Особенности переработки лежалых хвостов
К освоению хвостохранилищ регулярно обращаются профильные недропользователи, а также желающие попробовать себя в такой роли. До 2022 года к этому стимулировала стоимость металлов. Сегодня мотивацией служат меньшие затраты на горные работы и дробление, а отчасти — и на измельчение в сравнении с коренными рудами.
«Золото в России добывают почти 300 лет, хвостохранилища отработанных объектов добычи золота в каком-то виде остались. Считается, что в них находится до 1,5–2 тыс. т золота, требующих разведки. Это сложно организовать, да и ее достоверность может быть низкой, поскольку золото в природных залежах располагается естественным образом в пласте или в руде в отличие от хвостохранилища. Например, во время войны на фабрике добывалось до 13 т золота с высоким содержанием драгоценного металла — 15–20 г/т. Теряли 10–20 %, значит в этих хвостах должно содержаться 2–3 г/т. Это значительно больше, чем осталось сегодня в естественных месторождениях», — пояснил председатель совета Союза старателей России Виктор Таракановский.
В статье речь пойдет об основных факторах освоения
лежалых хвостохранилищ. Не все из них могут
присутствовать на том или ином объекте, но всегда
есть некая совокупность.

Технологические факторы
Большая часть хвостохранилищ формировалась при переработке более легкообогатимых и богатых руд, с чем мы сталкиваемся сегодня, поэтому использование существующих технологических возможностей, например, тонкого измельчения для довскрытия ценных минералов, даст дополнительное извлечение. Применение новых реагентов с оборудованием и построение современных технологических схем увеличивает показатели обогащения. Также выделение упорных концентратов для дальнейшей переработки технологиями вроде автоклавного выщелачивания, кислородного окисления и других видов выщелачивания дает возможность вовлекать в отработку лежалые хвосты прошлых лет.
Если из золотосодержащих сульфидных руд обогащение велось только для свободного золота методом гравитации, то, вероятно, флотация извлечет золотосодержащие сульфиды. Ранее получаемый флотоконцентрат с содержанием 20–30 г/т не являлся кондиционным (по технологическим возможностям или из-за логистики) и в большинстве случаев складировался отдельно или вовсе не добывался, оказываясь в хвостах. В советское время сульфидные золотосодержащие концентраты с северо-восточных районов для переработки, например, в городе Пласт, должны были иметь кондицию 70–90 г/т. Сегодня с развитием технологий рентабельность в упорных концентратах снижается до 20–40 г/т.
Наличие тонких фракций и их локализация в определенных зонах хвостохранилища может приводить к трудностям их добычи и переработки. Линзы со сплошными глинистыми образованиями в зависимости от наличия в них ценных компонентов либо не перерабатывают из-за смерзания, либо оставляют на переработку в летний период. Также возможен вариант, при котором водонасыщенные глины оставляют на проморозку. Это зависит от количества илов и выбранной технологии переработки.
К положительным факторам, влияющим на технологию, относят:
- отсутствие БВР и дробление;
- сокращение фронта первичного измельчения и удельных затрат на измельчение;
- высвобождение золота;
- образование трещин для проникновения растворов выщелачивания, а также богатых и бедных зон для селективной отработки.
- наличие значительного объема локализованных тонких фракций (глин, илов), в большинстве случаев требуется дезинтеграция с низким содержанием, характерное для верхнего слоя от 1 до 3 м окисление сульфидных минералов и образование оксидных пленок на поверхности металлов, наличие вредных и опасных примесей в жидкой фазе.
Логистические схемы наиболее выгодны для перевозки концентратов по разным причинам:
- развитый транспорт;
- появление на Дальнем Востоке перерабатывающих предприятий;
- возможность продажи концентратов в Китай и направление их через Владивосток;
- возможна реализация концентратов трейдерами, которые берут их с низкими содержаниями в одной части мира, добавляя к ним богатые — из другой.
Кроме пирита попутными сульфидами в золотосодержащих рудах могут быть халькопирит (минерал меди), сфалерит (минерал цинка), галенит (минерал свинца) и другие, содержание которых вместе с уменьшением затрат на добычу позволяет рассматривать их для извлечения. Рекомендуем проанализировать не только возможность извлечения ценного основного компонента, но и попутного. Его извлечение возможно, ведь минимальные промышленные содержания снизились от тех, когда хвостохранилища формировались.

