Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НЕОБХОДИМОСТИ КАЧЕСТВЕННОГО УЛУЧШЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА

Кожогулов К.Ч. 1, 1 Битимбаев М.Ж. 2 Джумабаев Е.И. 3
1 Институт геомеханики и освоения недр НАН Кыргызской Республики
2 РОО «Национальная инженерная академия Республики Казахстан»
3 Институт геологических наук им. К.И. Сатпаева Республики Казахстан
Опыт золотодобывающих пред­приятий, освоивших технологию кучного выщелачивания золота даже в суровых климатических условиях, 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 стране, совершенствование правовой базы – все это дает основание оптимистично смотреть на развитие золотодо­бывающей промышленности и, в час­тности, на расширение производства золота методом КВ.
кучное выщелачивание
золота
запасы
отвалы
хвостохранилища
метод
1. Битимбаев М.Ж., Орынгожин Е.С., Джумабаев Е.И. Отчет по теме НИР «Создание инновационной технологии кучного выщелачивания». – Алматы: Национальная инженерная академия РК, 2012–2014. – 134 с.
2. Битимбаев М.Ж., Орынгожин Е.С., Джумабаев Е.И. Обоснование инновационной технологии интенсивного кучного выщелачивания на месторождении Акжал Восточного Казахстана // Труды международного форума «Инженерное образование и наука в XXI веке: проблемы и перспективы», посвященного 80-летию КазНТУ им. К.И. Сатпаева. – Алматы. 2014. – С. 26–31.
3. Нарсеев В.А., Рафаилович М.С., Дьячков Б.А. Золоторудный потенциал Казахстана // Сборник «Гигантские месторождения золота Центральной Азии. Укрепление золоторудного потенциала Казахстана. – Алматы: Академия минеральных ресурсов РК, 2014. – С. 10–12.
4. Волков А.В. Перспективы развития золотодобычи в Казахстане (краткий обзор) // Золото и технологии. – Алматы, 2011. – № 3. – 112 с.

Главными типами руд, пригодными для цианирования и цианидного кучного выщелачивания, являются:

- окисленные руды,

- сульфидные руды, в которых благородные металлы не являются тесно ассоциированными с сульфидными минералами;

- руды коренных месторождений и россыпи, содержащие тонкое золото или частицы с высоким отношением площади поверхности к весу.

Пригодность для кучного выщелачивания определяется по следующим основным признакам:

- наличие благородных металлов в окисленной руде или в свободном виде;

- высокая пористость и проницаемость пород, заключающих оруденение;

- наличие благородных металлов в рудах низкой пористости, но с повышенной трещиноватостью или легко высвобождающихся после дробления;

- отсутствие в руде углистого материала или других сорбентов, вызывающих преждевременную адсорбцию или осаждение золота и серебра из продуктивного раствора;

- низкое содержание в руде металлоцианидных комплексов, «оттягивающих» на себя цианиды и нарушающих ход реакции растворения;

- низкое содержание в руде глинистого компонента и других тонких фракций, препятствующих равномерной циркуляции выщелачивающего раствора (если в исходном материале для штабеля чрезмерно много такого материала, необходима его предварительная агломерация);

- отсутствие в руде кислотообразующих ингредиентов, обусловливающих повышенное потребление цианида и материалов подстилки.

Следовательно, кучному выщелачиванию подвергают сырье, в котором золото (и серебро) находится преимущественно в цианируемой форме, т.е. свободное (самородное) или в сростках в основной своей массе. К такому виду сырья можно отнести окисленные руды или коры выветривания коренных месторождений, отработка которых возможна открытым способом, а также смешанные руды, без четкого разграничения между окисленными и первичными их разновидностями, забалансовые рудные отвалы, кварцевожильные руды со свободным золотом, часть техногенного сырья (лежалые хвосты ЗИФ и ОФ) и текущих хвостов переработки золотосодержащих руд.

