Рассматриваются современное состояние золотодобычи и кучного выщелачивания золота. Сделан обзор золотодобычи в Казахстане. Приведены методы кучного выщелачивания золота.
В настоящее время, как и много веков назад, золото остается важнейшим благородным металлом, играющим традиционную роль мировых денег. Кроме этого, благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам золото все шире используется в промышленности, ювелирном деле, медицине и других сферах деятельности человека. Все большее число людей, особенно в странах Востока, повышая свой жизненный уровень, стремится к обладанию золотом.
Мировая потребность в золоте имеет тенденцию к росту. Так, в 1993 г. она составляла 3027 т (из них 2541 т использовалось в ювелирном деле), а в 1996 г. – уже 3277 т, т.е. на 8,2 % больше. Ежегодное мировое производство золота составляет около 3,5 тыс. т, из которых более 70 % извлекают при переработке коренных золотосодержащих руд [1].
Золото добывают более чем в 80 странах, но более двух третей добычи обеспечивают всего восемь из них. Это страны, где она превышает 100 т в год: ЮАР, США, Китай, Австралия, Перу, Россия, Индонезия и Канада [2]. Мировыми лидерами в добыче золота остаются Южная Африка (394 т), США (335 т) и Австралия (285 т). Почти треть добываемого в мире золота приходится на пять крупнейших золотодобывающих компаний – Newmont Mining, AngloGold, Barrik Gold, Goldfield и Placer Dome, которые производят более 100 т золота в год каждая. Добыча золота из коренных золотосодержащих руд в мире в среднем составляет 70–75 %, из полиметаллических – 15-20 % и 10–15 % – из россыпей при примерном распределении мировых запасов золота соответственно 55-60; 25-30 и 10-15 %.
Площадка кучного выщелачивания. АО «Полюс Алдан». п. Нижний Куранах 15 июня 2021 г.
В последние годы, начиная с 2002 г., добыча золота постепенно снижается. Пик добычи приходился на 2002 г. и составлял 2644т, а в 2007г. – 2475 т, т. е. снижение составило 7% (рис.1).
Рис.1. Динамика мировой добычи золота в 1998-2007 гг., т [2]
Большая часть золота (более 65%) применяется в ювелирной промышленности, около 14% – в других отраслях промышленности, в том числе высокотехнологичных. Также золото по-прежнему используется частными лицами, различными компаниями и фондами, государствами как средство накопления и инвестиций. Около 19% золота в виде слитков участвует в тезаврации, применяется для изготовления монет и медалей и т.д. (рис.2).
Рис.2. Структура потребления золота в мире в 2007г., т [2]
По сравнению с золоторудной минерально-сырьевой базой мира, в Казахстане более существенную роль, как в запасах, так и в добыче играют комплексные месторождения, гораздо меньший удельный вес имеют золото-меднопорфировые месторождения. В Казахстане золото добывается как на коренных золоторудных месторождениях, так и попутно, в качестве компонента полиметаллического сырья при производстве цветных металлов. По некоторым оценкам, крупнейшим его продуцентом в республике является ОАО «Казцинк», которое ежегодно производит около 5,5-6 т золота. Второе место занимает ОАО «Казахмыс», которое выпускает его в качестве попутного компонента медного производства около 3-4 т.
ЗОЛОТО ИЗ КОКОСОВОГО УГЛЯ! СОРБЦИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУДНЫХ РАСТВОРОВ! ЧАСТЬ 1
Рис.3. Структура добычи золота в Казахстане из различных месторождений, %
70% всего производимого в Казахстане золота добывается в основном на мелких (с запасами до 25 т) и средних (от 25 до 100 т) месторождениях. Месторождения золота выявлены во всех регионах Казахстана, по уровню запасов лидирующее положение занимают Восточный, Северный и Центральный Казахстан. В группу малых месторождений включено 62 разведанных месторождения.
