18 февраля 2025, Вторник
ТЕХНОЛОГИИ / ОБОРУДОВАНИЕ
arrow_right_black
30 сентября 2015

Экономические особенности применения технологии кучного выщелачивания при добыче золота

Методы и оборудование для добычи и обогащения золотосодержащих руд постоянно совершенствуются. Успешность внедрения современных технологий и их распространение в отрасли зависят от фазы мирового сырьевого рынка и геолого-экономических параметров конкретного месторождения или предприятия. Данной работой авторы обращают внимание на экономические особенности применения технологии кучного выщелачивания (КВ) в современных условиях.
messages_black
0
eye_black
342
like_black
0
dislike_black
0
М.И. лесков.jpgМ.И. Лесков — член Совета Союза золотопромышленников.




а.н. лопатников.jpgА.Н. Лопатников — управляющий директор American Appraisal по России и СНГ.



Начинавшаяся когда-то как мелкая старательская деятельность, добыча золота сегодня превратилась в глобальную и высокотехнологичную отрасль промышленности. Основные технические инновации последних десятилетий были связаны с периодами роста интереса к золоту как к инвестиционному активу, как правило, сопровождавшиеся ростом цены на золото, или происходили тогда, когда и цены, и интерес падали, а отрасли нужно было находить пути поддержания доходности добычи золота. Одной из значительных инноваций для отрасли на рубеже 1970–1980-х годов стало начало масштабного применения технологии кучного выщелачивания. В России промышленное использование технологии КВ началось почти на четверть века позже, причем интерес к ней то повышался, то спадал. Причины, которые могут объяснить цикличность популярности кучного выщелачивания в золотодобыче, на наш взгляд, сугубо экономические и связаны прежде всего с фазами цикла развития экономики России и цикла мировых цен на золото.

Идея использования кучного выщелачивании для получения меди упоминается еще в трудах Плиния Старшего. Изучая насыщенные медью растворы, вытекавшие из горных выработок на медных рудниках, он предположил, что этот природный процесс можно воспроизвести искусственно. В середине III в. нашей эры на Кипре уже действовало несколько рудников, регулярно применявших технологию выщелачивания в ее наиболее простом виде — колотая руда, уложенная в штабели на основании из утрамбованной глины, поливалась кислыми шахтными водами из медных рудников до набора необходимой концентрации меди. Медь осаждалась железной стружкой, насыпанной в плетеные корзины, через которые пропускался раствор.

Как промышленная технология кучное выщелачивание начало формироваться в XVIII в. на медном руднике РиоТинто в Испании. Промышленное применение КВ для переработки золотосодержащих руд началось уже в XX в. В конце 1960-х гг. на руднике Cortez в Неваде (США) заработали крупномасштабные установки КВ, положив начало широкому применению этой технологии во всем мире. В Неваде до сих пор продолжают действовать наиболее крупные полигоны кучного выщелачивания золота.

динамика изменения.jpg

Рис. 1. Динамика изменения среднего содержания меди в перерабатываемых рудах на фоне динамики изменения объемов переработки этих руд. 

(Источник: www.infomine.com)

Применение КВ обеспечило значительный рост добычи золота в США и Австралии, позволило существенно расширить географию добычи золота, включив в нее территории, где по климатическим условиям применение этой технологии вначале считалось невозможным. Более того, учитывая общую тенденцию к снижению качества перерабатываемых руд, кучное выщелачивание позволило вовлечь в переработку бедные руды различных металлов. На рисунке 1 представлена историческая динамика показателей содержания и объемов переработки меди за последние 100 лет.

Типичные аргументы за и против выбора технологии КВ, которые обычно приводят инвесторы, указаны в таблице 1.

Аргумент ЗА выбор КВ  Аргумент ПРОТИВ выбора КВ
 Небольшие по размеру месторождения  Низкое извлечение
 Низкие содержания металла  Экологические риски
 Ограничения по снабжению водой   Более эффективные альтернативы переработки
 Страновые риски   Глинистые руды
 Плохая флотируемость руды  Проблемы агломерирования руд
 Сложности с организацией хвостохранилища  Топографические особенности
 Производство сопутствующих металлов   Климат
 Затраты  Значительные площади

Табл. 1.


