Нужны новые технологии извлечения драгметаллов из руд

Россыпное золото, которое сравнительно легко добывать, используя гравитационные приемы, в мире и в том числе в России иссякает. Для добычи драгметаллов из расссеянного состояния, из глубоко залегающих и сложносоставных рудных тел, нужны иные технологии. Добыча металла с помощью гравитационного способа извлечения при этом неэффективна. Значительная часть этих технологий пришла из прошлого века с добычи не золота, а никеля и меди.

Основных технологий обогащения руд драгоценных металлов применяется сейчас несколько. Это кучное выщелачивание, гравитационно-флотационный цикл, уголь в пульпе (CIP), биовыщелачивание.

Технология кучного выщелачивания основана на гидрометаллургических процессах, при которых сложенная в штабель дробленая руда орошается цианистым натрием. В результате драгметалл извлекается из руды в раствор, затем раствор очищается путем фильтрации, и золото извлекается методом цементации или сорбции и электролиза. Различные виды выщелачивания в основном построены на селективном растворении металлов за счет их окисления в результате взаимодействия с химическими реагентами и преобразования в легкорастворимые соединения, из которых легко извлечь осажденные металлы. Помимо различных видов выщелачивания – химического, бактериального, электрохимического и радиационно-химического, существуют также разные технологические схемы этого способа обогащения руд – автоклавное (в том числе перспективная технология Activox), кучное или подземное шахтное и скважинное выщелачивание.

Специалисты считают, что, поскольку при выщелачивании цианидом используются высокотоксичные реагенты, эти методы требуют значительных затрат на проведение мероприятий по защите окружающей среды.

Бактериальное выщелачивание металлов из руд может происходить под прямым воздействием как различных групп микроорганизмов, так и продуктов их жизнедеятельности – метаболизма, или других органических веществ. В этом процессе окисление минералов стимулирует клетка микроорганизма, она же выступает в качестве катода в электрохимической модели выщелачивания. Минерал становится анодом, окисляется и разрушается, высвобождая ценные компоненты. При бактериальном выщелачивании сульфидных мышьяковистых руд (такие месторождения встречаются в Якутии и на Камчатке) тионовые бактерии путем окисления разрушают кристаллическую решетку сульфидов и вскрывают пирит или аресенопирит, обеспечивая реагентам доступ к вкраплениям золота. В результате обеспечивается высокая степень извлечения металла, около 90%, тогда как без предварительной бактериальной обработки упорных руд выщелачивание золота не превышает 30-50%.

Биовыщелачивание также может проводиться за счет окисления минеральных руд с помощью мутирующих бактерий – мутагены увеличивают концентрацию раствора в золоте в четыре-пять раз по сравнению с выщелачиванием обычными бактериями.

Перспективность технологии обычно определяется тем, насколько она подходит для данного типа руды. Наиболее дешевое по затратам – кучное выщелачивание. Однако у этого способа невысокие показатели извлекаемости, и не для всех типов руд оно подходит. Также часто не дает высокого коэффициента извлечения драгметаллов и гравитационно-флотационный цикл.

В России и СНГ биовыщелачивание внедрено на Олимпиадинском месторождении "Полюс Золота" и месторождении Суздаль в Казахстане (разрабатывает Северная золоторудная компания, "Северсталь"). В то же время для руд целого ряда крупных, еще не вовлеченных в отработку месторождений, в том числе Майского, Нежданинского, и казахстанского Бакырчика, это единственная возможная технология. Более широкому применению биовыщелачивания мешают нестабильность извлекаемости при изменении характеристик руды, технологическая сложность и высокая стоимость таких проектов.

Кроме того, в холодном климате для работы бактерий необходимо поддержание стабильной температуры, а значит, нужны дополнительные энергозатраты – это особенно актуально для расположенного на Чукотке Майского. При условии решения этих проблем биовыщелачивание, безусловно, наиболее многообещающая технология. Недостатком технологии бактериального выщелачивания металлов является ограниченность поля существования и функционирования большинства микроорганизмов, на которые влияют такие параметры среды, как температура, давление.

Значительный прорыв в использовании метода биовыщелачивания руд драгметаллов должна обеспечить возможность применения этой технологии в холодном климате под открытым небом, в режиме кучного или кюветного выщелачивания. Аналогичные процессы разработаны для никелевых и медных сульфидных руд, и их применение на золотосульфидных рудах, видимо, не будет иметь радикальных отличий, хотя и потребует специального подбора экономичных и эффективных реагентов–растворителей золота.