Подавляющее большинство объектов этой группы (46 из 62-х месторождений) не эксплуатируется. Золоторудные и золотосодержащие месторождения встречаются в 16 горнорудных районах. Важнейшими из них являются: Калбинский и Рудно-Алтайский в Восточном Казахстане (месторождения Бакырчик, Большевик, Риддер-Сокольное и др.); Кокшетауский и Жолымбет-Бестобинский в Северном Казахстане (месторождения Васильковское, Жолымбет, Бестобе и др.); Шу-Илийский и Джунгарский в Южном Казахстане (Акбакай, Бескемпир, Архарлы и др.); Майкаинский и Северо-Балхашский в Центральном Казахстане (Майкаин, Бощекуль, Саяк IV, Долинное и др.); Жетыгаринский и Мугоджарский в Западном Казахстане (Жетыгара, Комаровское, Юбилейное и др.).
Для более полного извлечения металлов с высокими экономическими показателями применяют как заводской способ извлечения благородных металлов из балансовых руд с полным циклом переработки, так и относительно дешевый способ кучного выщелачивания из бедных забалансовых руд или отвалов.
Многолетняя практика зарубежных предприятий кучного выщелачивания подтверждает их высокую технико-экономическую эффективность. По сравнению с традиционными фабричными технологиями кучное выщелачивание характеризуется низкими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами, меньшим энерго- и водопотреблением, высокой производительностью труда. При использовании метода нет необходимости в тонком измельчении руд перед извлечением, что является довольно энергоемким процессом. В настоящее время способ кучного выщелачивания применяется почти в половине мировых стран-лидерах золотодобычи, поэтому внедрение его идет очень быстро.
Способ кучного выщелачивания позволил отрабатывать не только крупные месторождения бедных руд, но и вскрышные породы, техногенное золотосодержащее сырье (хвосты обогащения руд цветных и драгоценных металлов) и небольшие по запасам месторождения (от нескольких десятков килограммов до 1-2 т), расположенные в малоосвоенных районах. Вследствие избирательности, простоты и дешевизны метод является наиболее приемлемым для извлечения золота. Но токсичность вследствие использования цианидов и необходимость обезвреживания образующихся стоков являются основными его недостатками. Тем не менее, большое количество золотоизвлекательных фабрик работает с применением именно этого метода [4].
Кучному выщелачиванию подвергают легкообогатимые руды, в которых золото и серебро находятся преимущественно в цианируемой форме, т.е. свободное (самородное) или в сростках в основной своей массе. Наиболее пригодными для цианирования и цианидного кучного выщелачивания являются окисленные вкрапленные руды, сульфидные руды, руды коренных месторождений и россыпи, смешанные руды забалансовые рудные отвалы, техногенное сырье (лежалые хвосты золотоизвлекательных фабрик и обогатительных фабрик) и текущие хвосты переработки золотосодержащих руд.
Первичные руды с тонко вкрапленным в сульфиды золотом или серебром с присутствием углеродистого вещества сорбционноактивного к цианидному комплексу не подлежат переработке методом кучного выщелачивания. Кроме того, наличие глины в руде также ограничивает использование этой технологии, т.к. она препятствуют проницаемости растворов, и, тем самым, тормозит процесс выщелачивания и снижает извлечение золота. Для того чтобы устранить эти препятствия, достаточно использовать предварительное окомкование или агломерацию руды.
Режим выпадения осадков в районе расположения УКВ тесно связан с гидрогеологическим режимом территории и влияет на технологический процесс выщелачивания золота. Это, в свою очередь, влияет на поддержание постоянной концентрации (без подаваемых химических добавок) выщелачивающего раствора, что позволяет делать процесс выщелачивания золота эффективным и экономичным. Исходя из этого, можно сказать, что в условиях аридного климата наблюдается высокое водопотребление для поддержания необходимого объема в контуре выщелачивания.
Поэтому климатические особенности района должны учитываться еще на стадии проектирования объекта для выбора оптимальной схемы технологического проекта. Кроме того, в расчет должны браться такие факторы, как рельеф местности, геолого-технические и геологические особенности месторождения, способ добычи руды и годовую производительность рудника.
