Обзор конференции «Золото и технологии 2017»

Материал подготовил Владимир Тесленко

Энергично-оптимистичный тон конференции задал Председатель Союза золотопромышленников Сергей Григорьевич Кашуба. В рамках базового доклада об итогах 2016 г.^>1 он сделал несколько весомых умозаключений.

^{>1 Подробней об итогах работы отрасли в 2016 г. можно ознакомиться в предыдущем номере журнала «Золото и технологии» (№1/март 2017 г.), или на нашем сайте www.zolteh.ru}

Во-первых, Россия превысила расчётный уровень добычи золота в лучшие годы СССР и в 2016 г. поставила личный рекорд. Большая заслуга в этом принадлежит Центробанку РФ, который последовательно и предсказуемо наращивает золотые резервы, главным образом за счёт отечественного золота.

Во-вторых, осуществлявшаяся последнее десятилетие консолидация в отрасли завершилась. Всего 6 компаний дают 50 % добычи.

В-третьих, явно и выпукло обнаружилась привлекательность золотой отрасли РФ для инвесторов, особенно на фоне устойчивой тенденции к падению иных инструментов генерации прибыли. Однако востребовано «умное финансирование» золотых проектов, что требует соответствующего уровня профессиональной подготовки инвесторов.

Озвучивая прогноз на 2017 г. Кашуба посетовал на непредсказуемость президента США Д. Трампа, экстравагантные решения которого усиливают волатильность на мировых рынках вообще и золота в частности. 

Программным можно назвать и доклад А.В. Волкова из ИГЕМ РАН о перспективах открытия новых месторождений благородных металлов на Северо-Востоке России (СВР). В презентации были представлены результаты научного прогноза новых месторождений благородных металлов на СВР. Демонстрируемые металлогенические, карты, схемы, модельные построения основаны на анализе и обобщении обширного фактического материала, накопленного за 30-летний период исследований металлогении СВР. Были кратко рассмотрены: состояние и проблемы МСБ СВР, продуктивность металлогенических эпох СВР на золото; причины уникального богатства СВР благородными металлами, тектоно-металлогенические  обстановки формирования крупных месторождений, перспективы выявления месторождений новых для СВР и экзотических типов месторождений золота. В заключение показана составленная в результате модельных построений прогнозно-металлогеническая карта размещения рудных районов и крупных месторождений благородных металлов на территории СВР. 

В целом из прозвучавшего на конференции следует отдельно отметить два доклада: 1) блестящий доклад китаянки Ляо Синьи о перспективах стратегического партнёрства российской и китайской золотых отраслей; 2) прорыв в биотехнологиях (особенно доклады А.В. Белого, А.Г. Булаева и Г.В. Седельниковой).

Г-жа Ляо Синьи, директор по импорту, экспорту и международному сотрудничеству Китайской корпорации золота (по-английски название пишется как China Gold, China National Gold или CNG), в своём докладе рассказала о специфике золотодобывающей отрасли в Китае. Собственно, компания является единственной государственной структурой по добыче золота в Китае. Она специализируется на геологоразведке, проектировании рудников и фабрик, изготовлении горно-рудного оборудования, извлечении золота и его аффинаже, а также на маркетинге золота, в том числе на ювелирном сегменте (рис. 1). Годовое производство равно 45 т в год.

Рис. 1. Промышленная и сбытовая цепочка Китайской корпорации золота (Источник: Китайская корпорация Ззолота)

Компания имеет большой опыт в переработке упорных и бедных руд. Хорошо развиты технологии биоокисления сульфидных золотых и полиметаллических руд.

Г-жа Ляо Синьи акцентировала внимание на пользе сотрудничества с Россией, особенно в области переработки мышьяковистых концентратов золотых руд на территории Китая. Не секрет, что импорт российских концентратов в Китай растёт в последние годы.

Другое направление российско-китайского сотрудничества связано с поставкой широкой линейки оборудования. В частности, недавно поставлено порядка 10 комплектов обогатительных мельниц, в том числе для ЗИФ Соловьёвского рудника (АО «Прииск Соловьёвский»).

Интересны пункты финансового сотрудничества наших стран в рамках стратегической задачи ухода от долларов США. Важным обстоятельством является открытие представительства Центробанка РФ в Пекине в марте 2017 г. В России готовится выпуск федерального облигационного займа, номинированного в юанях. В свою очередь Китай создал клиринговый банк в Москве для обработки операций в китайских юанях — Промышленный и коммерческий банк Китая (ICBC).Создание клирингового центра дает возможность двум странам в дальнейшем увеличивать двустороннюю торговлю и инвестиции, снизив их зависимость от доллара США. Это создаст пул ликвидности юаня в России, что позволит бесперебойно проводить торговые и финансовые операции. Ещё одно финансовое направление — совместная организация торговли физическим золотом. В последние годы Китай и Россия были наиболее активными покупателями драгоценного металла. Теперь две страны хотят облегчить проведение сделок.

Г-жа Ляо Синьи отметила и ряд негативных факторов, вредящих сотрудничеству. Во-первых, Федеральный закон 57 очень строг и отпугивает китайских инвесторов. Во-вторых, имеются трудности входа китайского бизнеса в развитые золотые проекты РФ. В-третьих, мешают финансовые барьеры для юниоров, поскольку такой инструмент как первичное размещение акций (IPO) малопривлекателен. В-четвёртых, наблюдается определённый скептицизм к китайскому оборудованию в России.

