5
По крупности золотин (мм) Предприятия, по объему производства золота (т/год)
крупное >1,20 очень кру пные >50
среднее 1.2-0,5 крупные 10 - 50
мелкое 0,5-0,25 средние 5 - 10
тонкое < 0,25 мелкие очень мелкие 1-5 < 1
Типы руд по извлечению Аи (%) По себестоимости добычи и переработки руды (8/г)
легкоизвлекаемые 90-99 Высокорентабельные <4 і
среднеизвлекаемые 70-90 Рентабельные 4-6
трудноизвдекаемые 50-70 средней рентабельности 6 -10 |
упорные до 50 низкорентабельные практически убыточные 10 -14 >14 I
Гии МеСЮрОЖДСНИЯ Ній І СОГСМІОЛОІ ІШ Гспеїическпс характерне піки чодогосодержа-щего сырья Реагешы. выщелачивающие чолою Технологический тип золотосодержащего сырья Методы ИНГСНГифи-каціш выщелачивания чолота 1 ірп.меры руд
III гокверкп. Откриіие рабо- 1 [паниды. мик- С юикодисперсным Энергетическая Золотомышьяковнс-
минера,пі ютшпие П.І И комоииацші Сульфидные р\дм роорганичмы чоло ТОМ оораооіка, гые. чолоюм листые
40! 1Ы с КІІ оиоокислепие
НІІІН или СІ II! с
/Ійі.ІЬІ II ІірОЖИ ГК£І предварите льным н ірі.івт.ім дроблением руд Кнарцеї'.і.іе р\ди Хлориды
і ! Іласіобра ЧИЫС ;а. ісжп СІ Пі с нредиарн-іелип.ім и ірин-ш.ім дроблением р\Д Кварцево-судьфид-ные р\дм Хлориды Пыажоглиннсгый Электрофоре? Зодого-каолипоиые
к'оры СІ Пі или КІІ с І’уды окисленные. Хлориды или
£ ныне і рпвания нредтіри ІС ІЬПОИ с сульфидами. цианиды,
агломерацией гидрослюдами, каоли- МИКроорга-
■ РМ нами НЮМЫ
ІОІІІ.І ОКИСЛСІІЙЯ СІ ІП или КІІ с 1’УДЫ С П1Д[Ч'ОКС11- Хлориды или
і-желе ;ные ШЛЯ- ііре/шаригельнои дами желеча. цианиды,
ПЫ ■>) аі ломерацией Р'Д карбона гамн микроорга- низмы Комплексный І Ірсдвари тельное чакисление Золото-медные. золото-сурьмяные, золото-урановые, золото- полиметаллические
Оіиали її \г.ос іочранилпіца КІІ или кіовегное выщелачивание 1 Іороди мпперали-чованные с\ льфн-дамл. кварцами, глинистыми минералами. орі аносо-держащими шше-рала^і Цианида, микроорганизмы
і І0ВЄр\Н0С ШЫС К'н'неї ное или чапо- Тонкое Свобо. [НОЄ Окспхлориды
рОССЫПП ное выщелачива- 40.11)10 І іьіажожеле чистый I [реднаригедьный Золою-пиритовые
Е пие і идродич
1 :\бокч> поі ребен- СГІІІ Свободное чоло 1'0 Цианиды, мпк-
О ИЫС pOCCt.II II! рачличной :;рмі- I ЮС III рооргранпчмы
Зч. кт>со держащие Лшокд апное Сложные комплек- 1[ианиды, мик-
£ Й ! 2 о 2 іі.іи выщелачивание сы чо.чо га роорганичмы
ваемой горной массы и период обработки [2]. Например, на величину извлечения золота из руд значительно влияет скорость фильтрации реагента: ее повышение до 3 м3/сут. приводит к увеличению концентрации металла в выходных продуктивных растворах.
Технологию выщелачивания золотосодержащего сырья определяют [1,4]:
• наличие в рудах наряду с золотом других полезных компонентов, имеющих промышленное значение;
• содержание в рудах окисленных минералов, т.е. степень окисления руд;
• наличие в рудах компонентов, существенно осложняющих технологию переработки;
• характер золота в рудах, в первую очередь, крупность его частиц.
Лимитирующим фактором переработки золотосодержащих руд многих месторождений является упорность исходного материала и получаемых традиционными методами концентратов. Наиболее распространенной является упорность золотосодержащих руд, связанная с размещением золота внутри сульфидной матрицы, как правило, пирита и арсенопирита. Так, вовлечение в эксплуатацию ряда крупных месторождений тонкодисперсных золото-мышьяковистых руд, на долю которых в ближайшее десятилетие придется более трети запасов коренного золота России, сдерживается отсут ствием освоенных промышленностью технологий выщелачивания подобного сырья.
Другим ограничительным фактором широкого применения геотехнологии благородных металлов, особенно по отношению к способам подземного выщелачивания, является высокая токсичность применяемых химических реагентов. Поэтому, несмотря на положительные результаты и большой опыт работы с цианидами в настоящее время идет поиск других реагентов выщелачивания золота из золотосодержащих руд. Цианидный процесс обладает двумя существенными недостатками: во-
первых, это высокая токсичность цианида натрия и во-вторых - сложности извлечения золота из продуктивных растворов (сорбцию золота из цианидных растворов проводят либо на активированном угле при весьма незначительной его емкости приблизительно 2-5 кг/т, либо на смоле АМ-2Б с более существенной емкостью по золоту, но с усложненной регенерацией, протекающей в три стадии при повышенной температуре).
В этой связи наиболее перспективным является использование оксихлоридного или электрохимического выщелачивания металлов, позволяющих с высокой степенью эффективности и экологичности выщелачивать даже такой химически пассивный металл, как золото.
УСЛ.ЕД
< I 5 4 I I ? 8
и.ц ПОКАЗАТЕЛИ
^-1
Рис. 1. Сравнительные характеристики отработки месторождений горным способом (I) и геотехнологией (II):
1,2 - капитальные затраты и их окупаемость; 3 - сроки строительства', 4- производительность труда; 5 - себестоимость; 6 - полнота отработки запасов', 1 - величина извлечения металлов из руд; 8 - уровень автоматизации производства.
Эффективность и рентабельность выщелачивания убогих и забалансовых золотосодержащих руд (рис. 1) различными гео-технологическими методами обеспечивается, как правило, рациональным режимом орошения, оптимально подобранными реагентами (их способностью селективно растворять металлы из рудных минералов), длительностью и возможностью широкого варьирования условиями процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Актуальные вопросы добычи цветных, редких и благородных металлов. Бубнов В.К., Голик В.И., Воробьев А.Е. и др. Акмола, Жана-Арка, 1995. 602с.
2. Аренс В. Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. -М.: Недра, 1986. -279 с.
3. Беневольский Б.И. Золото России. Проблемы использования и воспроизводства минерально-
сырьевой базы. М., Геоинформарк, 1995.
4. Минеев Г.Г., Леонов С.Б. Кучное выщелачивание золотосодержащих руд. Иркутск, ИГТУ, 1996. -81с.
5. Хабиров В. В., Забельский В.К, Воробьев А.Е. Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья /Под ред.акад. Н.П.Лаверова.-М.: Недра, 1994. - 272 с.