Не подлежат переработке методом кучного выщелачивания первичные руды, в которых золото (серебро) тонко вкраплено в сульфиды, руды, в которых присутствует углеродистое вещество, сорбционно-активное к цианидному
комплексу.

Важным фактором, ограничивающим использование технологии КВ, является наличие глинистых материалов в сырье. Глины, обладая низкими фильтрационными свойствами и способностью к набуханию, препятствуют проницаемости продуктивных растворов, замедляя процесс выщелачивания и снижая извлечение золота. В этом случае действенным способом является предварительное окомкование (агломерация).

Исходя из изложенных выше основных принципов и условий применения кучного выщелачивания, опыта работы казахстанских предприятий, достигнутых технико-экономических показателей производства и отрицательных факторов, объективно препятствующих улучшению этих показателей, в статье определены задачи, решение которых позволяет устранить указанные факторы.

Поставленные задачи решены разработанными и внедренными технологическими режимами и техническим оснащением.

Современная технология кучного выщелачивания благородных металлов получила свое развитие в основном в последние 40 лет, хотя применение этого метода имеет давнюю историю.

Впервые технологическую возможность выделения золота из окисленной среды в раствор на основе цианистого натрия NaCN показал в 1852 г. химик П. Багратион (Россия).

В настоящее время примерно половина мировой добычи золота приходится на технологию кучного выщелачивания. Несмотря на довольно большой объем исследований, технология кучного выщелачивания в бывшем СССР долго не была востребована из-за преобладавшего здесь простого и выгодного способа добычи золота из аллювиальных россыпей. Первая установка была запущена в Казахстане на Васильковском ГОКе в 1991 г.

География размещения установок КВ в основном определяется продолжительностью (4 – 7 мес.) периода с относительно высокими (10 °С и более) температурами. Короткое лето обуславливает сезонный характер работы установок КВ, когда в теплое время года осуществляется растворение металла, а в холодное – рудоподготовка сырья.

Качество перерабатываемого сырья различно. Частично это бедные и забалансовые руды, а также техногенные отходы с содержанием золота 1,5-2,0 г/т, в подавляющем большинстве – рядовые руды с содержанием от 2 до 5 г/т. Имеют место попытки переработки богатых руд с содержанием золота 8-35 г/т.

По величинам производственных мощностей отечественные установки КВ приближаются к средним ЗИФ (300-600 тыс. т в год). Объем добычи золота на предприятиях КВ колеблется от нескольких десятков килограммов до 1,0-2,5 т в год. В 2014 г. способом КВ в Казахстане было добыто около 8,0 тонн золота.

Рудоподготовка сырья к выщелачиванию на большинстве действующих установок КВ осуществляется с применением двух- или трехстадийных схем дробления с грохочением до крупности – 10 (– 20) мм, реже до – 5 мм. Техногенное тонкоизмельченное сырье (хвосты от переработки руд на фабриках), содержащее 50-70 % материала класса – 0,074 мм, не требует дробления и его подвергают, наоборот, предварительному окомкованию перед кучным выщелачиванием.

Гидроизоляционное основание создается с помощью укладки и уплотнения труднофильтруемых местных глин (толщина слоя 300-500 мм), и поверх него гидроизоляционных полиэтиленовых или поливинил-хлоридных пленок толщиной 0,45-1,00 мм. Непроницаемое основание не допускает потерь продуктивных золотосодержащих растворов, а также утечки и заражения цианидами подземных вод и почвы.

Доставка руды и формирование штабеля производится автосамосвалами или с помощью системы транспортеров. Формирование рудного штабеля проводится в основном бульдозерами. Высота штабеля обычно 3-6 м.

Орошение осуществляется несколькими методами: затоплением (пруд-ками), капельным орошением, разбрызгиванием. Система орошения выбирается индивидуально, исходя из климатических условий и ветрового режима.

