25 Января 2022, Вторник04:17 МСК
Курсы на 25.01.2022
74,68 +0,74
Au 1 843 -0,05%
Ag 23,94 -0,25%
89,15 +1,65
Pt 1 024,40 -0,23%
Pd 2 133 -0,16%

Перспективы освоения комплексных золотоурановых месторождений Эльконского района

Руды Эльконского района имеют сложный характер со значительными концентрациями свободного золота, особенно в приповерхностной части, в связи с чем Эльконский урановый рудный район можно определить как Эльконский золото-урановый с потенциалом золота не менее 500 тонн.

А.А. Данилов, И.Д. Гласс, Е.С. Овчарова, В.Ю. Фомин — ООО «ГРП».
А.А. Руденко — АО «РУСБУРМАШ».
В.Г. Журавлев — АО «Эльконский ГМК».
В.А. Домаренко — Томский политехнический университет.

Введение

Эльконский урановорудный район является частью ЦентральноАлданского горнопромышленного района, представляющего собой наиболее промышленно развитую и экономически освоенную южную часть Республики Саха (Якутии).

Он расположен в пределах одноименного горстового поднятия сложенного глубоко метаморфизованными и сложно дислоцированными архейскими кристаллическими сланцами и гнейсами, улътраметаморфическими и магматическими образованиями раннепротерозойского возраста. По периферии района в виде останцов на размытой поверхности докембрийских пород близгоризонтально залегают осадочные отложения венд-кебрийского возраста. Образования нижнего и верхнего структурных этажей прорваны щелочноземельными и щелочными магматическими породами мезозойского возраста и перекрыты чехлом рыхлых кайнозойских отложений.

Главными структурными элементами района являются региональные разломы архейского заложения, неоднократно подновлявшиеся в более позднее время.

В металлогеническом плане Эльконский урановорудный район характеризуется проявлением двух главных эпох рудообразования: докембрийской и мезозойской. В докембрийскую эпоху образованы крупные месторождения железа, флогопита и апатита, расположенные по периферии Эльконского горста. Для мезозойской металлогенической эпохи характерны промышленные месторождения урана и золота, месторождения молибдена, а также мелкие полиметаллические проявления жильного типа [3].

Материалы и методы

В основу исследований положены результаты разведки месторождений Зоны Южная и месторождения Северное, выполненной компаниями АО «Русбурмаш», АО УГРК «Уран цветмет», ООО «ГРП» в 2009–2012 гг. и 2018–2020 гг. по заданию недропользователя, АО «Эльконский ГМК», входящего в холдинг АО «Атомредметзолото», Госкорпорации Росатом. Аналитические и технологические исследования выполнялись лабораториями «СЖС Восток Лимитед» (г. Чита), ФГБУ «ВИМС» (г. Москва), АО «ВНИИХТ» (г. Москва), ОХТЗ (г. Краснокаменск) и АО «Иргиредмет» (г. Иркутск).

Результаты и их обсуждение

В пределах Эльконского горста выявлено свыше 20 рудоносных зон, характеризующихся комплексным золото-урановым и молибден-золотоурановым оруденением. Урановое оруденение Эльконского УРР локализовано в долгоживущих разрывных структурах, подновленных в мезозойское время, преимущественно, северозападного, реже субширотного, простирания (рис. 1).

схематич.jpg

Рис. 1. Схематическая геологическая карта Эльконского урановорудного района
1 — интрузии и дайки верхнеюрского магматического комплекса. 2 — платформенные отложения кембрия. 3 — метаморфические и гранитные комплексы архея. 4 — древние тектонические зоны. 5 — тектонические зоны, подновленные и образованные в мезозое. 6 — основные месторождения урана: 1–6 — участки месторождения Южное (Элькон, Эльконское плато; 3 — Курунг; 4 — Непроходимый; 5 — Дружный; 6 — Минеевский).