Рис. 1. Изменение содержаний меди от 0,3 % до 1,5 % (минпром 0,5 %), по горизонтам через 5 м и в разрезе
Встречаются ситуации, при которых после отработки оловянного месторождения в хвостах кроме олова присутствует медь с современными содержаниями от 0,2 % (среднее содержание 0,5 %). При этом предприятие ведет работу на хвостах оловянной фабрики, извлекая медь в кондиционный концентрат с минимальным измельчением лежалых хвостов.
Распределение ценных компонентов
Один из основных моментов — распределение ценного компонента в объеме хвостохранилища. Это техногенное образование, на которое не оказывали влияние геологические процессы, поэтому выдержанных рудных тел в них нет.
Классические особенности распределения:
- пляжные зоны более зернистые и могут быть естественным путем обогатимы, но требуют доизмельчения;
- прудковые и центральные зоны представлены более иловыми фракциями, которые могут не только содержать уже свободные минералы, но и быть абсолютно пустыми или труднообогатимыми (окисленными или тонких фракций).
На распределение и формы нахождения полезного ископаемого в хвостохранилищах влияют:
- способ складирования и месторасположение;
- места сброса хвостов;
- расположение прудковой зоны;
- порядок отработки основного месторождения (сначала богатые и легкообогатимые, затем более бедные);
- сезонность работы предприятия;
- климатические условия;
- обводнение лежалых хвостов;
- срок прошедший после образования хвостов.
Выбор способа добычи
Верхние слои хвостохранилищ обычно не содержат влагу, их можно добывать экскавацией и проводить селективную выемку, если требуется. Однако, если в хвостохранилище удерживается вода с некой глубины в достаточном объеме, это затрудняет добычу по сухому.
Если дамба хорошо держит воду, то возможна гидродобыча с транспортировкой пульпы на обогащение. При этом при гидродобыче селективная отработка в границах одной карты невозможна.
Также бывают примеры добычи лежалых хвостов скреперами и другими способами. Выбор способа зависит от состояния хвостохранилища, распределения ценного компонента и последующей технологии переработки.
Воздействие окружающей среды
Процессы окисления для различных полезных ископаемых могут действовать по-разному. Для золотых руд происходит раскрытие металла при окислении сульфидов, для цветных и полиметаллических — окисление может приводить к потере флотационных свойств, а окисление на поверхности золота может снижать его способность к выщелачиванию.
Такие процессы разрушения, как выветривание верхних слоев с образованием трещин, разрушение при промерзании до глубин промерзания, также дают доступ растворам для выщелачивания золота. Образование трещин снижает объемы будущего измельчения.
Водонасыщенность хвостов
В случае удержания дамбой воды в ложе хвостохранилища может накапливаться и оставаться на определенных уровнях жидкая фаза в большом объеме, сопоставимом с объемами хвостов. Это может приводить к двум проблемам.
Во-первых, при сухом способе добычи обводненные хвосты в донной части не всегда возможно добывать. Фильтрация из них требует больше времени и применения различных комбинаций.

Рис. 2. Слева добыча лежалых хвостов, справа фабрика по их переработке, производительность 1 млн т в год, ценный компонент вольфрам
Во-вторых, такая жидкая фаза редко может называться водой. Чаще всего это насыщенные растворы с большим содержанием растворенных элементов, в том числе опасных. Сбрасывать все это в окружающую среду нельзя. Очистка стоит дорого и не всегда рентабельна. Подача данной среды на ОФ может привести к нарушению технологического процесса, что следует учитывать при исследованиях и проектировании.
Состояние хвостохранилища
Часто хвостохранилища остаются заброшенными и не законсервированными должным образом: колодцы и коллекторы разрушены, дамбы дренируют, осадки проходят через хвостохранилище, вымывая продукты растворения в окружающую среду. Без наличия недропользователя некого привлечь к ответственности. Как только у объекта появляется владелец, вопросы водоотведения и сброса избытков приходится оперативно решать. По этой же причине приходится разбираться с вопросом пыления с пляжей до начала добычи путем установки оросительных систем на летний период.
Техногенные месторождения в виде хвостохранилищ являются запасами различного вида минерального сырья. Каждое уникально по расположению, конструкции, составу и распределению хвостов, состоянию ГТС и т.д. Осваивать их выгодно, выбирая со ответствующий подход.
Коллектив компании «ЕМС-майнинг» участвовал в различных проектах по освоению лежалых хвостов и готов помочь недропользователям. Мы проведем консультацию, разработаем ТЭО, организуем геологоразведочные и исследовательские работы, выполним проектную и рабочую документацию с прохождением всех экспертиз. В дальнейшем готовы осуществить поставку оборудования и его пусконаладочные работы с выходом на проектные показатели.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (57)/сентябрь 2022 г.