Временной режим работы установок КВ зависит от ряда факторов. На ряде предприятий кучное выщелачивание производится круглогодично. Применяются разные способы утепления штабеля: засыпка крупной рудой слоем 1,5-4,0 м, укрытие полиэтиленовой пленкой, создание специальных каркасов, покрытых пленкой, подогрев выщелачивающих растворов, теплоизоляция трубопроводов и комбинирование перечисленных методов.

В настоящее время на территории Казахстана методом кучного выщелачивания отрабатываются следующие месторождения: Пустынное, Жанан, Центральное Мукурское, Большевик, Мизек, Миялы, Суздальское, Карьерное (рудные отвалы), Жерек, Далабай, Комаровское, Элеваторное и Центральный Карамурын. Характеристика казахстанских объектов кучного выщелачивания приведена в таблице.

Характеристика казахстанских объектов кучного выщелачивания золота

Месторождение

Год пуска

Производительность, тыс. т/год

Тип сырья

Фазовый анализ

1

2

3

4

5

Жанан

1995

1000,0 (проектная производительность – 1500)

Окисленные руды

Цианируемое золото основная масса (65 – 70 %)

Центральный Мукур

1999

800,0

Окисленные руды

Цианируемое золото основная масса (55 – 60 %)

Миялы

1999

300,0

Окисленные руды

Цианируемое золото основная масса (70 – 75 %)

Суздальское

1999

500,0

Окисленные руды (коры выветривания)

Цианируемое золото основная масса (80 – 95 %)

Мизек

2000

100,0

Окисленные руды

Цианируемое золото –

до 70 %

Карьерное

1998–

2001

до 200

Рудные отвалы (окисленные забалансовые руды)

Цианируемое золото

Пустынное

1995

1000

Первичные руды

50 % золота в свободном состоянии (цианируемое), остальная часть связана с пиритом вдоль зон роста пирита или в виде сростков на их поверхности

Центральный Карамурун (Карамурун, Карасакал. Аммонит)

Стадия завершення строительства

450

Окисленные руды

Свободное цианируемое золото до 55 – 60 %

Комаровское

Элеваторное

2004

400 – 450

кора выветривания (глинистая)

Цианируемое золото

до 75 – 75 %. Остальное связана с породообразующими минералами

Жерек

2000

200,0

Окисленные руды (коры выветривания)

Цианируемое – до 60 %

Далабай

1998

150 – 200

Окисленные руды

Цианируемое золото

(основная масса)

Акжал

2013

700

Окисленные руды

Цианируемое золото

Жалтырбулак

2016

600

Окисленные и кварцевые руды

Цианируемое золото

Мынарал

2017

600

Окисленные и кварцевые руды

Цианируемое золото

 

Содержание Au в руде, г/т

Извлечение, % Количество Me, кг

Технологическая схема

Товарная

продукция

6

7

8

9

1,2

70–72

852

Выщелачивание – сорбция на смолу –

десорбция – электролиз

Катодный осадок

1,4

60,0

672

Выщелачивание – сорбция на смолу –

десорбция – электролиз – (плавка)

Катодный осадок (сплав Доре)

1,2–1,4

70,0

273

– // –

– // –

6–8

90.0

3150

Дробление до –12 мм – окомкованис

с цементом –выщелачивание – сорбция

на уголь – десорбция – электролиз – плавка

Сплав Доре

2,5

68 – 70

172.5

Дробление – выщелачивание – сорбция

на уголь – десорбция – электролиз

Катодный

осадок

1–1,5

60

112,5

Дробление – выщелачивание – сорбция

на уголь – десорбция – электролиз

Катодный

осадок

 

1.2–2.0

40–50

640

Дробление до кр. – 20 мм – выщелачивание сорбция на уголь – десорбция – электролиз – плавка