В наиболее крупной и изученной рудоносной тектонической зоне, Зоне Южная, комплексное золотоурановое оруденение образует кулисообразно располагающиеся тела жильной формы протяженностью до 1 км. В целом протяженность Зоны Южная составляет 20,7 км, глубина распространения оруденения превышает 2 км. Зона Южная условно разделена на несколько участков, которые рассматриваются как самостоятельные месторождения: Элькон, Эльконское Плато, Курунг, Непроходимое, Дружное и участок Минеевский. Протяженность второй по масштабам оруденения Зоны Северная (месторождение Северное) 4,7 км, оруденение распространяется на глубину 1200–1500 м. Кроме того установлен ряд оперяющих ураноносных структур (Зоны Старая, Знакомая, Ветвистая и др.).

По своей структуре рудоносные образования Эльконского урановорудного района практически однотипны. Это вытянутые по простиранию и падению маломощные тела с практически сплошным характером оруденения, ориентированные субсогласно с элементами залегания рудовмещающих тектонических зон с обогащенными участками в узлах сочленения с оперяющими нарушениями [2, 4]. Протяженность отдельных рудных тел по простиранию варьирует от 20–30 до 650–700 м, по падению — от 20–30 до 200–300 м при мощности от десятков см до 2–5 м. Наиболее крупные рудные тела обычно имеют склонение в плоскости рудовмещающих зон на СЗ под углами 30–50°. Сближен ные рудные тела образуют рудные залежи протяженностью 550–3900 м по простиранию и 400–1500 м по падению.

Верхняя граница промышленных руд проходит преимущественно в 200– 400 м от уровня современной поверхности и только в отдельных случаях, в местах сочленения с оперяющими структурами промышленные руды выходят на поверхность.

геолого-генетич модель.jpg

Рис. 2. Геолого-генетическая модель формирования комплексного Au-U оруденения (на основе геологического разреза ПР 76 месторождения Северное)

Первичные руды представлены преимущественно титанатом урана — браннеритом, образующим цемент брекчий, прожилки в пирит-карбонат-калишпатовых метасоматитах (эльконитах) [1]. В состав эльконитов входят тонкозернистый метасоматический скрытокристаллический высокозолотоносный пирит — мельниковит (5–7 %), содержащий около 60–90 г/т тонкодисперсного золота, карбонаты (15–20 %) и агрегат тонкозернистого буроватого калиевого полевого шпата, частично перекристаллизованного в прозрачный адуляр (до 80 %). На юго-восточном фланге Зоны Южная (участок Минеевский) получила развитие молибденовая минерализация, представленная вкраплённостью иордизита и молибденита.

Содержание урана в первичных условно балансовых рудах (по бортовому содержанию 0,04 %) около 0,15 %; в забалансовых рудах (по бортовому содержанию 0,02 %) — 0,045 %. В качестве попутных компонентов в первичных рудах присутствуют золото (~0,8 г/т), серебро (до 10 г/т), молибден (до 0,08 %), ванадий (~0,05 %).

В приповерхностной части рудоносных зон до глубин 100–150 м первичное оруденение претерпело существенные изменения в результате проявления окислительных процессов, с замещением сульфидов гематитом и лимонитом (6,8–7,5 %), выщелачиванием карбонатов, формированием биотита, хлорита (наиболее кислотоемких компонентов), гидрослюд, глинистых минералов (13–15 %). Урановая минерализация представлена в основном вторичными минералами: отенитом, торбернитом, ураноцирцитом. Окисление золотоносного пирита приводит к образованию вторичных тонких выделений свободного золота. Нередко встречаются кварцевые жилы, а также прожилки мориона и флюорита.

зависимость извлеченя.jpg

Рис. 3. Зависимость извлечения золота от степени окисления руды

Содержания золота варьируют от 0,73 до 5,9 г/т, при забалансовых содержаниях урана — 0,007–0,067 %. Из элементов примесей присутствуют в незначительных количествах мышьяк, ванадий, хром, циркон, ниобий. На месторождении Северное среднее содержание золота в подсчетных блоках варьирует от 0,6 до 1,8 г/т, составляя в среднем по месторождению 0,94 г/т., в единичных пробах содержание золота достигает 18 г/т. Среднее содержание попутных компонентов серебра и урана составляет, соответственно 6,2 и 0,017 %.