Переработка руды методом кучного выщелачивания включает следующие технологические операции:
— рудоподготовка, которая в зависимости от содержания золота, фильтрационных свойств, гранулометрического и минерального состава сырья может включать дробление, грохочение, шихтовку глинистых руд, окомкование мелких и тонкодисперсных фракций;
— выбор и подготовка площадки под кучное выщелачивание;
— подготовка гидроизоляционного основания;
— складирование руды в штабель (кучу);
— орошение рудного штабеля цианидными растворами;
— собственно выщелачивание золота;
— дренаж растворов через кучу;
— накопление золотосодержащих растворов в емкости и их отстаивание;
— извлечение золота из растворов;
— плавка осадков (цинковых, катодных);
— обезвреживание отработанных рудных штабелей (хвостов выщелачивания);
— рекультивация отвалов и нарушенных земель.
В промышленности используют три основных метода кучного выщелачивания. Они отличаются организацией основных и вспомогательных работ, конструкцией гидротехнических сооружений и характером общеинженерных мероприятий.
При первом способе сооружают долговременные площадки многоразового использования из твердых гидроизоляционных покрытий. Они способны выдерживать механическое давление складированного штабеля, погрузочно-разгрузочных механизмов и транспортных средств. Необходимое технологическое оборудование: участки для формирования штабеля и строительства хвостохранилища, очень прочное гидроизоляционное основание из асфальта и бетона, небольшие по объему технологические емкости. Процесс занимает небольшое количество времени, рудную массу перерабатывают дважды (загрузка, выгрузка).
Второй способ является наиболее распространенным. При этом сооружаются мягкие гидроизоляционные покрытия одноразового использования из полиэтиленовых или поливинилхлоридных пленок, листовой резины. Покрытия сочетают с изоляцией из глины либо, при наличии естественного водоупора толщиной не менее 1 м, без нее. Необходимое технологическое оборудование такое же, как и при первом способе. При этом способе выщелоченная и обезвреженная руда остается на месте переработки, т.е. нет необходимости в сооружении хвостохранилища, а затраты на сооружение гидроизоляционных оснований минимальны.
Третий способ – это отвальное выщелачивание. Перед выщелачиванием руда укладывается перед удерживающим сооружением в виде дамбы. При этом большая часть нижележащей руды выщелачивается в последующих операциях. По завершении процесса выщелачивания производят дренаж растворов и складирование свежей руды.
После окончания выщелачивания хвосты обезвреживают и рекультивируют, подобно отвалам пустой породы. Способ можно использовать для крепкой руды на участках с большим углом наклона с очень плотным прочным покрытием вплоть до нескольких лет. При формировании рудного отвала руда должна быть минимально уплотнена [5].
Процесс цианирования основан на том, что цианидные ионы образуют устойчивые комплексы с золотом и серебром. Растворение золота и серебра вызывают слабощелочные цианидные растворы. Основной способ перевода золота в раствор с помощью цианида протекает в соответствии с уравнением Эльсенера:
Но основная часть золота растворяется в соответствии с реакцией:
а меньшая, но все-таки заметная его часть в соответствии с реакцией (1). Скорость растворения зависит от концентрации цианида натрия (NaCN) и щелочности раствора, причем оптимальное значение pH – 10,3 [3].
Способ переработки растворов зависит от наличия примесей (Си, As, Sb), масштабов производства, соотношения концентрации Аи и Ag в растворах и др.
Для извлечения благородных металлов из растворов используют сорбцию на анионите АМ-2Б, сорбцию на активированном угле и цементацию на металлическом цинке. Способ сорбции на активированном угле является небольшими капитальными и эксплуатационными затратами, менее чувствителен к цианидным комплексам меди и цинка, которые затрудняют сорбцию на анионите АМ-2Б. Способ цементации целесообразно использовать в условиях маломасштабных предприятий и при удовлетворении условия: Ag : Au > 10, т.к. он характеризуется быстрой фондоотдачей, низкой капиталоемкостью и меньшими эксплуатационными затратами по сравнению с сорбцией.
Слитки лигатурного золота являются товарной продукцией почти всех предприятий кучного выщелачивания. И только на некоторых маломощных установках получают золотоцинковые осадки, которые, так же как и слитки, отправляют на аффинажные заводы.
Таким образом, анализ опыта работы золотодобывающих предприятий во всем мире свидетельствует о том, что более 70 % золота получают из коренных золотосодержащих руд, путем извлечения его из легкообогатимых коренных руд способом цианирования с последующей сорбцией на уголь либо ионообменные смолы из пульп.