Г-жа Ляо Синьи сформулировала несколько прагматичных предложений для развития сотрудничества:
1. Сфокусироваться на совместной переработке упорных руд, в чём Китай накопил значительный опыт.
2. Активнее входить в перспективные проекты.
3. Осуществлять обратную закупку золота.
4. Чаще консультироваться для уточнения и детализации деловой информации.
5. Руководство Китайской корпорации золота решило предоставить свою тендерную систему к услугам российских компаний.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Шанхай–Москва

Как известно, в Китае торговля золотом ведется в Шанхае, а в России — в Москве. Есть идея — создать связь между этими площадками с целью интенсификации торговли между нашими рынками. Иными словами, Китай и Россия переходят от долларовой торговли к торговле, которая в конечном итоге будет обеспечиваться золотом или тем, что постепенно превратится в восточный золотой стандарт, общий для России и Китая, который может поддерживать их местные валюты.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Биотехнологии

Решением технологической проблемы получения золота из сульфидных концентратов является разрушение кристаллической решетки сульфидных минералов, обеспечивающее вскрытие золота для его последующего извлечения традиционным гидрометаллургическим способом цианирования. Это разрушение наиболее эффективно осуществляется с помощью технологии биоокисления (микробной трансформации минералов). 

Как рассказал начальник лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ Биотехнологии РАН Александр Генрихович Булаев, российская научная школа, занимающаяся проблемами геологической микробиологии, в том числе и ее прикладным разделом — биогидрометаллургией, была основана в Институте микробиологии (ИНМИ) АН СССР усилиями таких ученых как чл.-корр. 
С.И. Кузнецов, чл.-корр. Г.И. Каравайко, академик М.В. Иванов. В настоящее время исследования в данном направлении активно продолжаются в лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ Биотехнологии РАН, в состав которого в 2014 г. вошел Институт микробиологии. Лаборатория занимается изучением разнообразия сообществ хемолитотрофных микроорганизмов, которые осуществляют трансформации минералов в природных и технологических процессах. Разработаны фундаментальные основы новых биогеотехнологий получения цветных и благородных металлов из сульфидных руд, концентратов, промпродуктов перерабатывающих и металлургических отраслей промышленности. Создана коллекция промышленно важных штаммов ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов. Лаборатория занимается оптимизацией биогидрометаллургических технологий и разработкой новых, а также изучением разнообразия ацидофильных микроорганизмов, используемых в биогидрометаллургии. В частности, в лаборатории изобретён новый способ для интенсификации выщелачивания золотосодержащих сульфидных концентратов: предложено включить в процесс окисления сульфидных концентратов первую стадию высокотемпературного химического окисления при температуре 70–80 °С раствором трехвалентного железа и последующее биоокисление на второй стадии. Впервые выделены и описаны такие микроорганизмы как Sulfobacillus thermosulfidooxidans, S. thermotolerans, S. sibiricus, Ferroplasma acidiphilum, которые играют важнейшую роль в технологических процессах.

ФИЦ Биотехнологии РАН за последнее десятилетие выполнил серию НИР по биовыщелачиванию золотых и полиметаллических руд РФ (в частности, Нежданинского, Самолазовского, Шануч и Олимпиадинского месторождений), Армении (месторождение Анманис), Казахстана (Николаевское месторождение) и Узбекистана. Несмотря на то, что в ходе данных работ были получены результаты, которые указывают на возможность успешного применения биогидрометаллургии для освоения месторождений России и ближнего зарубежья, большая часть результатов не была внедрена в практику предприятиями-заказчиками. Однако можно надеяться, что состояние минерально-сырьевой базы России и стран СНГ вынудит горно-металлургический комплекс перейти к использованию данных биотехнологий, которые успешно зарекомендовали себя по всему миру.

Заместитель директора по научной работе ЦНИГРИ Галина Васильевна Седельникова посвятила свой доклад вопросам кучного биовыщелачивания упорных руд. В отличие от популярного чанового процесса, кучное биовыщелачивание нашло пока ограниченное применение. Как пояснила Галина Васильевна, в мире работает в сумме 17 фабрик чанового биовыщелачивания, на которых перерабатывают концентраты с высоким соотношением золота к сере (более 0,7). Однако имеется много бедного сырья с низким соотношением золота к сере сульфидной (более 0,7–0,9). При среднем содержании серы сульфидной в концентратах 15–20 % содержание золота в концентратах, поступающих на биоокисление, должно превышать 17–22 г/т. При низком содержании золота в руде (менее 2 г/т) получение  флотационных концентратов с таким содержанием и приемлемым извлечением золота не всегда достижимо и  экономически оправдано. Поэтому  переработку бедных руд и техногенного сырья проводят в варианте не чанового, а более дешевого метода — кучного бактериального окисления.
Между тем кучное биовыщелачивание хорошо зарекомендовало себя на родственных рудах, а именно медных и медно-никелевых, а также на медных отвалах.

Г.В. Седельникова подробно проанализировала опыт деятельности единственного в мире рудника, где успешно применили кучное биовыщелачивание золотых руд месторождения Gold Quarry компании Newmont в США. С 1999 по 2005 год было переработано 8,8 млн т руды c содержанием золота 1–3 г/т. Содержание сульфидной серы (пирит и мышьяковистый пирит) составляло 1–2,5 %. Материал крупностью -10 мм обработали по технологии кучного биоокисления BIOPRO™. В работе находилось 12 коммерческих куч. Извлечение золота из остатков биоокисления проводилось цианированием на фабрике по методу уголь в растворе (CIL). Общий объем произведенного золота составил 12,2 т.