Окисленные руды месторождения Лунное (зона Федоровская) характеризуются более высокими содержаниями золота — 1,5–4,1 г/т (в среднем по месторождению — 2 г/т) и серебра — 6,6–50,1 г/т (в среднем по месторождению — 9,14 г/т); содержание урана — 0,014 %.

Таким образом, вертикальная зональность месторождений Эльконского УРР проявляется в смене окисленных урансодержащих серебро-золотых руд полуокисленными, а затем и неокисленными (первичными) золотоурановыми рудами. Для уранового оруденения зональность выглядит следующим образом: урановые слюдки -> окислы, силикаты и фосфаты урана -> титанат урана. В окисленных рудах золото свободное, а в первичных и частично в полуокисленных рудах золото связано с пиритом и недоступно для прямого цианирования (рис. 2, с. 35).

В связи с наличием на месторождениях первичных, полуокисленных и окисленных руд большое значение приобретает технологическое картирование. Критериями окисленности руд являются степень окисления, определенная по соотношению в рудах закисного и окисного железа и степень извлечения золота при тестовом выщелачивании цианидными растворами. Из приведённого графика на рисунке 3 видно, что извлечение золота находится в прямой зависимости от степени окисления — при повышении степени окисления проб руды растет извлечение золота цианированием.

Технологические исследования руд месторождений Северное, Зоны Южная проводились с 1980–1985 гг. — в период разведки месторождений и продолжались в 2007 г. и по 2020 г. включительно в лабораториях АО «ВНИИХТ», ОХТЗ и АО «Иргиредмет». Массы технологических проб составляли от первых кг до 50 т. За этот период была исследована и испытана урановая руда месторождений Зоны Южная (Эльконское плато, Курунг, Непроходимое, Дружное) и золото-серебряная урансодержащая руда месторождения Северное.

На первом этапе технологических исследований упор был сделан на совокупную переработку золото-урановых руд месторождений Зоны Южная. Технология отрабатывалась на стандартной пробе в АО «ВНИИХТ», а в 2009 г. — на крупнообъемной пробе (50 т) на опытном заводе.

По вещественному составу основным рудным минералом во всех месторождениях был определен браннерит и продукты его распада — уранофан, коффинит, отенит и лермонтовит. Выделены три технологических типа руд — окисленные, полуокисленные и первичные руды. Содержания урана в первичных рудах 0,14–0,18 %, в окисленных — в среднем 0,035 %. Содержание кислотоемких минералов колеблется от 9 до 18 %, карбонатов от 4,4 до 10 %, отношение окисного и закисного железа более 2.

привлекательность.jpg

Рис. 4. Привлекательность разработанных технологий переработки руд Эльконского УРР

При автоклавном выщелачивании в стандартных условиях (t — 140 °С, Po2 — 3 атм., τ — 4 часа, расход HNO3 — 1 %) из окисленных руд извлекается 97 % урана при расходе серной кислоты 8 %, из полуокисленных руд — 94,5 % при расходе кислоты 16 %, из неокисленных руд — 81,3 % при расходе кислоты 18 %.

На втором этапе изучение технологических свойств руд проводили на пробах месторождения Северное, отобранных от поверхности до глубины 800 м.

На месторождении Северное руды представлены:

  • серебро-золоторудные с забалансовыми содержаниями урана; 
  • золото-урановые. 
Серебро-золотые руды относятся к окисленным, а золото-урановые — к полуокисленным и неокисленным (первичным) рудам.

Извлечение урана при атмосферных условиях варьирует от 51 до 93,4 %, и в автоклаве от 76,8 до 97 %.