К преимуществам кучного выщелачивания также относят:

  • возможность переработки отвалов и хвостов;
  • короткий период строительства;
  • более быстрая окупаемость проектов;
  • простота проекта и используемого оборудования.
При расчете ТЭО проектов кучного выщелачивания, как правило, учитывают следующие показатели, характерные для этой технологии:
  • извлечение золота в раствор — обычно менее 65–70 %, редко до 75 %;
  • цикл выщелачивания золота — около 30–45 дней, редко более;
  • высокая однородность параметров по объему перерабатываемой руды;
  • малая чувствительность к изменениям содержания металла в руде;
  • стабильность штабеля и возможность многоярусной укладки руд.
Число рудников, использующих технологию кучного выщелачивания для добычи золота, цветных металлов и урана в мире постоянно растет (рис. 2).

динамика изменения числа.jpg

Рис. 2. Динамика изменения числа вводимых в строй новых рудников с применением КВ. 

(Источник: www.infomine.com)

Сегодня в мире действует более 150 крупных рудников по добыче золота и серебра, использующих технологию кучного выщелачивания и добывающих около 30 % мировых объемов добываемого золота. Крупнейшие действующие проекты приведены в таблице 2.

В начале 1990-х гг. первые проекты кучного выщелачивания золотосодержащих руд появились на территории ряда бывших советских республик, а с середины 1990-х гг. кучное выщелачивание золота стало регулярно применяться и в России. За это время в нашей стране было реализовано около полусотни проектов (участков) КВ, более 20 из которых продолжают свою работу и в настоящее время.

Рудник   Страна  Владелец  Объемы золота,
извлеченного в 2014 г.,
унц.
 Yanacocha  Peru   Newmont  970,000
 Veladero  Argentina  Barrick Gold  722,000
 Lagunas Norte   Peru  Barrick Gold  582,000
 Round Mountain  USA  Barrick Gold  328,000
 Kisladag  Turkey   Eldorado Gold  311,000

Табл. 2. Источник: www.infomine.com


Опыт использования КВ при переработке золотосодержащих руд в РФ

Накопленный в мире и в Российской Федерации опыт использования проектов КВ говорит о том, что относительная простота и низкая капиталоемкость процесса кучного выщелачивания может приводить к успеху только тогда, когда такие проекты тщательно проработаны технически, а их финансирование организовано оптимально. Для успешной работы они требуют высокого качества проектно-исследовательских работ с учетом всех факторов, влияющих на доходность процесса при различных сценарных условиях.

недостроенный полигон.jpg

Рис. 3. Недостроенный и заброшенный полигон КВ на одном из рудников Дальнего Востока России. Фото авторов

В сравнении с проектами с традиционным фабричным способом проекты кучного выщелачивания и проще и компактнее, однако при их реализации компаниям важно корректно учитывать их специфику. Кажущаяся простота проектов КВ может сослужить плохую службу тем недропользователям, кто решит «перепрыгнуть» положенные стадии в изучении и обосновании проекта, «сразу» приступив к строительству полигонов, а порой — даже к началу их эксплуатации. Финансовые последствия такой торопливости могут быть печальными, примером тому остаются более десятка полигонов по всей стране с недостроенными и часто уже разукомплектованными дробильными установками, частично использованной пленкой из ранее уложенных оснований, переходившие из рук в руки, но так и не обеспечившие возврата вложенных в них средств. Часть работающих полигонов до сих пор ощущает последствия ошибок, сделанных при первоначальной организации работ.

Наиболее типичными являются ошибки в конструкции основания полигона КВ, в формировании штабеля, в организации системы орошения и сбора растворов и в схемах установок осаждения золота. Реже встречаются огрехи в организации участков дробления руд и их окомкования перед укладкой, в складировании отвалов после КВ, а также в системах водооборота.