Лабораторные исследования кучного выщелачивания упорной золото-сульфидной пирит-арсенопиритовой руды с содержанием сульфидов 3–4 % и карбонатов 1,5–2,5 % выполнил в 2013 г. Иргиредмет. Особенностью процесса было то, что осуществлялось предварительное закисление руды крупностью -10 мм серной кислотой (расход 31–35 кг/т). Кучное биоокисление руды исследовали в течение 420 сут, при этом степень окисления арсенопирита составила 55–75 %, пирита 31–52 %. Остатки кучного биоокисления доизмельчали до крупности -0,1 мм и подвергали цианированию при Ж:Т=2:1. При наибольшей степени окисления арсенопирита извлечение золота составляет 73–75 %. Данные по дальнейшему практическому использованию результатов работы отсутствуют.

В 2017 г., по данным Г.В. Седельниковой, Институт минеральных ресурсов Республики Узбекистан выполнил НИР «Кучное биоокисление отвальных забалансовых золотосодержащих руд месторождения Кокпатас (Навоийский горно-металлургический комбинат Республики Узбекистан). Проведены лабораторные и укрупнено-лабораторные испытания по биовыщелачиванию двух типов отвальных руд: 1)забалансовые руды и 2) сульфидные руды немашинного класса при классе крупности руды: -3+0; -10+0; и -25+0. Извлечение золота методом цианирования после бактериального окисления составило 57,6–68,9 %, что, по мнению Г.В. Седельниковой, свидетельствует о перспективности разрабатываемой биотехнологии. Подготовлен технологический регламент для проведения в 2017 г. полупромышленных испытаний биотехнологии переработки отвальных руд месторождения Кокпатас на массе руды 100 т при классе крупности -15 мм.

Собственно, в ЦНИГРИ в 2015 г. выполнены научно-исследовательские работы по созданию технологии кучного бактериального выщелачивания бедной упорной золотомедно-цинковой руды одного из месторождений РФ. По данным минералогических исследований установлено, что сульфидная руда незначительно затронута процессами окисления и содержит 3 % гидроксидов железа. Основными сульфидными минералами являются: пирит (5,8 %), сфалерит (1,5 %), халькопирит (1,2 %) и галенит (0,5 %). Из породообразующих отмечается высокое содержание карбонатов (31 %), которые, как известно, осложняют процесс выщелачивания и вызывают повышенный расход серной кислоты. Руда содержала: 2,6 г/т золота, 40,7 г/т серебра, 1,15 % цинка, 0,61 % меди и 4,2 % сульфидной серы. Упорный характер руды обусловлен тонкой вкрапленностью золота в сульфиды, в основном в пирит, и низким извлечением золота цианированием — не более 53 % при крупности 95 % -0,074 мм (табл. 1). Руда обладала низкой проницаемостью — коэффициент фильтрации составлял менее 1 м/сут.

Формы нахождения золота	Содержание Au, г/т	Распределение Au, %
Au свободное	0,01	0,3
Au в виде открытых сростков	1,53	53,5
Au, заключенное в сульфидах	1,22	42,7
Au, заключенное в породообразующих минералах	0,1	3,5
Итого: золото в исходной руде	2,86	100

Табл. 1. Фазовый состав золотосодержащей руды, исследованной в ЦНИГРИ на биовыщелачивание в 2015 г. (Источник: ЦНИГРИ) 

Технологическая схема переработки руды с применением кучного бактериального выщелачивания включает 4 основные операции: 1) дробление (-10 мм) с окомкованием; 2) кучное бактериальное выщелачивание; 3) извлечение цветных металлов из бактериальных растворов; 4) гидрометаллургическая переработка остатков биоокисления с извлечением благородных металлов.

Кучное бактериальное выщелачивание окомкованной руды проводили в перколяторах в инфильтрационном режиме орошения в течение 110–115 сут. в условиях циркуляции бактериального раствора. Для окисления сульфидов использовали ассоциацию умеренно-термофильных бактерий Acidithiobacillusferrooxi dans, Acidithiobacillusthiooxidans, Leptospirillum (L.ferrooxidans), а также архебактерии, принадлежащие к роду Ferroplasma. В процессе бактериального окисления сульфидов в серно-кислой среде наблюдалось накопление ионов железа и цветных металлов в бактериальном растворе, за исключением свинца. Галенит практически не окислялся. При продолжительности выщелачивания руды в течение 110 часов концентрация металлов в бактериальном растворе достигала максимального значения и составляла: 9,0 г/л железа; 2,9 г/л меди и 4,8 г/л цинка. 

Благородные металлы (золото и серебро) концентрировались в твердых остатках кучного биоокисления и извлекались гидрометаллургическими методами. Принимая во внимание «кислый» характер остатков биоокисления (pH = 1,8), в работе исследованы несколько методов извлечения золота из остатков: агитационное цианирование после нейтрализации до pH = 10,5–11 и тиокарбамидное выщелачивание в кислой среде, а также кучное выщелачивание цианидом и тиокарбамидом. С помощью агитационного цианирования (24 часа) остатков биоокисления достигалось наибольшее извлечение золота 85,8 % и серебра 73 % при степени окисления сульфидов, равной 79,3 %. Извлечение металлов в тиомочевинные растворы несколько ниже и составляло 78,0 % золота и 70,1 % серебра.

