Симпозиум по биогидрометаллургии (IBS 2011) — традиционное событие, которое проводится с периодичностью раз в два года. Первый симпозиум IBS был проведен в 1977 г. Предыдущий 18-й IBS 2009 симпозиум был посвящен вопросам экологии и защиты окружающей среды. Симпозиум IBS 2011 был более ориентирован на применение биогидрометаллургии, и тема его была озвучена следующим образом: «Биогидрометаллургия: Биотехнология — ключ к доступным минеральным ресурсам».

Важной характеристикой руды, подвергаемой кучному выщелачиванию, является проницаемость ее в штабеле. Наличие в руде большого количества тонких фракций (глины, шламы) ухудшает фильтрацию, приводит к образованию закупоренных зон внутри штабеля и каналов, что снижает извлечение ценного компонента и увеличивает продолжительность выщелачивания.

В настоящее время технология кучного выщелачивания (КВ) золота является хорошо отработанным процессом. Только в США к настоящему времени работает более 120 установок кучного выщелачивания. В России их пока только 25, однако учитывая значительную сырьевую базу, у нас есть существенные резервы развития этой эффективной технологии. Практическая реализация метода КВ позволила накопить достаточно богатый опыт эксплуатации промышленных объектов. Однако о хорошей изученности этого процесса говорить еще рано. Основную проблематику вопроса условно можно разделить на следующие категории:

Технология кучного выщелачивания характеризуется многими достоинствами, в том числе небольшими капитальными вложениями. Однако, упрощенное отношение к ней ведет к низкой эффективности производства. Чаще всего проблемы возникают из-за низкой представительности технологических проб, отобранных на месторождении. Технологические пробы в Иргиредмете тщательно исследуют и на основе характеристик руды разрабатывают регламент и проект. Если отобранная проба не представительная, могут возникнуть проблемы. Особенно тяжелая и практически неисправимая ситуация складывается, когда среднее содержание золота в руде намного ниже, чем было в технологической пробе и принято в расчете.

В последние годы для подготовки упорного сырья к цианированию начали использовать чановое бактериальное выщелачивание концентратов или руд. В мире уже действует более десятка промышленных предприятий, практикующих эту технологию /1, 2/. Однако капитальные затраты для такой технологии весьма высоки, поэтому для малых и средних месторождений не оправданы.

Для технологических цианистых растворов с концентрацией золота и серебра выше 40-50 г/м3 часто наиболее экономичным оказывается электролитический метод осаждения, не требующий применения химических реагентов и позволяющий многократно использовать растворы в обороте. Потребность в применении электролиза возникает при цианистой переработке богатых концентратов и при использовании угольно-сорбционной технологии в цикле щелочной десорбции золота и серебра с угля.

Одним из резервов эффективного использования добываемого сырья в ООО СП "Зеравшан" является вовлечение в переработку накопленных отвалов, бедных и забалансовых руд небольших месторождений. Ранее компанией Bateman Engineer был предложен проект кучного выщелачивания бедных руд, содержащих 1,39 г/т золота с объемом переработки 5 млн. т/год. Проект предусматривал дроб-ление руды, агломерацию, штабелирование ее на площадке с последующим оро-шением цианистыми растворами. Капитальные затраты в соответствии с проектом были оценены в $55 млн.

Золотосодержащее техногенное сырье, так же как и природное низкосортное, перерабатывают с применением простых малозатратных технологий, например, кучного выщелачивания (КВ). В золотодобыче России из накопленного в больших объемах техногенного минерального сырья по технологии КВ переработаны отвалы пород Лопуховского месторождения в Якутии и эфельные отвалы золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ)

Одну из главных проблем для золотодобывающей промышленности представляют руды и концентраты, содержащие тонковкрапленное золото и серебро в сульфидах (в основном, пиритные и мышьяково-пиритные руды). По оценке экспертов доля указанных руд составляет более 40% мировых запасов золота в недрах.