Еще одним потенциально весьма перспективным методом может стать сочетание автоклавного и бактериального выщелачивания – с использованием бактерий, которые могут жить под высоким давлением и аналоги которых обитают в подводных вулканах Мирового океана на большой глубине.

Новые технологии золотодобычи российские компании планируют применять практически на каждом из крупных проектов, которые уже введены в строй или будут запущены в ближайшие годы.

Из-за холодного российского климата добыча золота методом кучного выщелачивания чаще всего ведется сезонно, тогда как в теплой Австралии работы идут круглый год. Однако российские золотодобывающие компании уже научились использовать кучное выщелачивание в условиях низких температур, например, в Нерюнгринском и в Алданском улусах в Якутии, в Амурской области на рудниках Покровский и Пионер, на севере Урала на месторождении Воронцовское. Подконтрольная "Северстали" компания "Нерюнгри-Металлик" выщелачивает руды при средних зимних температурах -35°C.

Представители золотодобывающих компаний отмечают, что сложности внедрения новых технологий в золотодобыче сейчас заключаются не только в нестабильности или несовершенстве некоторых процессов, но и в работе оборудования, с помощью которого ведется добыча и обогащение руды.

Например, "Иргиредмет", с которым "Золото Камчатки" сотрудничает при внедрении технологий золотодобычи на всех своих месторождениях, поставляет вместе с технологическими решениями китайское оборудование. Дело в том, что другого оборудования российские золотодобывающие компании получить, как правило, и не надеются. Из-за чрезвычайного взлета цен на драгметаллы возник бум инвестиций в отрасль и, соответственно, ажиотаж на рынках горнодобывающего оборудования и техники.

Чтобы получить лодеры – подземные погрузчики, необходимо сделать предоплату и ждать после заказа 12-18 месяцев. В условиях современного производства это невероятно долго, так что приходится либо очень долго ждать, либо покупать менее качественное оборудование и "доводить его до ума". Кроме того, российские производители не успевают производить оборудование в соответствии с новыми технологическими требованиями, а китайцы перестраиваются быстрее, изготовляют его в соответствии с последними мировыми тенденциями. Однако в исполнении у них постоянно возникают проблемы.

Например, китайская механика оказалась вполне достойной, а вот футеровки (защитные облицовки.– BG) на мельницах самоизмельчения оказались из очень мягкой стали, не соответствующей требованиям технологии". Сначала покупатели потребовали у китайцев поменять футеровки, однако после нескольких замен выяснилось, что поставщики вообще не способны обеспечить надлежащую устойчивость металла к агрессивной среде. В итоге компания заказала легированную марганцем сталь в России. В "Золоте Камчатки" отмечают, что в целом настороженно относятся к тому, что международные производители горной техники переносят свое производство в КНР. В частности, снижается качество подземного оборудования или качество грузовиков у компании Caterpillar.

На ряде африканских месторождений, где работает "Урал Платина Холдинг", не всегда качественно работают компьютеры на китайском оборудовании. Также очень большой проблемой Сергей Минеев считает дефицит износоустойчивых шин для горной техники, которые выпускает крайне ограниченное число производителей.

В целом в "Золоте Камчатки" технологических трудностей не боятся: "У нас очень сильная команда, которая постоянно совершенствуется. Сейчас мы работаем над тем, чтобы повысить стабильность работы, исключить пиковые нагрузки, которые быстро приводят к износу оборудования. Например, решили поставить на Агинском второй сгуститель. На этом оборудовании сгущают пульпу, для того чтобы повысить процентное содержание твердого вещества, его было 20-30%, а сейчас 40%".

По данным компании "Полиметалл", технология автоклавного выщелачивания будет применяться при переработке упорных руд ГОК в Амурске. Компания недавно уже запустила пилотную флотационную установку для получения концентратов из золотосодержащих руд.

В последнее время наблюдается некий застой в развитии традиционных технологий золотодобычи: По многим видам технологий мы подошли к пределу. Мельницы уже невозможно делать больше - некуда! Некуда больше вместимости 360-400 тонн делать и самосвалы. Современные гидравлические ковши вмещают 25 куб. м или 50 тонн руды – это тоже предельное технологическое решение. При этом высокие технологии появились, но еще не стали массовыми из-за нестабильности работы. Дальнейшее совершенствование золотодобычи будет происходить не за счет укрупнения конструкций, а за счет IT-технологий, в частности, таких как GPS-позиционирование механизмов, которое не позволяет крупным механизмам совершать непроизводительные действия.