1. Царьков В.А. Опыт работы золотоизвлекательных предприятий мира. – М. Издательский дом «Руда и Металлы», 2004. – 112с.
2. Дорожкина Л.А. Мировой рынок золота в 2007-2008гг. Информационно-аналитический центр «Минерал». 2008г. http://www.mineral.ru
3. Кучное выщелачивание золота – зарубежный опыт и перспективы развития. Справочник / Под редакцией В.В. Караганова и Б.С. Ужкенова. – Москва – Алматы, 2002. – 260с.
4. Чантурия В.А., Седельникова Г.В. Развитие золотодобычи и технологии обогащения золотосодержащих руд и россыпей // Горный журнал. – 1998. – №5. – С.
5. Дементьев В.Е., Татаринов А.П., Гудков С.С. Основные аспекты технологии кучного выщелачивания золотосодержащего сырья // Горный журнал. – 2001. – №5. – С. 53-55
Источник: studfile.net
Кучное выщелачивание золота
Кучное выщелачивание золота – это процесс, используемый для извлечения золота и других драгоценных металлов из бедных руд. Золотосодержащая руда укладывается в кучу (штабель) поверх непроницаемой гидроизоляционной подложки. Уложенная в штабель руда орошается выщелачивающим раствором, обычно это слабый раствор цианида. Раствор просачивается через кучу и растворяет золото, которое затем собирается на гидроизоляционной подложке из которого извлекается растворенное золото сорбцией и на активированный уголь, ионообменную смолу, или путем осаждения цинком.
Кучное выщелачивание золотосодержащих руд месторождения «Райгородок»
Процесс кучного выщелачивания имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами извлечения золота, включая более низкие капитальные и эксплуатационные затраты, возможность переработки руд с довольно низкими содержаниями золота, а также меньшим воздействием на окружающую среду.
Являясь относительно недорогим методом извлечения золота и других драгоценных металлов из бедных руд, этот процесс имеет ряд потенциальных проблем и ограничений. Некоторые из этих проблем, связанные с кучным выщелачиванием золота, включают:
Важно отметить, что все эти проблемы можно смягчить за счет надлежащего проектирования, строительства и эксплуатации установок кучного выщелачивания, а также применения кучного выщелачивания для руд подходящих для этого процесса.
Существует несколько способов достичь максимальной эффективности при кучном выщелачивании золота:
- Расчет штабеля. За счет оптимизации устройства штабеля можно увеличить площадь контакта между выщелачивающим раствором и рудой, что позволяет достичь более высокого коэффициента извлечения золота.
- Концентрация реагентов в растворе. Увеличение концентрации реагентов в растворах выщелачивания до определенного уровня позволяет повысить скорость растворения золота. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы не использовать слишком крепкие растворы, так как это может привести к увеличению затрат и экологическим проблемам.
- Применение бактерий. Бактериальное выщелачивание (биовыщелачивание) — это использование микроорганизмов для вскрытия золота и улучшения процесса выщелачивания. Определенные микроорганизмы могут помочь разрушить руду и увеличить скорость выщелачивания золота.
- Использование ПАВ. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — это химические вещества, которые можно добавлять в выщелачивающий раствор для улучшения его взаимодействия с рудой и повышения эффективности растворения золота.
- Насыщение кислородом. Кислород можно добавлять в выщелачивающий раствор в том числе в виде соединений с целью повышения скорости реакции растворения золота.
- Контроль и поддержание pH. Поддержание pH выщелачивающего раствора на оптимальном уровне также позволяет поднять эффективность кучного выщелачивания золота.
Необходимо помнить, что для части руд некоторые из этих методов могут не подходить. Поэтому при выборе способов увеличения эффективности кучного выщелачивания следует учитывать технологические особенности руды для каждого месторождения. Вы можете обратиться к нашим специалистам за получением консультаций по кучному выщелачиванию любым удобным вам способом указанным на странице контакты.
Источник: addrecovery.ru
Кучное выщелачивание: от исследований к внедрению
2018 год был знаковым для освоения технологии кучного выщелачивания (далее — КВ) в нашей стране. Тогда компания «Nord Gold» запустила самый крупный проект по КВ — рудник Гросс, производительностью 12 млн т руды в год, а «Полюс» — первую установку КВ в своей бизнес единице «Полюс Алдан», производительностью 1,5 млн т руды в год. Оба объекта находятся в Якутии. Кроме того, ООО «КорякМайнинг» начала разработку месторождения Кочковское в Читинской области.
