МЕРОПРИЯТИЯ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО СЕЗОНА КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА И ОПЫТ ПРЕДПРИЯТИЙ РАБОТАЮЩИХ В КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Бобоев И.Р.,Гаврилов С.,Васильев Р.А.,Стрижко Л.С.

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»


Номер: 5-1
Год: 2015
Страницы: 51-55
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

кучное выщелачивание, цианирование, теплоизоляция, подогрев растворов, месторождение. Kaywords: heap leaching, cyanidation, insulation panel, heating of solution, deposit

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье приведены технологические решения, принятые для успешной эксплуатации процесса кучного выщелачивания в условиях крайнего севера. Показано, что эффективная работа в холодный период обеспечивается, в основном использованием теплоизоляции верхнего слоя рудного штабеля, капельным орошением рудных штабелей и подогревом кучи и цианистых растворов.

Текст научной статьи

Технология добычи золота методом кучного выщелачивания (КВ) известна на протяжении порядка ста лет. Успешному внедрению данной технологии способствуют небольшие капиталовложения, сокращенные сроки подготовки производства, низкая себестоимость извлечения золота, возможность отработки малых рудных месторождений, тех, которые экономически нецелесообразно отрабатывать традиционным фабричным методом, быстрая окупаемость проектов, высокая производительность труда при минимальной численности рабочих и отсутствие энергоёмких и материалоёмких операций. В США сегодня действуют более 100 предприятий применяющих технологию кучного выщелачивания золота, в то время как в России проходит успешное промышленное освоение всего лишь на нескольких горных предприятиях. Поэтому на сегодняшний день объемы добычи золота по этой технологии незначительны. Основные запасы золота в России сосредоточены в районах с холодным климатом - северный регион [2]. Опыт внедрения технологии кучного выщелачивания показали, что на эффективность процесса, в условиях свойственных этим регионам, отрицательное тормозящее влияние имеет холодный климат. Это объясняется тем, что отрицательная температура существенно ухудшает условия и скорость миграции металлоносных растворов вследствие чего в зимний период происходит замерзание кучи. Поэтому основной задачей повышения эффективности кучного выщелачивания в России является создание условий для увеличения продолжительности промышленного сезона. Для решения задачи - увеличения продолжительности сезона, специалистами на основании опыта применения кучного выщелачивания в условиях севера, предлагаются следующие мероприятия, направленные на улучшение эффективности внедрения данной технологии [1-13]: - использование снежного покрова как естественного теплоизолирующего верхнего слоя рудного штабеля (например, а/с «Селигдар» на месторождении Самолазовское и др.); - сооружение рудного штабеля в кюветах (а/с «Амур»); - укрытие штабеля в холодный период времени полимерной пленкой с подачей теплого воздуха под покрытие (ОАО «Покровский рудник», а/с «Селигдар» и др.); - подогрев рабочих растворов, используемых для орошения рудного штабеля (ОАО «Покровский рудник», ГРК «Апсакан», а/с «Селигдар» и др.); - теплоизоляция рудного штабеля слоем горнорудной массы (в среднем более двух метров поверх укладываемой оросительной системы), теплозащита дренажных коммуникаций слоем минеральной ваты (ОАО «Приаргунский горно-химический комбинат»); - обоснованное размещение площадки под кучное выщелачивание с учетом максимального эффекта использования солнечной радиации и наименьшего воздействия ветровой энергии; - реализацию технических решений, исключающих укладку смерзших рудных материалов в рудный штабель. - использование в качестве рабочих растворов солей и антигололедных реагентов с присадками с низкой температурой эвтектикой; - сооружение поверх штабеля теплозащитных устройств и укрытие системы орошения; - послойная укладка окомкованых и окускованных пород с их легкорастворимыми солями металлов с большой теплотой образования их водных растворов: - введение в нижнюю часть штабеля воспламеняющейся