Финская компания «Talvivaara Mining Company Р1с.» (ТМСР) является владельцем никелевого рудника на месторождении полиметаллических руд с одноименным названием (Talvivaara), расположенного в субарктической зоне на северо-востоке Финляндии. Измеренные и исчисленные запасы месторождения определены величиной 642 млн т руды со средней массовой долей никеля 0,23%. Кроме никеля, руда содержит в качестве попут­ных ценных компонентов медь (0,13%), кобальт (0,02%) и цинк (0,51%). Главные сульфидные минералы в руде — пирротин, пирит, халькопирит, сфалерит и петландит, суммарная массовая доля которых составляет в среднем 21%. Данная сырьевая база является достаточной для поддержания объема производства предприятия на период более 60 лет, при годовой добыче никеля 33 тыс. т, цинка — 60 тыс. т, меди — 10 тыс. т и кобальта —1,2 тыс. т. Оба рудных тела пригодны для их отработки открытым способом (экскаваторные работы), благодаря низкому коэффициенту вскрыши (примерно 1:1). До последнего времени месторождение оставалось невостребованным из-за низкого качества руд. Было сделано заключение, что его эксплуатация с использованием общепринятых (главным образом, пирометаллургических) методов, экономически не оправдывается. По ранее выполненным в исследовательском центре Оутокумпу технологическим исследованиям, проведенных после 2004 г. в ТМСР, был составлен проект предприятия с ориентацией на технологию кучного бактериального выщелачивания металлов.

Иргиредмет постоянно оценивает возможности и эффективность практического применения различных методов извлечения золота, в том числе, методом бактериального выщелачивания (БВ). В 2002 году специалисты Иргиредмета побывали на предприятиях БВ в Австралии (об опыте БВ в Австралии мы рассказывали в «Золотодобыча» № 49, 2002 г. В 2003 году специалисты Иргиредмета посетили предприятия Китая. Золотопромышленники КНР показывают пример быстрого освоения технологииизвлечения благородных металлов из руд с использованием БВ как метода вскрытия упорного золота.

В настоящее время технология кучного выщелачивания золота становится основной для переработки бедных золотосодержащих руд. Это связано с относительно невысокими затратами по сравнению с фабричными технологиями - значительным снижением затрат на рудоподготовку, отсутствием обогатительного передела, простотой применяемого оборудования, ненужностью возведения капитальных зданий и т.п. В этой технологии применяется традиционный реагент для растворения золота - цианид натрия, который является сильно действующим ядовитым веществом, особенно для организмов, использующих гемоглобин для кислородного обмена. При выщелачивании золота происходит попутное растворение различных примесей, содержащихся в руде, в частности, тяжелых металлов, которые образуют комплексные соединения.

Технология кучного выщелачивания (КВ) золота применяется в 11 регионах России — от Урала до Дальнего Востока включительно . Освоению одной из наиболее востребованных малозатратных технологий на столь обширной территории способствовал мировой и, в особенности, отечественный опыт. В СССР такой опыт был на Васильковском золотодобывающем, Забайкальском редкометалльном ГОКах и других предпряитиях, в России — на Майском руднике.

В августе 2002 г специалисты института “Иргиредмет” посетили горные предприятия Австралии, которые практикуют бактериальное выщелачивание сульфидных руд. Одна из компаний на своем предприятии имеет в работе опытно-промышленную установку кучного бактериального выщелачивания медно-никелевой руды. Сульфидные минералы составляют около 15% от общего объема руды.

Одним из эффективных способов металлургической переработки пирит-арсенопиритовых руд с тонковкрапленным золотом является бактериально-химическое окисление сульфидных золотосодержащих минералов с последующим цианированием получаемых остатков. Учитывая экстенсивность процесса бактериального выщелачивания (БВ), биогидрометаллургической обработке, как правило, подвергают обогащенные рудные материалы (концентраты).

Единственным путем создания экономически эффективного производства является внедрение новых эффективных технологий, позволяющих вовлекать в производство нетрадиционные и бедные по содержанию золота виды сырья. Одним из таких направлений является технология кучного выщелачивания (КВ), позволяющая снизить капитальные и эксплутационные затраты, вовлечь в переработку руды с содержанием даже около 1 г/т золота и повысить выработку на одного работающего с 1 кг до 5-20 кг за сезон.