18 апреля 2020
Е.Д. Мусин — к.т.н., заместитель заведующего лаборатории металлургии АО «Иргиредмет»
Процесс отработки любой технологии должен пройти три стадии: исследования, проектирования и внедрения. Все очень важны, ведь от правильности принятых решений на каждом этапе зависит успешность проекта в целом. В этой статье мы остановимся на двух аспектах — проведении исследований и внедрении разработанных технических решений.
Для получения достоверных данных огромное значение имеет представительный отбор пробы непосредственно на месторождении. Правильно проведенные работы по изучению геологии месторождения, понимание конфигурации рудного тела позволяют геологам грамотно провести отбор пробы для технологических испытаний. Очень важно, чтобы она была отобрана не только с поверхности, что сделать достаточно просто, а была сформирована из частных проб, отобранных как по глубине, так и по простиранию рудного тела. В случае, если их несколько, необходимо изучить каждое в отдельности и впоследствии принимать технологические параметры извлечения золота по месторождению в целом с учетом доли каждого рудного тела.
Процесс исследования, как правило, включает две стадии — лабораторные исследования и полупромышленные испытания. Для оценки применения руды к технологии кучного выщелачивания можно воспользоваться двумя способами. Первый — это экспресс тест: стандартный бутылочный тест на крупности минус 5 мм продолжительностью 4 суток. Второй — Heap Leach Amenability тест.
Его продолжительность составляет 14 суток, проводится он в щадящем режиме, практически исключающем какое-либо разрушение материала в процессе перемешивания. Этот тест длительнее, но считается, что он дает более достоверные данные о пригодности руды к технологии КВ. Как правило, его выполняют на руде различной крупности для определения оптимальной крупности дробления.
Определение параметров окомкования
- Экспресс метод по подбору цемента на окомкование с определением скорости просачивания, который выполняется в течении 3 суток.
- Определение коэффициента фильтрации на компрессионном приборе — пермеаметре (рис. 1), при котором моделируется нагрузка штабеля на нижние слои руды. Исследования выполняются в соответствии с американским стандартом ASTM, и мы имеем возможность проводить их с моделированием высоты штабеля до 60 м.
Рис. 1. Пермеаметры для определения параметров фильтрации руды
Лабораторные колонные тесты
Следующий шаг — проведение лабораторных колонных тестов, в результате которых определяются основные технологические показатели: извлечение золота, а также расход ре агентов и продолжительность выщелачивания. Лабораторные колонные тесты проводятся, как правило, на пробах массой от 20 до 200 кг.
Укрупненные колонные тесты
Для получения более достоверных данных необходимо провести полупромышленные испытания. Это укрупненные колонные тесты на объеме руды массой 1–2 т. Однако отраслевые игроки с действующим производством могут пойти и на более масштабные проверки.
Так компания «Nord Gold» для разработки технологии извлечения золота из руды месторождения Гросс в 2013 г. при научно-техническом руководстве специалистов АО «Иргиредмет» провела испытания на пробе руды массой около 360 т. Работали с тремя крупностями: минус 700, минус 170 и минус 40 мм. Для этого непосредственно на промплощадке рудника Таборный из 20футовых контейнеров были смонтированы три перколятора высотой 12 м (рис. 2). В каждый перколятор уложили около 120 т руды. Продолжительность испытаний составила более 4 месяцев.
В 2015 г. АО «Полюс Алдан» пошло еще на более масштабные испытания, на базе обогатительного комплекса «Надежный» уложив две пилотных «кучи» массой по 25 тыс. т каждая.
Конечным результатом испытаний является разработка технологического регламента — основного документа для последующего проектирования.
Рис. 2. Перколяторы для выщелачивания руды. Рудник «Таборный», «Nord Gold»
Не испытанием единым
Для реализации технологии КВ АО «Иргиредмет» также осуществляет изготовление и поставку необходимого технологического оборудования. Начиная с 2000-х годов, мы комплектовали практически все вводимые в эксплуатацию объекты КВ. В последнее время изготовили и поставили сорбционные колонны для рудников Таборный и Гросс, а для ООО «КорякМайнинг» разработали модульную установку сорбции с установкой растаривания барабанов цианида, которая была успешно введена в эксплуатацию в 2019 г. на месторождении Кочковском.