горючей жидкости; - укладка в основании штабеля электрода в виде металлической сетки, укрытой мешковиной или тканью, с дальнейшим воздействием на нее сверхвысокочастотным электромагнитным полем или пропусканием через нее электрического тока; - размещение комплекса устройств для сбора и переработки насыщенных растворов ниже границ сезонного промерзания грунтов; - изготовление днища и боковых стенок штабеля из негорючих материалов с размещением в слое грубообломочных пород мембраны для разделения продуктивного и использованного раствора [2]. Следует отметить, что большинство из перечисленных мероприятий в настоящее время нашли свое применение. В работе подробно рассмотрены некоторые из этих предприятий и применяемые меры по увеличению сезона кучного выщелачивания. Годовой график стадий цикла КВ на разных месторождениях различен. Например, на месторождении «Самолазовское» дробление руды осуществляется с марта по декабрь, окомкование с мая по сентябрь, переработка с мая по декабрь, а на месторождении «Межсопочное» дробление руды осуществляется с марта по апрель, окомкование с мая по июль, переработка с мая по ноябрь [3]. Опыт внедрения КВ в северных условиях России и за рубежом показал высокую эффективность процесса. В качестве примера внедрения КВ рассмотрим некоторые месторождения, расположенные в сложных климатических условиях. В составе артели старателей «Селигдар» два горнодобывающих участка: участок «Самолазовский» (месторождения «Самолазовское» и «Гарбузовское») и участок «Межсопочный». Средняя годовая температура воздуха в г. Алдан составляет минус 6 оС. Самый холодный месяц - январь со средней месячной температурой минус 27,1 оС. При благоприятных погодных условиях запуск технологической установки осуществляется в первой половине мая. Орошение штабелей комбинированное, на основе капельной системы, состоящей из напорных эмиттеров и устройств типа Wobbler [1, 3]. Подача растворов корректируется как визуально, так и при помощи учёта подачи растворов на каждую отдельно взятую секцию с помощью электромагнитных расходомеров. Максимальная подача ограничивается при образовании на поверхности луж раствора, которые свидетельствуют о том, что подача раствора превышает проницаемость руды. Температура растворов в летний период колеблется от 9 до 14 градусов. При подготовке к работе в зимний период времени проводится ряд мероприятий, направленных на продление эффективности процесса выщелачивания: закапывание шлангов оросительной системы, утепление напорной и приёмной магистралей, установка котлов нагрева рабочих растворов. В процессе работы в зимний период времени отмечено, что на поверхности рудного штабеля образуется прослойка «воздух-лед-снег». Данная естественная теплоизолирующая прослойка является дополнительным фактором, позволяющим вести процесс выщелачивания длительное время. Заблаговременно до остановки установок производится наморозка растворов на поверхность штабелей с целью их сохранения и использования в следующем сезоне [3]. Другое предприятие, АО «ГМК Казах Алтын» ведет добычу и извлечение золота на руднике «Аксу», методом кучного выщелачивания. Там пущен в эксплуатацию участок кучного выщелачивания производительностью 500 тыс. тонн руды в сезон. На переработку направляется руда карьерной добычи. Руда подвергается трехстадиальному дроблению и окомкованию с цементом, укладывается в штабель и орошается цианистым раствором. Для извлечения золота из растворов используется угольная сорбция [4]. С целью круглогодичной эксплуатации установки КВ, фирма «Smoky Valley Mining» смонтировала систему подогрева оборотного обеззолоченного раствора, подаваемого на выщелачивание. Раствор после сорбции золота пропускают через зумпф с двумя погружными горелками, где его температура повышается до + 17 °С при температуре окружающего воздуха -9 °С. Горелки потребляют 11350 л/сутки дизельного топлива. При нагревании раствора разрушается до 50 % NaCN, среднегодовой расход которого составляет 0,3 кг на 1 т руды. Площадка размером 880x76 м разбита на 23 секции, имеющие индивидуальные системы орошения и подъездные пути. В любой момент 19 секций находятся на выщелачивании, по одной на