Альтернатива цианидному выщелачиванию золота

Площадка для кучного  выщелачивания представляет многоугольник  с общей площадью 9936 м². При вертикальной планировке площадки с равномерным уклоном 1% на юго-запад земляные работы распределяются следующим образом: выемка грунта — 10908 м², насыпь — 12052 м³.

На подготовленную площадку укладывался слой мягкой жирной глины 300 мм с послойной укаткой 10-тонным катком. Слой глины является дополнительным противофильтрационным слоем. Объем ее составляет 2980 м³. На слой глины укладывалось гравийно-песчаное основание слоем 120 мм под асфальтобетон объемом 1198 м³.

По гравийно-песчаной подушке  укладывался горячий асфальтобетон  слоем 50 мм, который является основным несущим и гидроизоляционным  слоем против фильтрации раствора. Для кучного выщелачивания применен асфальтобетон с мелкозернистым заполнителем с наибольшим размером частиц 15 мм. Прочность при сжатии при температуре 50⁰С составляет не менее 8 кг/см². Водопроницаемость — практически нулевая.

С западной и южной стороны  выполнены лотки для сбора  раствора, который направляется в  зумпф. Рабочий зумпф объемом 50 м³ соответствует технологическим параметрам при нормальной беспрерывной работе всей технологической цепочки.

Преимуществом планируемой площадки кучного выщелачивания  над существующей, является то, что на данной площадке выщелачивание будет проходить по секциям и существует реальная возможность распределения потока раствора на пустой и насыщенный.

После подготовки площадки для отвального выщелачивания на первую ячейку было уложено 55,7тыс.т руды месторождения «Хирсхона».

С помощью стандартных  распылителей, подавалась техническая  вода из расчета 10 л/ч/м² в течение пяти суток. Затем производился замер уровня рН в растворе и с добавлением каустической соды рН доводился до 10,3. После достижения уровня рН в растворе начиналась подача цианидного раствора из расчета концентрации цианида в растворе до 300 мг/литр и из расчета 1,5 литра на одну тонну выщелачиваемой руды.

Насыщение раствора цианидом происходило в  течение пяти суток, а затем, по мере необходимости, производили новую  подачу цианидного раствора. Контроль дозировки цианида производился в зумпфе насыщенного раствора ежечасно.

Процесс выщелачивания продолжался в  течение 94 суток до полного прекращения  прироста извлечения золота. После  завершения выщелачивания и окончательной  перекачки насыщенного раствора с кучи и очистки всех зумпфов  от раствора, процесс переводился  в режим промывания (обеззараживание  от цианида натрия).

Данный  режим предназначен для промывки кучи. До начала цикла промывки прекращается подача цианида, и в течение десяти суток имеющийся раствор через  колонну угля полностью перекачивается в хвостовой зумпф существующей фабрики. Затем техническая вода с фабрики прокачивалась через  кучу до тех пор, пока концентрация цианида в оборотном потоке не стала ниже 50 мг/литр. После полного  осушения кучи отработанная руда вывозилась на территорию хвостового хозяйства  для дальнейшего захоронения.

На  рис.1 представлены кинетические кривые выщелачивания золота из руды в процессе промышленных испытаний. Как видно  из рисунка, в течение 67 суток скорость выщелачивания золота примерно одинаковая, в последующие сутки переход  золота в раствор замедляется, и  кривая выщелачивания выполаживается.

Ниже  приведены итоговые результаты отвального выщелачивания руды месторождения  «Хирсхона». (табл.3).

При переработке 55,7 тыс.т руды содержанием 0,60 г/т за 95 суток получено 18604 г золота при извлечении последнего 55,6%. При этом расход цианида составил 0,13 кг/т, каустической соды — 0,32 кг/т. 

 

Таблица 3. Результаты отвального выщелачивания руды месторождения «Хирсхона»

Содержание золота, г/т	0,60
Количество полученного золота, г	18604
Извлечение, %	55,6
Продолжительность выщелачивания, сут.	95
Расход каустической соды, кг/т	0,32
Расход цианида натрия, кг/т	0,13
Расход раствора, м3/т	0,83

 

Золотоизвлекательная фабрика СП «Зеравшан»

Карьер золотосодержащих руд Джилау (Республика Таджикистан)

Подготовка площадки для кучного выщелачивания

Погрузка руды на карьере

Рис. Кинетическая кривая «отвального» цианидного выщелачивания золота в процессе промышленных испытаний

 

 

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДОБЫЧИ И КУЧНОГО

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА 

 

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 %.

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 разведанным запасам золота Казахстан занимает 10 место в  мире (3-е в СНГ), а по добыче - 13,4 т - 25-е место (4-е в СНГ) [3]. Запасы золота в целом по республике оцениваются  примерно в 800 т, при этом среднее  содержание металла в руде составляет 6,3 г/т (для разрабатываемых месторождений  этот показатель в среднем равен 9 г/т). Государственным балансом Республики Казахстан учтены запасы по 237 объектам, из которых 122 коренных, 81 комплексных  и 34 россыпных (рис.3).

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.

 

 

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.).

Основными показателями геологоэкономической оценки рассматриваемых месторождений могут служить запасы руды (металла) и содержание золота в руде. По 40 месторождениям преобладают малые месторождения (22-23 объекта) с запасами руды до 100 тыс. т (золота до 1 т). Известно всего два месторождения (Аксакал и Кенжем, рудник Акбакай) с запасами свыше 1 млн. т руды и более 10 т металла в руде. Запасы руды на 5 других месторождениях составляют от 100 тыс. т до 1 млн. т.

В некоторых странах отработка  малых месторождений считается  экономически эффективной при содержании золота 7,8-8,3 г/т. Среди казахстанских месторождений золота таких почти половина, и запасы в них, исключая Алтынсай, не превышают 100 тыс. т руды. В ряде месторождений (Жаксы, Сев. Байлюсты и др.) содержание золота значительно превышает 20 г/т, а самое высокое наблюдается в рудах Алтынсая – 36,9 г/т. Характерно, что всего лишь четыре месторождения характеризуются содержанием золота 4,2 г/т и менее.

Постепенное уменьшение запасов богатых легкообогатимых руд и увеличение потребности в золоте приводит к тому, что в переработку вовлекаются бедные, сложные по минеральному составу, содержащие вредные примеси руды. Доля золотодобывающихпредприятий, перерабатывающих упорные, сложные по минеральному составу руды, в последнее время увеличилась. В Казахстане 41% собственно золоторудных месторождений легкообогатимы, более половины относятся к категории технически упорных. Особенностями подобных руд являются тонкая вкрапленность, высокое содержание сульфидов, наличие минеральной органики и мышьяковистых минералов и т. п.

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 методявляется наиболее приемлемым для извлечения золота. Но токсичность вследствие использования цианидов и необходимость обезвреживания образующихся стоков являются основными его недостатками. Тем не менее, большое количествозолотоизвлекательных фабрик работает с применением именно этого метода [4].

В настоящее время на территории Казахстана с применением метода извлеченияспособом кучного выщелачивания отрабатываются многие месторождения: Васильковское, Пустынное, Жанан, Центральный Мукур, Большевик, Мизек, Миялы, Суздальское, Карьерное (рудные отвалы), Жерек и Далабай. Для крупных месторождений содержание извлекаемого золота в рудах может быть не более 0,65-0,82 г/т, а при больших объемах производства (несколько миллионов тонн) – 0,35-0,65 г/т.

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.