Сплав

Доре

1.2–1.5

60

364,5

Дробление – выщелачивание – сорбция

на смолу – десорбция – электролиз

Катодный

осадок

~ 3

70

840

Дробление – окомкование –

выщелачивание – сорбция на уголь или смолу десорбция – электролиз – плавка

Сплав

Доре

2,6

< 60

312

Дезинтеграция – дробление до – 40 мм –

выщелачивание тиосульфатом аммония

в присутствии сульфат–ионов Cu – десорбция –

цементация на цинковую пыль

Катодный осадок
(с большим содержанием меди)

2,0 – 2,5

> 60

191,4

Дробление – выщелачивание – сорбция

на смолу – десорбция – электролиз

Катодный

осадок

1,15

60

480

Дробление – окомкование – сорбция

на смолу – десорбция – электролиз

Сплав

Доре

1,2–1,3

65

468

Дробление – окомкование – сорбция

на уголь – десорбция – электролиз

Сплав

Доре

1,8–2,0

65

740

Дробление – окомкование – сорбция

на уголь – десорбция – электролиз

Сплав

Доре

Задачи, решение которых необходимо для качественного улучшения технико-экономических показателей при кучном выщелачивании и объек-тивно вытекают из установленных недостатков технологии КВ, следующие:

1. Уменьшение длительности процесса переработки выщелачивающим раствором рудной массы в штабеле (повышение интенсивности процесса);

2. Повышение извлечения золота, находящегося в рудной массе штабеля устранением «мертвых зон» в штабеле, куда не проникает выщелачивающий раствор;

3. Устранение зависимости процесса выщелачивания от температуры атмосферного воздуха и обеспечение непрерывности процесса выщелачивания в режиме круглогодичной и круглосуточной
работы.

4. Определение оптимальной высоты штабеля, при которой выщелачивающий раствор используется полностью, т.е. в сборник продуктивного раствора не попадает пустой выщелачивающий раствор и в то же время в штабеле на пути протекания выщелачивающего раствора не остается неизвлеченное из-за недостатка раствора золото.

5. Создание в зависимости от рельефа местности карты формирования штабелей оптимальной высоты, позволяющей максимально использовать площадь территории и обеспечить экономически оптимальное максимальное извлечение золота.

6. Разработка и внедрение искусственных катализаторов ускорителей интенсивности выщелачивания и повышения извлечения золота из штабелей.

7. Решение управляемости процессом выщелачивания по высоте штабеля равномерно по всей площади с целью максимального извлечения золота.

Решение указанных задач должно протекать без помех между собой, создавая единый согласованный режим выщелачивания, обеспечивающий управляемость, непрерывность и интенсивность процесса извлечения золота из штабелей руды в продуктивный раствор.

Как конечный результат решения поставленных задач должны быть подготовлены технологический регламент и техно-рабочий проект со сравнительным технико-экономическим анализом и обеспечено согласование и реализация проекта на действующем предприятии.

В качестве базового объекта для реализации в виде проекта разработанных нами решений выбрано месторождение Акжал в Восточно-Казахстанской области.

Выбор этого месторождения обусловлен тремя основными причинами:

1) возможностью внедрить разработанные в общем виде решения насущных проблем кучного выщелачивания в конкретизированном проектном оформлении в соответствии с проектом разработки месторождения в самом начале эксплуатации без многочисленных дорогостоящих изменений, т.к. производственный комплекс на месторождении только начинает работу;

2) расположением месторождения в резко континентальном регионе с высокими перепадами температур (от + 30 °– + 35 °С летом до – 30 ° – – 35 °С зимой), с ветреной дождливой и снежной погодой, что способствует проверке разработанных решений в экстремальных условиях;

3) достаточно пересеченным рельефом местности, которая в то же время не является высокогорной, т.е. имеется возможность реализации разработанных решений в сложных условиях рельефа, но без помех для доставки оборудования и материалов.


Библиографическая ссылка

Кожогулов К.Ч., Битимбаев М.Ж., Джумабаев Е.И. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НЕОБХОДИМОСТИ КАЧЕСТВЕННОГО УЛУЧШЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 8-2. – С. 131-135;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=9989 (дата обращения: 11.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074