промывке, дренаже раствора и загрузке. Площадка одной секции является свободной. Загрузка и разгрузка одной секции продолжается 2 суток, первоначальная высота куч составляет 4,3 м. В 1984 г. фирма усовершенствовала процесс, перейдя на длительный период обработки куч высотой до 10,7 м с добавкой сухой извести в обрабатываемую руду. В результате нововведений производительность установки увеличилась вдвое, достигнув 13,1 тыс. тонн в сутки. На карьере добываемую горную массу делят на три сорта: руду с содержанием золота более 0,515 г/т, бедную руду (0,514-0,274 г/т) и породу. Коэффициент вскрыши составляет 2,8. Руда с содержанием золота свыше 0,5 г/т дробится и выщелачивается в кучах, бедная руда подается на выщелачивание без дробления. Себестоимость 1 г золота составляет 7,1 долларов США [4]. Компания «Данк» начала производить работы по кучному выщелачиванию золота и серебра из руд месторождения «Мизек» в 2002 году. Производственная мощность рудника позволяет перерабатывать более 1 млн. тонн руды в год. В товарном эквиваленте более 1 тонны золота и более 1,5 тонн серебра. Технологическая схема процесса переработки руд месторождения «Мизек» кучным выщелачиванием, в том числе в зимний период, включает в себя следующие операции: двухстадиальное дробление с грохочением перед второй стадией, агломерация с использованием портландцемента, укладка агломерированной руды в штабель радиальным укладчиком, выщелачивание из руды золота цианистым раствором, сорбция растворенного золота активированным углем, с получением насыщенного сорбента и обеззолоченного раствора, который подкрепляется необходимыми реагентами и возвращается в технологический процесс, десорбция золота с активированного угля, регенерация угля, электроосаждение золота, получение сплава Доре. Другой пример - корпорация «Kinross Gold», которая успешно проводит кучное выщелачивание на руднике «Refugio», расположенном в высокогорье чилийских «Анд» на высоте 4200 м над уровнем моря. На руднике «Refugio» используют технологию кучного выщелачивания с производительностью 40000 тонн в день. Средняя температура зимой - 20 °С. Для данной местности характеры сильные ветра, достигающие 100 км/ч. Трубопровод капельного орошения засыпан слоем руды 1,2 м, что предотвращает его замерзание в зимний период. Производство началось в 1996 году и приостановилось в 2001. Затем была проведена реконструкция, на которую было затрачено 134 млн. долларов США и производство возобновилось в 4-м квартале 2005 года. Руда дробится до размера куска меньше 10 мм на трехступенчатой дробилке производительностью 2085 т/час. Извлечение золота от 60 до 65 %. Укладка штабеля и выщелачивание руды ведется 365 дней в году. Руда выгружается самосвалами на пленку толщиной 1,5 мм в 7-метровые слои. Раствор цианида подается к руде через скрытую трубу капельного орошения. Насыщенный раствор собирается в открытые резервуары и перекачивается на золотоизвлекательную установку, работающую на базе активированного угля. Кинетика выщелачивания золота падает незначительно зимой и возрастает летом [4]. Для извлечения рудного золота впервые в Магаданской области применён метод кучного выщелачивания предприятием ОАО «Омолонская золоторудная компания». Там перерабатывают руду с низким содержанием золота непосредственно на участке КВ месторождения «Биркачан». В 2011 г. извлечено более 100 кг золота. Учитывая сезонный характер производства КВ, полученные результаты опытно-промышленных работ показывают, что испытания проходят успешно. Доказана эффективность применения метода кучного выщелачивания по переработке «бедных» руд месторождения «Биркачан» в условиях Крайнего Севера [6]. Месторождение Воронцовское является одним из немногих в России, где используется одновременно две технологии для переработки двух типов руд: переработка окисленных руд методом кучного выщелачивания отсыпкой в штабели и переработка первичной руды методом «уголь в пульпе» на золотоизвлекательной фабрике. Производительность по руде - 600 тыс. т/год. Месторождение относится к I группе промышленной ценности. Уже несколько лет кучное выщелачивание на месторождении Воронцовское круглогодично. Здесь впервые в России