Кучное выщелачивание благородных металлов из твердых остатков биоокисления также протекало достаточно эффективно. За 10–13 сут выщелачивания в цианидный раствор извлекалось 84,4 % золота и 76,1 % серебра, в тиокарбамидный раствор — 79,3 % золота и 70,2 % серебра. 

Извлечение золота с применением тиокарбамидного растворителя в обоих случаях ниже (примерно на 5 %), по сравнению с цианидным.

Сравнение технико-экономических показателей переработки упорной золотосульфидной медно-цинковой руды с применением технологий кучного бактериального выщелачивания и традиционной флотационно-цианистой технологии показывает, что применение современной технологии кучного бактериального выщелачивания при переработке бедной упорной золото-медно-цинковой руды позволяет повысить извлечение золота с 69,3 до 84,4 %, а серебра с 51,5 до 76,1 % (табл. 2).

Наименование	Технология кучного бактериального выщелачивания	Традиционная флотационно-цианистая технология	Увеличение (+), уменьшение (-)
Извлечение в товарные продукты, %
Золота	84,4	69,6	14,8
Серебро	76,1	51,5	24,6
Медь	73,2	56	17,2
Цинк	64,6	47,5	17,1
Объем товарной продукции в стоимостном выражении, %	113	100	13,00%
Эксплуатационные расходы на 1 т руды, %	82,5	100	-17,50%
Прибыль от реализации продукции, %	109,3	100	9,30%

Табл. 2. Технико-экономические показатели традиционной флотационно-цианистой технологии и кучного биоокисления — цианирования упорной руды (Источник: ЦНИГРИ)

В заключение своего доклада Г.В. Се дельникова ответила на острый вопрос: «как поддерживать температуру и кислотность в буртах?» — «Зимой рудный штабель покрывают слоем руды и теплозащитным материалом от промерзания, заглубляют систему капельного орошения, рабочие растворы подогревают, плюс реакция окисления сульфидов является экзотермической (с выделением тепла), что обеспечивает дополнительный подогрев в морозы».

Ведущий специалист ПАО «Полюс» по биотехнологиям Александр Васильевич Белый доложил об опыте биоокисления на Олимпиадинском ГОКе. На ЗИФ-2,3 осуществляется переработка руды месторождения Олимпиадинское по гравитационно-флотационно-гидро-металлургической технологии с применением процесса бактериального окисления сульфидных флотоконцентратов. При этом переработка руды месторождения Титимухта идёт по гравитационно-гидрометаллургической технологии (ЗИФ-1), а для руды месторождения Благодатное выбрана гравитационно-флотационно-гидро-металлургическая технология (ЗИФ- 4). То есть на ГОКе осуществляется манёвр технологиями в зависимости от состава и качества руды. Состав руды месторождения Олимпиадинское представлен в таблице 3.

Минералы	Содержание, %
Кварц	30–43
Карбонаты (кальцит, доломит, олигонит)	35–40
Слюды: мусковит, биотит, хлорит	18–25
Примеси: тремолит, цоизир, циркон, апатит	1,7–3,4
Сульфиды: пирротин, пирит, арсенопирит, халькопирит	3,0–3,5
Антимонит, бертьерит, сфалерит	0,3–0,5

Табл. 3. Минеральный состав руд месторождения Олимпиадинское, Красноярский край (Источник: ПАО  «Полюс»)

Из нее видно, что содержание сульфидов составляет 3,0–3,5 %. Принципиально важно, что преобладает пирротин (полиморфный минерал класса сульфидов, сульфид железа; другие названия: магнитный колчедан, пирротин, магнитопирит).

Общий вид цехов БИО-1и БИО-2 представлен на рисунке 2. Минеральный состав флотоконцентратов, поступающих на биоокисление, представлен в таблице 4.

Рис. 2. Общий вид цехов БИО-1 (слева) и БИО-2 (справа) (Источник: группа компаний «Полюс»)

Минералы	Химические формулы	Содержание, %	Среднее содержание, %	Степень раскрытия, %
Арсенопирит	FeAsS	19,0–31,4	27	88–96
Пирротин	Fe1-xS	22,0–52,6	28	93–98
Пирит	FeS2	2,0–10,2	7	94–100
Минералы сурьмы	Sb S , FeSb S	2,9–6,0	4	95–100
	и др.
Халькопирит	CuFeS2	0,2–0,5	0,3	83–100
Окислы и гидроокислы железа	Fe2O3 и др.	1,0–1,2	1	~100
Нерудные минералы (кварц, карбонаты, слюды, минералы Ti )	SiO , CaCO , TiO2 и др.	11,1–43,7	~ 34,0	66–100

Табл. 4. Минеральный состав флотоконцентрата руд месторождения Олимпиадинское (Источник: группа компаний «Полюс»)

Смешанная культура микроорганизмов, участвующая в окислении концентратов руд Олимпиадинского месторождения, имеет следующий состав: 

• бактерии родов: Sulfobacillus (Fe2+, S2-/So и сульфиды) — 2 вида и Leptospirillum (Fe2+) — 1 вид;   
• неидентифицированные гетеротрофы;
• археи Ferroplasmа (Fe2+) — 2 вида.