Разработанная Иргиредметом технологическая схема переработки руды включает в себя следующие этапы: дробление руды; ее агломерацию с добавлением цемента; укладку рудного штабеля; орошение штабеля цианистыми растворами; угольную сорбцию золота из продуктивных растворов; высокотемпературную десорбцию с насыщенного угля; электролитическое осаждение золота из элюатов; кислотную обработку угля; термическую реактивацию угля; нейтрализацию промышленных стоков и обезвреживание рудного штабеля после окончания эксплуатации.

При запуске первой очереди золотоизвлекательной фабрики на месторождении «Пионер» в Амурской области (разрабатывает ОАО «Покровский рудник» компании «Peter Hambro Mining») по схеме «фабрика-куча» возникла проблема обезвоживания глинистых песков для укладки в штабель кучного выщелачивания. Пески спиральных классификаторов с недостаточно отмытой глиной при содержании влаги до 30% «поплыли» по конвейерам, сделав конвейерное складирование обводненных песков практически невозможным. По заданию главного инженера ЗАО УК «Питер Хамбро Майнинг» А.М.Мутьева ОАО «Иргиредмет» подготовил техническое задание на разработку конструкции специального грохота для обезвоживания мокрых глинистых песков с учетом существующего опыта обезвоживания мелких классов глинистых песков

Ожидаемые в ближайшее время показатели роста золотодобычи: в 2005 году добыча золота на Южном Урале увеличится до 4,2 тонн; в 2010 году - до 4,9 тонн. Добыча рудного золота возрастет в 2005 году до 3,7 тонн (с 2,2 тонн в 2002 году), а в 2010 году - до 4,4 тонн. Добыча россыпного золота в 2005-2010 годах будет держаться на уровне 0,5 тонны, в то время как сейчас она составляет 0,3 тонны. Сегодня в области 39 месторождений с разведанными запасами: 6 - золоторудных и 33 - россыпных.

Кучное выщелачивание, как высокорентабельный и экологически безопасный процесс золотодобычи, прочно вошло в практику золотодобычи США, Канады, Австралии, ЮАР, КНР, Мексики, Чили, Португалии и многих других стран. Внедрение этой технологии идет очень быстро и весьма эффективно. География использования кучного выщелачивания благородных металлов из различного минерального сырья (от сравнительно богатых руд с содержанием золота свыше 3 г/т до лежалых хвостов обогащения и отходов химических производств) простирается от Канады с относительно суровой зимой до Центральной Америки с очень жарким климатом и высоким уровнем выпадения атмосферных осадков. Сроки окупаемости инвестиций в создание промышленных мощностей по добыче золота методом кучного выщелачивания чрезвычайно малы, для многих горнорудных компаний, использующих кучное выщелачивание, срок окупаемости не превышает одного года. В настоящее время для крупнотоннажных бедных месторождений содержание извлекаемого кучным выщелачиванием золота в рудах может быть 0,65-0,82 г/т, а при больших объемах производства (в несколько млн. тонн) - 0,35-0,65 г/т.

Одним из богатейших и перспективных месторождений рудного золота Иркутской области считается "Чертово Корыто", расположенное в Бодайбинском районе. Месторождение - труднодоступное. Находится в "дальней тайге" на Витимо-Патомском нагорье в 300 км от Бодайбо (участок "Желтухта", а/с "Лена"). Именно здесь силами специалистов артели "Лена" и ОАО "Иргиредмет" (при финансировании и материальном обеспечении артели "Лена") были осуществлены изыскание, проектирование, строительство и сдача в опытно-промышленную эксплуатацию обогатительно-гидрометаллурги-ческого предприятия по добыче рудного золота.