применена технология зимнего кучного выщелачивания, позволяющего вести добычу драгоценных металлов в круглогодичном режиме. Технология включает в себя следующие стадии: рудоподготовка с формированием штабелей окомкованной руды, выщелачивание золота и серебра из руды слабым раствором цианида натрия, выделение золота и серебра из растворов c осаждением на цинковую пыль на установке Меррилл-Кроу и получением осадка драгоценных металлов, переработка цинкового цементата (сушка, плавка) с получением золотосеребрянного сплава. После завершения выщелачивания поверхность рудного штабеля подвергается санитарно-защитной рекультивации с целью предотвращения негативного воздействия на окружающую среду [7]. В 1993 г. для месторождения «Майское» был разработан ОАО «Иргиредмет» технологический регламент, а институтом «Сибгипрозолото» выполнен проект КВ на 100 тыс. тонн в год. В начале 1994 г. ЗАО ЗДК «Золотая звезда» был достроен рудник «Майский», а в июне 1994 г. произведен запуск первой блок-секции в 50 тыс. тонн. Технология КВ включала следующие операции: дробление по классу -10 мм, укладка руды в штабель, орошение рудного штабеля раствором цианистого натрия с концентрацией 0,4 - 0,5 г/л и рН = 10 - 11 при плотности орошения 150 - 160 л/м2 в сутки, сбор золотосодержащих растворов, осаждение из растворов цинковой стружкой, обработка золотоцинковых осадков кислотой, сушка и прокалка осадков, плавка осадков с флюсами и получение золота лигатурного в слитках, обезвреживание отработанных рудных масс. Это технология позволяет компании даже в непростых условиях продолжать наращивание производственных мощностей [8]. Большой интерес для использования при КВ золота на месторождениях России представляет практика работы фабрики корпорации «Viceroy Resources» из Ванкувера на месторождении «Браувери Крик» в Юконе, Канада. Это месторождение привлекло к себе большое внимание, так как технология КВ до настоящего времени не применялась в таких удаленных северных районах, где температура зимой достигает минус 45 °С и держится длительное время. Общее извлечение золота составляет 78 % при содержании 1,45 г/т с его ежегодной добычей на уровне 2,5 тонн, при производительности рудника 2,3 млн. тонн руды в год. Добыча руды осуществляется 7 - 8 месяцев, а выщелачивание - круглогодично. Вся площадка делится на 10 отсеков, разделенных полихлорвиниловой (ПВХ) - перегородкой высотой 1 м, проходящих по длине площадки. Использование отдельных отсеков обеспечивает возможность применения выщелачивающего раствора в одном отсеке при одновременном проведении промывки и обезвреживания, руды в других отсеках. Откачка в нижнем конце площадки позволяет возвращать насыщенный раствор из отсеков на фабрику при одновременной циркуляции промывочного раствора. Цианистый раствор на штабель подается при использовании 12 мм капельных эмиттеров по 100 мм трубопроводу с очень низкой плотностью орошения 0,001 л/м2 в мин. В зимний период система орошения покрывается 4 - метровым слоем исходной руды для обеспечения теплоизоляции, все наружные трубопроводы изолируются, для подогрева растворов используют тепло отходящих от дизельгенераторов газов. Имеются также резервные единицы электрогенераторов и насосов для бесперебойной работы предприятия. Это позволило поддерживать температуру растворов на уровне 8-12 °С. Опыт золотодобывающих предприятий, освоивших технологию кучного выщелачивания золота даже в суровых климатических условиях[1-13], значительные запасы и прогнозные ресурсы рудного золота, многочисленность мелких и средних месторождений, а также огромные запасы золотосодержащего техногенного сырья, накопившегося за многие десятилетия в отвалах и хвостохранилищах золотоизвлекательных и обогатительных фабрик цветной и черной металлургии, и, наконец, улучшение инвестиционного климата в странах СНГ, совершенствование правовой базы - все это дает основание оптимистично смотреть на развитие здесь золотодобывающей промышленности, в частности, на расширение производства золота методом кучного выщелачивания. Широкое внедрение КВ позволит значительно поднять объем золотодобычи в России.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.