За время промышленной эксплуатации в чанах (биореакторах) сложилось устойчивое смешанное микробное сообщество, активно окисляющее сульфидные минералы концентрата. Особенностью сообщества является присутствие как хемолитотрофных, так и гетеротрофных микроорганизмов. Хемоавтолитотрофы обеспечивают миксотрофов органическими веществами, что исключает необходимость добавления их извне. Именной штамм бактерий, названный в честь месторождения Олимпиада, S-5 Sulfobacillus olympiadicus под электронным микроскопом отличается тем, что клетки имеют перитрихиальное жгутикование.

Основные показатели процесса цеха БИО-1 следующие:

• производительность цеха — 1300–1350 т/сут;
• крупность концентрата — 88 % класса -0,041 мм;   
• содержание твердого в пульпе — 170–210 г/л;
• время окисления концентрата — 96–110 часов;
• количество растворенного О2 — не меньше 2 мг/л; 
• температура процесса — 39–40 °С;   
• концентрация биомассы в жидкой фазе — 2–3 г/л;
• объем реакторов — 440 м3 и 1000 м3;
• количество перерабатываемой руды — 8 млн т в год.

Степень окисления сульфидных минералов в пульпе реакторов оценивали по снижению содержания в кеках бактериального окисления сульфидного мышьяка (AsS), сульфидного железа (FeS), сульфидной серы (SS) и сульфидной сурьмы (SbS). Основное количество сульфидных минералов (до 80 %) окисляется в загрузочных реакторах первой ступени окисления. Дальнейшее их окисление происходит в последующих ступенях. В итоге окисление сульфидных минералов достигает: арсенопирита — 92–96 %, пирротина и пирита — 76–91 %, сульфидной серы — 84–89 % и сульфидных минералов сурьмы — 47–72 %. Такая степень окисления сульфидных минералов позволяет извлечь до 94–97 % золота.

При эксплуатации цеха БИО-1 выявлены три проблемы:
1. Непостоянство минералогического состава концентрата. 
2. Относительно низкая плотность пульпы. 
3. Биокек содержит 2–5 % элементной серы, 1–2,5 % недоокисленных сульфидов.

Решение проблем осуществлено по пяти направлениям:
1. Создание усреднительного склада руды.   
2. Усреднение флотоконцентрата перед биоокислением. 
3. Модернизация импеллеров мешалок и диспергаторов воздуха. 
4. Более глубокое окисление сульфидов флотоконцентрата.
5. Доокисление биокека, использование новых ассоциаций микроорганизмов.

Цех БИО-1 введен в эксплуатацию в 2001 г. Это первая промышленная биогидрометаллургическая установка в России. В цехе смонтировано пять линий по 6 реакторов объемом 450 м3. Конструкция реакторов, перемешивающих и диспергирующих устройств, а также их изготовление было выполнено собственными силами и все комплектующие были отечественного производства. За 16 лет эксплуатации производительность цеха по руде доведена с 1,5 до 3 млн т руды в год, а суточная производительность цеха до 400 т флотоконцентрата в сутки.

Особенностью технологической схемы являются:

• поршневые (масляные) компрессоры;  
• ручное управление подачей питания; 
• один, подающий пульпу питания, насос на все 5 линий цеха;
• малый уклон труб питания к загрузочным реакторам. 

Цех БИО-2 введен в эксплуатацию в 2007 г. В цехе было установлено 3 линии биореакторов объемом 1000 м3, по 6 в линии. При проектировании цеха БИО-2 были учтены недостатки, выявленные при эксплуатации цеха БИО-1. Реакторы в линии были сдвоены и пульподелители установлены так, чтобы трубы подачи питания по реакторам имели достаточный уклон и не были чрезмерной длины, для предотвращения их забивания твердой фазой пульпы. Производительность по руде 5 млн т руды в год, а суточная производительность цеха 550–600 т флотоконцентрата в сутки. Подача пульпы питания на каждую из трех линий осуществляется отдельным насосом. Пульподелители, распределяющие питание по загрузочным реакторам, расположены в точках, позволяющих задавать требуемый угол наклона пульповодам в загрузочные реактора.

Цех БИО-3 введен в эксплуатацию в 2013 г. В цехе установлена 1 линия из шести 1000 м3 биореакторов. Суточная производительность цеха около 200–235 т флотоконцентрата в сутки. На основе уже имеющегося опыта производственной эксплуатации цехов БИО-1 и БИО-2 были учтены (скорректированы) имеющие недостатки в техническом и технологическом обеспечении данных цехов. Изменение коснулось следующего:

• были установлены баки усреднения, которые обеспечивали постоянство минералогического состава объединённого флотоконцентрата, поступающего на питание процесса биоокисления; 
• применена система автоматического регулирования заданной плотности пульпы, поступающей на питание загрузочных реакторов биоокисления; 
• установлена новая конструкция пульподелителей, позволяющая регулировать скорость подачи питания с точностью до 0,1 м3/ч. 

В настоящее время строится цех БИО-4, первая очередь. Особенностью является открытое размещение реакторов (рис. 3).

Рис. 3. Проект нового цеха БИО-4 (Источник: группа компаний «Полюс»)

В линии 8 реакторов, объемом 1000 м3. Применяются турбокомпрессоры и развитая система автоматизированного управления технологическим процессом (АСУТП), которая, в частности, включает автоматическое регулирование плотности пульпы питания, автоматическое регулирование скорости подачи пульпы в загрузочные реакторы через пульподелитель, автоматическое регулирование подачи воздуха, автоматическое регулирование температуры пульпы в реакторах, а также полуавтоматическое регулирование подачи серной кислоты по реакторам. Осуществлён вывод основных физико-химических параметров на мониторы системы управления технологическим процессом БИО. Как сообщил А.В. Белый, пуск цеха запланирован на конец 2017 г.