АО «ГМК Казахалтын» (Казахстан) — правопреемник ПО «Каззолото» — осуществляет свою основную производственную деятельность на трех золоторудных объектах: «Аксу», «Жолымбет» и «Бестюбе». Одноименные рудники расположены в радиусе 100 км от центральной базы концерна, расположенной в г. Степногорск (Акмолинская область). Разработка месторождений ведется с 40-х годов. Наиболее богатые и легкодоступные руды выработаны, в связи с чем в прошлые годы произошел спад производства. Однако общие запасы золота этих рудников значительные — более 100 т, а прогнозные — более 400 т Увеличение производства золота из руд со сравнительно невысоким содержанием потребовало развертывания на каждом из предприятий цианистых переделов, ориентированных на крупнотоннажную переработку руд по технологиям чанового и кучного выщелачивания. ОАО «Иргиредмет» принял участие в выборе стратегии развития «ГМК Казахалтын», разработал технологические регламенты новых производств и осуществлял авторское сопровождение проектирования, комплектации оборудованием и пуско-наладочных работ. Проектирование фабрик осуществлял «Биомедпрепарат Инжиниринговый Центр» (г. Степногорск). Во втором полугодии 2005 г состоялся запуск гидрометаллургических цехов на рудниках «Аксу», «Жолымбет» и «Бестюбе». На руднике «Аксу» пущен в эксплуатацию участок кучного выщелачивания производительностью 500 тыс. т руды в сезон.

Группа специалистов Иргиредмета приняла участие в работе международной конференции, которая проводилась в г. Перт (Западная Австралия). Конференция проводится ежегодно компанией ALTA Metallurgical Services. Организатор конференции -Алан Тэйлор, известный специалист в области металлургии меди, никеля, урана и др. металлов.

На месторождении «Пионер» в июле этого года Группой компаний «Петропавловск» официально введены в эксплуатацию карьеры открытых горных работ и первая очередь золотоизвлекательной фабрики для переработки окисленных руд. Предприятие входит в состав ОАО «Покровский рудник» — крупнейшего производителя золота в Амурской области. Технологический регламент на переработку руд месторождения «Пионер» разработал ОАО «Иргиредмет». В результате технологических исследований и оценки условий для руд Пионера разработана и принята к проектированию новая технология «золотоизвлекательная фабрика – кучное выщелачивание» (ЗИФ-КВ) с использованием низкоосновного анионита для извлечения золота из цианистых пульп. Технология позволяет существенно снизить затраты на измельчение руды. Песковую фракцию мельницы полусамоизмельчения направляют на кучное выщелачивание, а растворы кучного выщелачивания поступают на измельчение руды.

Необходимость вовлечения в переработку нетрадиционного сырья (бедные и забалансовые руды, кондиционные руды маломощных месторождений, отходы горнообогатительного производства и др.) вызвана истощением запасов богатых золотосодержащих руд. Переработка такого сырья по традиционной фабричной технологии нерентабельна, а вовлечение в промышленную эксплуатацию этих продуктов позволяет значительно увеличить сырьевую базу и добычу благородных металлов. Наибольшее распространение в мировой практике получил метод кучного выщелачивания (КВ). Этот метод используется за рубежом в промышленной практике с начала 1970-х годов. В настоящее время метод КВ прочно вошел в промышленную практику золотодобычи США, Австралии, Канады, Мексики, Бразилии, Саудовской Аравии, Индонезии, Новой Гвинеи, Чили, Зимбабве, Ганы и др. Более 40 % мировой золотодобычи приходится на технологию КВ.

На Светлинском месторождении (ЗАО "Южуралзолото") комплекс по добыче золота кучным выщелачиванием с "нуля" до получения товарного золота построен за 7 месяцев. До 2000 года переработка руды Светлинского месторождения (Челябинская область) осуществлялась на ЗИФ в г. Пласте. Руда из карьера возилась на фабрику автотранспортом. Так как карьер находится от ЗИФ в 30 км, то перевозка руды требовала значительных затрат. В связи с этим на карьере добывалась руда только с относительно высоким содержанием золота. Переработка бедных руд с учетом транспортных расходов была экономически невыгодной.