Ассортимент оборудования
Гигант отечественного кучного выщелачивания
Наиболее крупным оператором, добывающим золото на территории нашей страны по технологии кучного выщелачивания, до недавнего времени являлось АО «Золото Селигдара», перерабатывающее порядка 5 млн т руды в год данным способом. Практически вровень с ней шла компания «Nord Gold», которая на руднике Таборном перерабатывала около 4,5 млн т руды.
В мае 2018 г. состоялся пуск отделения рудоподготовки на руднике Гросс, ознаменовав появление в России самого крупного игрока, эксплуатирующего технологию КВ. Проектная производительность предприятия составляет 12 млн т руды в год.
Технология переработки руды включает в себя двухстадиальное дробление до крупности минус 40 мм; укладку руды в рудный штабель без предварительного окомкования; выщелачивание золота цианистыми растворами с последующей сорбцией метала на активированный уголь; десорбцию; электролиз и плавку получаемых катодных осадков. Технология является стандартной. Наш институт сопровождал проект на стадии исследований и разработки технологического регламента, а также изготовил нестандартное оборудование для отделения сорбции. Срок реализации проекта с начала исследований до получения первого слитка золота составил более 6 лет. Капитальные затраты — порядка 350 млн долл.
КВ на Куранахе
Еще одним знаменательным событием прошлого года стал пуск установки КВ из руд Куранахского рудного поля компанией «Полюс Алдан». Проект прошел долгий путь. «Полюс» начал заниматься им вплотную с 2015 г. Специалисты АО «Иргиредмет» осуществляли научно-техническое сопровождение от стадии проведения исследований до внедрения. Был проведен ряд исследований, включая как колонные тесты, так и пилотные испытания на опытной куче, разработано несколько технологических регламентов. Опытнопромышленная эксплуатация началась в 2017 г., а в 2018 г. компания вышла на плановые показатели по укладке — 1,5 млн т руды в сезон. Кучное выщелачивание для данных руд предусматривает крупное дробление до класса минус 120 мм, с последующим окомкованием с добавкой цемента в количестве 10 кг/т руды.
Рис. 3. Модульная установка сорбции. Месторождение «Кочковское». «Мангазея Майнинг»
Эта история уходит корнями в 70-е годы прошлого столетия. В то время в Иргиредмете прошли первые исследования по КВ с выдачей проекта на опытно-промышленную установку. Спустя несколько лет, в 90-е годы испытания по данной технологии провела в США компания «Ньюмонт», после подключались фирмы «Бэйтмэн» и «ЭкоБэй Майнз».
Для реализации проекта «Алданзолото» построило в 90-х годах опытно-промышленный участок «Надежный», где проводились опытно-промышленные испытания как по кюветному, так и кучному выщелачиванию. Впоследствии для разработки ТЭО инвестиций привлекались такие компании как «Бэктел», «Хатч». К сожалению, перестройка не позволила в полном объеме реализовать данный проект, хотя уже в 1996 г. на основании технологического регламента «Иргиредмета» компанией «Золото проект» был разработан проект установки КВ производительностью 1,5 млн т руды в год. И только спустя почти 20 лет «Полюс», который стал собственником «Алданзолота», вновь проявил интерес к данной технологии.
Особая заслуга в истории Куранаха принадлежит Ращенко Александру Федоровичу, который в 90-х годах был главным обогатителем комбината «Алданзолото» и участвовал в разработке этой технологии, а впоследствии, работая уже в «Иргиредмете», являлся руководителем данного направления.
Заключение
В заключении хотелось бы отметить, что успех каждого проекта в первую очередь зависит от грамотного менеджмента и слаженной работы специалистов всех уровней — геологов, горняков, технологов, строителей, от стремления достичь поставленной перед собой цели и партнера, которому можно доверять решение поставленной задачи.
За славную 149-летнюю историю своего существования Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов зарекомендовал себя как надежный партнер для многих предприятий золотодобывающей отрасли России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.
Источник: zolteh.ru