Следует подчеркнуть, что биотехнология защищена патентом РФ № 2410452 от 2009 г., срок действия которого до октября 2029 г. Патентообладателем является Полюс. 

Авторский коллектив состоит из 7 специалистов, в том числе Белый Александр Васильевич.

Оборудование

Руководитель группы компаний «Майнинг инжиниринг групп» («М-групп») Артём Анатольевич Романченко разъяснил актуальность применения модульных фабрик. Дело в том, что в РФ много мелких место-рождений золота с объемами переработки руды 100–600 т/год. Для них наиболее экономически выгодно на первоначальных этапах освоения уста-новка модульных золотоизвлекательных фабрик. Типичная временная фабрика представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Внешний вид временной модульной фабрики на месторождении Бадран, А/С «Западная», Республика Саха (Якутия) (Источник: «М-групп»)

При этом до 10 % руды можно перерабатывать на стадии геолого-разведочных работ как крупнообъемные пробы. Фабрика может работать в статусе временной установки год–два, пока идут согласования, экспертизы и иные необходимые бюрократические процедуры. Временная фабрика не нуждается в выполнении полного списка требований для капитального объекта. Продукция — «золотая головка», концентрат гравитационный или флотационный. Хвосты обогащения имеют статус незавершенного производства и отходом не являются, не подпадают под Экологическую экспертизу на этом этапе. Всё это позволяет экономить существенные средства и ускорить возврат инвестиций в золотые проекты.

Внедрение технологии интенсивного цианирования гравиоконцентратов с использованием установки «АВГУСТ КШ-3» на предприятиях России осветил старший научный сотрудник  АО «Иргиредмет» Андрей Витальевич Евдокимов. В докладе были представлены результаты переработки гравиоконцентратов с содержанием золота от 50 г/т до 1 кг/т и более методом интенсивного цианирования с извлечением золота в продуктивные растворы и последующим их обезметалливанием различными способами.

Данные лабораторных и полупромышленных испытаний подтвердили, что разработанный новый гидродинамический режим цианирования обеспечивает возможность эффективной переработки гравиоконцентратов полидисперсного состава без их предварительного обесшламливания. Получаемые продуктивные и промывные растворы по кондиции благоприятны для выделения из них металла методами электролиза, цементации на цинковую пыль и сорбции на активный уголь. 

Разработанные в АО «Иргиредмет» конусные установки с нижним шаровым клапаном для цианирования неизмельченных гравиоконцентратов прошли успешные испытания на опытной фабрике в г. Балее (Забайкальский край), на Самартинской ЗИФ (Республика Бурятия), на Комсомольской ЗИФ (Чукотский АО), на ЗИФ рудника «Покровский» (Амурская область).

В настоящее время организовано централизованное производство модульных установок «АВГУСТ КШ-3» с расчетной загрузкой концентрата 3 т. Комплектация установки позволяет эксплуатировать ее как в автономном режиме без привязки к другому гидрометаллургическому производству, так и в комплексе со схемой ЗИФ. На ЗИФ прииска «Соловьевский» (Амурская область) поставлена модульная установка в комплектации с узлом электроосаждения золота из продуктивных растворов. Богатый гравиоконцентрат цианируют при концентрации NaCN 8-10 г/л и NaOH 10 г/л. Извлечение золота в раствор составляет 97–98 %. Электролиз ведут в противоточном электролизере ГНЦ-40М с получением остаточной концентрации золота на выходе 0,3–0,5 мг/л.

На ЗИФ ГОКа «Юбилейный» (Хабаровский край) внедрена модульная установка, работающая по схеме, предусматривающей направление продуктивных растворов на донасыщение в колоннах активного угля, получаемого в основном гидрометаллургическом процессе фабрики. Концентрация NaCN при выщелачивании — 4–5 г/л, NaOH — от 2 до 3 г/л. Извлечение золота составляет не менее 95,0 %.

Также внедрена модульная установка для переработки относительно бедных (Au 50–100 г/т) промпродуктов гравитационного обогащения. Концентрация NаCN в процессе выщелачивания составляет 2–3 г/л, NaOH — от 1,5 до 2 г/л. Установка укомплектована узлом цементации золота из продуктивных растворов цинковой пылью. Цементатор оригинальной конструкции выполнен в виде фильтрованного устройства из нескольких слоев углеватина, находящегося в контакте с цинковым порошком. Остаточная концентрация золота на выходе из цементатора не превышает 0,1 мг/л. Извлечение золота находится на уровне 93–97 %.

Андрей Витальевич пояснил, что в настоящее время работает 5 установок, плюс строится ещё одна в Читинской области; пуск намечен на конец 2017 г.

Лабораторное оборудование компании AgilentTechnologies (США) для контроля технологических процессов при добыче и извлечении золота охарактризовал специалист ООО «Энерголаб» Михаил Иванович Мельник. Он сделал акцент на снижении себестоимости анализа для элементного анализа золотосодержащих материалов при использовании новых приборов разработки 2016 г.:
1. Agilent 4210 МП-АЭС.
2. Agilent 5110 ИСП-ОЭС.

Особенностью модели «4210 МП-АЭС» является то, что этот атомно-эмиссионный спектрометр использует азотную СВЧ плазму и может работать на воздухе (нужен генератор азота). Предел обнаружения по золоту составляет 0,04 ррм.