Кроме урана, золота и серебра в растворах выщелачивания присутствует ванадий, который возможно извлекать из продуктивных растворов после сорбции урана, где он содержится в концентрации 150–300 мг/л. Сбросовые растворы окисляются перекисью водорода, после чего проводится сорбция на смоле пятиокиси ванадия. Извлечение ванадия по различным опытам составило 36–70 %.

На третьем этапе изучения технологических свойств были исследованы руды окисленной зоны и разработан Регламент под переработку кучным выщелачиванием (АО «Иргиредмет»). В настоящее время идет строительство опытно-промышленной установки КВ на месторождении Северное.

Сравнительный анализ технологий, (рис. 4) испытанных и разработанных на рудах месторождений Зоны Южная и Северное, позволяет сделать вывод, что в современных условиях экономически привлекательной технологии по извлечению урана, золота и попутного серебра не существует за исключением переработки окисленных руд месторождения Северное.

Перспективные направления исследований по добыче и переработке золото-урановых руд месторождений Эльконского урановорудного района.

В мире всего эксплуатируется чуть более 300 объектов КВ в разных стадиях работы, с добычей урана, меди, золота, серебра и никеля в качестве основных продуктов и с попутным производством молибдена, цинка и свинца. 70 проектов из этого числа работают в зонах с арктическим и субарктичес ким климатом. Отличительной чертой таких предприятий является работа в условиях мерзлоты, с подогревом штабеля изнутри или с помощью подогрева растворов, уникальные технологические решения в области кинетики выщелачивания, особенно для биологического КВ.

прорывные тех.jpg

Рис. 5. Прорывные технологии переработки минерального сырья [7]

Перспективные направления по исследованию эффективных технологий переработки руд представлены на рисунке 5.

Разработка технологии и использование мирового опыта переработки упорных руд применительно к рудам Эльконского УРР видится в развитии вариантов бактериального КВ. Одним из примеров может служит предприятие по бактериальному КВ никеля из сульфидных руд Talvivaara (Финляндия) [5], золота на Олимпиадинском месторождении в Красноярском крае [8]. Технологический процесс переработки руд состоит из добычи руд (открытый карьер), дробления, бактериального КВ и переработки продуктивных растворов с извлечением металлов (Ni, Co, Cu, Zn, Au и попутного U).

Мировая практика создала огромный задел в сфере прорывных технологий переработки минерального сырья, который в ходе дальнейшего развития откроет совершенно новые возможности обогащения руд и извлечения полезных компонентов, причем большая часть ориентирована на принципы «зеленой химии». Создавшаяся ситуация настоятельно требует быстрейшей апробации перспективных технологий на реальных объектах, в том числе на месторождениях Эльконского урановорудного района, освоение которых станет очередным шагом в развитии минерально-сырьевой базы РФ.

Выводы

1. К основному типу месторождений, выявленных на Эльконском горсте, относятся золото-урановые. Эти месторождения связаны с древними, долгоживущими, подновленными в мезозое рудоносными тектоническими структурами. Первичное урановое оруденение развито на глубинах от 200 до 2000 м. Попутными компонентами урановых руд являются золото, серебро, молибден и ванадий. Вследствие неблагоприятной конъюнктуры рынка урана, отсутствия инфраструктуры, глубокого залегания рудных тел, относительно низкого содержания урана в упорных трудноизвлекаемых рудах перспективы освоения урановых месторождений Зоны Южная в обозримом будущем отрицательные. В связи с этим в настоящее время, несмотря на значительный потенциал, оценку и разведку объектов Эльконского УРР на уран проводить нецелесообразно.
2. В зоне полуокисленных пород, развитых на глубинах 100–200 м от поверхности, и флангах основных золоторудных тел, более широкое развитие имеют окислы, силикаты и фосфаты урана — настуран, коффинит, лермонтовит и др. Полуокисленные урановые руды могут перерабатываться попутно с окисленными, с извлечением урана при атмосферном выщелачивании. 3. В настоящее время практический интерес представляют золоторудные объекты с попутными серебром и ураном, локализованные в зоне окисления, пригодные для открытой добычи с применением кучного, в том числе бактериального выщелачивания золота, что успешно осуществляется на месторождении Лунное.
4. Учитывая, что руды Эльконского района носят комплексный характер со значительными концентрациями свободного золота особенно в приповерхностной части, Эльконский урановорудный район может быть определен как Эльконский золото-урановый рудный район с потенциалом золота, доступного для открытой добычи, не менее 500 тонн.