Достоинство модели оптико-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой «5110 ИСП-ОЭС» состоит в низком энергопотреблении (мощность прибора около 3 кВт), малом расходе инертного газа аргона (7 литров на 1 пробу) и в рекордно высокой скорости анализа, всего за 22 секунды. Возможно провести 1200 анализов за смену 8 часов.

По словам М.И. Мельника, набор оборудования Agilent для элементного анализа перекрывает все потребности аналитических лабораторий для золотой промышленности. 

Раиль Фаткуллин, региональный представитель Outotec в Узбекистане, сделал доклад на тему «Инновационные разработки Outotec в технологии выщелачивания цианированием». Р. Фаткуллин рассказал аудитории о 5 разработках (рис. 5):

1. Диспергационная камера. OKTOP®.
2. Мешалка OKTOP® 3200. 
3. Датчик OKTOP® CloudSense.
4. Придонный датчик OKTOP® SandSense.
5. Фигурное днище реактора OKTOP® FlowBottom.

Рис. 5. Инновационный реактор Outotec в технологии выщелачивания цианированием (Источник: Outotec)

Реакторы OKTOP® для CIL цианирования отличаются новейшей конструкцией днища — оно профилированное. Диспергационная камера OKTOP® обеспечивает более эффективный массоперенос кислорода и позволяет использовать воздух вместо кислорода. Энергоэффективность работы системы перемешивания улучшается при использовании датчиков, использующих принцип электроимпедансной томографии:

• датчик CloudSense контролирует уровень взвеси в реакторе;   
• датчик SandSense фиксирует скопление твердой фазы на дне реактора.

В зависимости от показаний этих датчиков регулируется скорость вращения мешалки, что позволяет снизить износ системы перемешивания и расход электроэнергии.

Для доизвлечения золота из хвостов цианирования, теряемого вследствие эффекта прегроббинга при переработке руд двойной упорности, предложена новая технология HiTeCC (High Temperature Caustic Conditioning — обработка щелоком при высокой температуре). Суть её состоит в высокотемпературной обработке гидроксидом натрия, в результате чего золото десорбируется из природных углеродных сорбентов и потом захватывается свежим активированным углём. Установка HiTeCC внедрена в 2016 г. на руднике «Суздаль» (Казахстан). Она перерабатывает 16 т/ч хвостов и даёт дополнительное извлечение золота до 5 г/т (примерно +7 % сквозного извлечения золота). Nordgold инвестировал в строительство нового производства 5,8 млн долл.

Александр Петрович Коломиец, представитель в СНГ машиностроительного объединения ООО «Хавер Ниагара ГмбХ» (Германия), сделал доклад на тему «Техника и технология подготовительных процессов обогащения окисленных золотосодержащих руд». Он подчеркнул, что основной вид деятельности материнской компании HAVER& BOECKER — производство горно-обогатительного оборудования, а именно дробилок, грохотов, окомкователей и промывочных устройств.

В докладе была затронута проблема переработки глинистых окисленных руд с низким содержанием золота (порядка 1 г/т). Такие руды зачастую являются благоприятными для переработки как методом кучного, так и агитационного цианидного выщелачивания, однако низкое содержание золота не позволяет вовлекать их в переработку по экономическим причинам. Для создания приемлемых гидрофизических свойств материала при переработке глинистых руд по технологии кучного выщелачивания требуется высокий расход связующего на окомкование окисленных золотосодержащих руд, что приводит к удорожанию процесса и делает переработку сырья в зависимости от содержания и рыночной стоимости золота не всегда рентабельной. Для процессов окомкования возможно применение как чашевых, так и барабанных окомкователей. Переработка же руды по технологии агитационного цианирования требует применения процессов измельчения, затраты на которые не окупятся количеством извлекаемого золота. В этой связи переработку бедных окисленных глинистых руд рекомендуется проводить по комбинированной технологии, включающей процессы разделения руды на фракции по классам крупности, кучного выщелачивания крупнозернистой фракции и агитационное выщелачивание глинистой фракции. Использование комплексного подхода позволяет избежать затрат, связанных с измельчением материала и высоким расходом связующего на окомкование. Успешность реализации данной технологии будет определяться прежде всего качеством разделения материала на фракции, а узел дезинтеграции и разделения руды на отдельные составляющие будет являться главным звеном технологической схемы производства золота.

В большом ряде случаев золото-рудные месторождения находятся в районах с холодным климатом, что вызывает необходимость переработки мерзлых руд. Применение стандартных подходов к переработке мерзлого материала нецелесообразно по причине их низкой эффективности. На первой стадии дробления окисленных золотосодержащих руд (типичное содержание липкой глины до 50 % и более) необходимо применять перед дробилкой хорошо зарекомендовавший себя особой конструкции разгрузочный грохот HAVER NIAGARA типа F-Class, кинематика которого позволяет совершать постоянную амплитуду круговых колебаний независимо от объема и размеров неравномерно загружаемой руды.

Для переработки мерзлого материала специалисты HAVER NIAGARA рекомендуют применять двухстадиальную схему переработки руд с грохочением и промывкой материала после каждой стадии дезинтеграции. Первую стадию дезинтеграции предлагается проводить в скруббере, а вторую — в установке HydroClean. Для снижения затрат энергии на нагрев воды предлагается использовать энергосберегающие технологии, основанные на использовании геотермального тепла. При использовании геотермального тепла можно уменьшить затраты на нагрев материала до 70 %.

Инженер-обогатитель группы компаний «АНАКОН» Андрей Сергеевич Кривонос рассказал о системах подготовки влажных и технологических проб ROCKLABS. В докладе акцент был сделан на неравномерности руд. Система ROCKLABS позволяет подготовить пробы до 1,5 т начальной массы. Система оснащена дробильным модулем «Большой Бойд» для неограниченных проб с начальной крупностью до 160 мм и дробильным модулем «Бойд» для второй стадии дробления с конечной крупностью материала 90 % -2 мм. Каждая стадия дробления оснащена автоматическими вращающимися делителями и транспортерами, что в совокупности позволяет исключить трудоемкие операции перемешивания и ручного сокращения проб. Также вниманию слушателей была представлена система для подготовки проб с исходной влажностью до 50 %. Комплексная линия по подготовке таких проб включает: молотковую дробилку, которая позволяет дробить материал до крупности 94–95 % класса -2 мм с крупностью исходного куска до 15 мм, проточно-кольцевую мельницу для грубого измельчения проб и стандартную мельницу RM 2000.

О технологиях и оборудовании компании FLSmidth рассказал Юрий Абросимов. В качестве примера он привёл проект «Павлик». В золотой отрасли компания реализует принцип «From ore to Dore», что означает «от руды до сплава Доре».

Г-н Абросимов подробно остановился на концентраторах марки Knelson, печах регенерации угля, реакторах ConSepAcacia, системах автоматической доводки концентрата.

Референц-лист завершённых проектов компании включает: «Белая Гора», Руссдрагмет — расширение «Павлик», Арлан «Угахан», проект института Иргиредмет «Олимпиадинский ГОК», Полюс — расширение «Пустынное», Алтын Алмас «Кондер», Артель старателей «Амур».

Илан Хургин, представитель израильской компании «АИК» (AIK Group Inc.), сделал доклад об оборудовании для капельного орошения при кучном выщелачивании. Напомним, что в 2003 г. в Крыму кoмпания «АИК» пo лицeнзии фирмы PLASTRO пoстрoила и пустила в эксплуатацию завoд для прoизвoдства мнoгoлeтних капeльных линий для сельского хозяйства. В 2015 г. начато производство капельной линии АКВАМАЙН, которая рассчитана специально для использования в условиях кучного выщелачивания. Капельница МАЙН, которая используется для этой продукции, является цилиндрической капельницей, путь раствора по которой проходит через длинный лабиринт особой конфигурации, обеспечивающий завихрение  (турбулентность) потока. Также у каждой капельницы есть два входных фильтра и два выходных отверстия. Все это обеспечивает особую устойчивость к засорению и высокий уровень равномерности и точности подачи раствора на каждое выходное отверстие. Капельная линия АКВАМАЙН производится диаметром 16 или 20 мм и с раз-личной выливной нормой капельниц от 4 до 8 литров в час.

Директор компании Macrotec (ЮАР) Хенко Хейвуд выбрал для доклада редкую у нас тему извлечения золота из угольной мелочи и древесных опилок. Первоначально процесс и оборудование были разработаны для крупнейшего в ЮАР аффинажного завода Rand Refinery. Золотоугольный материал сжигался в специальных печах с извлечением золота 94 %. Себестоимость операции составляет 1 унц. на 1 тонну угля. То есть угольный материал должен содержать более 31 грамма золота в 1 тонне. Однако г-н Хейвуд не пояснил, какова природа этого золота в угольной мелочи.

Законодательство

Константин Дмитриевич Горохов, начальник Управления сопровождения лицензирования твёрдых полезных ископаемых ФБУ «Росгеолэкспертиза», сделал очень информационный доклад о заявительном порядке предоставления права пользования недрами по новому приказу Министерства природных ресурсов № 583, который действует с 1 января 2017 г. Суть этого приказа в следующем:
1. Закреплен «заявительный» механизм получения права пользования недрами для целей ГИ на УВС.
2. Предусмотрена возможность получения права пользования недрами для ГИ на флангах разведываемых и/или разрабатываемых месторождений.
3. Предусмотрена возможность получения права пользования недрами для ГИ на вышележащих горизонтах.

Условия предоставления участков недр в пользование следующие:

• отсутствие данных о наличии запасов; 
• расположен ниже нижней (выше верхней) границы участка недр, предоставленного в пользование заявителю и являющегося сопре-дельным по отношению к испраши-ваемому участку недр; 
• заявитель является пользователем недр на сопредельном участке. 

К сожалению, за время действия приказа поступило пока 14 заявок, которые находятся на рассмотрении. Практика ещё не наработана и многие тонкости остаются в неопределённом состоянии, в частности по спорным флангам участка недр в пределах 5 км.

Для совершенствования аукционной процедуры предоставления права пользования недрами предлагается следующее:

1. Возможность предоставления права пользования недрами единственному участнику аукциона.
2. Создание реестра недобросовестных участников аукциона на право пользования недрами.
3. Увеличение размера задатка при проведении аукциона на право пользования недрами в целях недопуска недобросовестных участников. 

Эти полезные идеи не реализованы даже в документах.

Тематика конференции оказалась актуальной, интересной, её посетили заинтересованные специалисты, представители компаний, студенты вузов и ветераны золотой отрасли. Конференция достигла поставленных целей. 


Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 2 (36)/июнь 2017 г.