Рекомендации

1. Провести крупномасштабные поисковые работы и предварительно оценить перспективы ранее выявленных урановорудных зон Эль конского УРР на золотое оруденения в зоне окисления с составлением прогнозной карты золотоносности Эльконского УРР.
2. На месторождениях Зоны Южная (Элькон, Непроходимое, Дружное), выполнить специализированные работы по изучению внутреннего строения рудовмещающих структур и характера распределения в них полезных компонентов, в том числе золота, молибдена, рения, серебра, редких земель, МПГ.
3. Провести работы по определению контуров золотосодержащих руд за пределами контуров подсчета балансовых запасов урана и решить вопрос о целесообразности их учета и отработки.
4. При оценке и разведке месторождений выполнять геолого-технологическое картирование с целью выделения типов и сортов руд: окисленных сереброзолотых урансодержащих, полуокисленных и первичных золотоурановых.
5. Провести технологические испытания руд оцениваемых месторождений по кучному выщелачиванию золота и урана, в том числе с применением технологий по бактериальному КВ урана из полуокисленных руд.
6. Всесторонне проработать вопрос, касающийся стадийности отработки запасов, предусмотреть возможность вовлечения в первоочередную отработку запасов, обеспечивающих максимальный экономический эффект. 

книга.png1. Бойцов В.Е., Пилипенко Г.Н., Дорожкина Л.А. Новый уникальный тип золото-урановых (браннеритовых) руд Эльконского рудного узла. RMS DPI 2006-2-6-0
2. Домаренко В.А., Зайченко А.П. Особенности строения рудовмещающей структуры комплексного золотоуранового месторождения Северное (Эльконский рудный район, Южная Якутия) // Разведка и охрана недр. — 2015. — № 7. — С. 7–11.
3. Живов В.Л., Бойцов А.В., Шумилин М.В. Уран: геология, добыча, экономика. — М.: РИС «ВИМС», 2012. 304 с.
4. Зайченко А.П., Домаренко В.А., Перегудина Е.В. Внутреннее строение рудовмещающей структуры комплексного золотоуранового месторождения Северное (Эльконский урановорудный район) // Известия ТПУ. — 2015. — № 9. — С. 78–84.
5. Лодейщиков В.В. Переработка никельсодержащих руд методом кучного бактериального выщелачивания. Опыт финской фирмы «Talvivaara», Золотодобыча, № 132, Ноябрь, 2009
6. Терехов А.В., Молчанов А.В., Шатова Н.В., Белова В.Н. Два типа рудоносных гумбеитов Эльконского золото-урановорудного узла (южная Якутия) // Региональная геология и металлогения. — 2014. — № 60. — С. 71–86.
7. Прорывные гидрометаллургические процессы для устойчивого развития технологий переработки минерального сырья. ВИМС. М. 2019.
8. www.zolteh.ru/technology_equipment/razrabotka-tehnologii-avtoklavnoj-pererabotki-kontsentratov-iprom...

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (53)/сентябрь 2021 г.


Возможности оспаривания результатов проведения проверки Росприроднадзором в связи с нарушением процедуры отбора проб
Расширение полномочий Росприроднадзора по экологическому контролю добывающих компаний
Необоснованность требований органов Росприроднадзора о постановке лицензионного участка (месторождения) на учёт в реестре объектов ОНВОС
Заявительный принцип занесло на скользкую дорожку…
^ Наверх