Большие проблемы могут создать ошибки в конструкции гидроизолированных оснований в северных условиях, особенно на участках с сезонной или очаговой вечной мерзлотой, и при попытках использования местных материалов (например, глин, без должного учета их качества) вместо пленки или при неправильном выборе пленки и ее некачественной укладке. Такие ошибки (рис. 4) сложно выявлять и исправлять, а их последствия бывают весьма серьезными — экологические проблемы, потеря растворов и золота в них, и т.п.

основание полигона.jpg

Рис. 4. Недостаточно качественно укладываемое основание полигона КВ. Фото авторов 

Низкое качество укладки штабеля, даже в случае корректного определения его высоты и корректного способа укладки (стакером), может быть следствием неверного алгоритма укладки, в результате этого происходит значительная сегрегации материала, что в свою очередь может приводить к проблемам с проницаемостью штабеля и извлечением металла. Типичны и ошибки в определении высоты штабеля. Ее занижение приводит к росту удельных капзатрат на 1 г добычи, а завышение к высоким удельным операционным расходам, связанным с недостаточным извлечением при избыточном объеме оборотных растворов и пр. Нередко можно встретить попытки укладки штабеля с применением гусеничной и даже колесной техники (рис. 5). В подавляющем большинстве случаев это радикально снижает пористость штабеля и приводит к существенному ухудшению экономических параметров работы участков КВ.

Попытки неоправданно нарастить объемы укладки за счет выполнения работ при низких температурах приводят к значительным проблемам с проницаемостью и устойчивостью штабеля, которые становятся особенно острыми в случае использования многоярусных штабелей на постоянном основании.

штабель.jpg

Рис. 5. Штабель, уложенный колесной техникой, на одном из действующих участков КВ. Фото авторов

Любопытно, что некоторые проблемы могут повторятся на одних и тех же или близких объектах. Это, видимо, является свидетельством того, что компании не изучают в должной мере опыта соседей и предшественников.

В РФ накоплен значительный опыт применения технологии КВ, большинство действующих полигонов КВ разумно сочетают применение нового и б/у оборудования, прагматично подходят к выбору его поставщиков, среди которых есть отечественные производители, китайские компании и марки мировых брендов. Можно привести много примеров высокопрофессионально уложенного основания и организации штабелей, использования глубоко проработанных конструкционных решений, выбранных по результатам большого объема проведенных исследований и инжиниринга. Крайне важно, что российские компании пытаются максимально адаптировать работу полигонов к конкретным рудам и местным условиям эксплуатации (рис. 7.)

Потенциал кучного выщелачивания

Наличие компетенций в сфере КВ является неотъемлемой чертой крупных и динамично развивающихся золотодобывающих компаний, именно с проектов КВ начал расти целый ряд таких компаний — «Петропавловск», «Полиметалл», «Нордголд». Тем не менее, активно кучное выщелачивание пока применяется в России лишь при добыче золота, при этом масштабы действующих полигонов КВ не превышают 1,5–2 млн т руды в год.

При этом, как особенности технологии КВ, так и экономические условия, в которых сейчас развивается горная отрасль, позволяют говорить о значительном потенциале кучного выщелачивания и прежде всего — для добычи золота. Естественным ограничением более широкому использованию КВ для добычи цветных металлов может являться, например, то, что никель в основном добывается из сульфидных руд, а кучное выщелачивание масштабно применяется пока лишь для окисленных латеритных руд никеля, имеющих заметно меньшее распространение в мире. Экономические условия реализации проектов КВ на цветных металлах также заметно сложнее. Например, если для КВ золота нормальным является цикл выщелачивания в 30–40 суток, то для латеритных никелевых руд этот цикл зачастую превышает 500 суток. Значительный интерес к проектам КВ существует в производстве урана, редких и редкоземельных элементов и некоторых других полезных ископаемых.

проекты кб.jpg

Рис. 6. Проекты КВ по статусу освоения и по добываемым металлам 

(Источник: www.infomine.com)

Активное развитие кучное выщелачивание получило в республиках бывшего СССР, где методом КВ извлекают и золото, и медь, и уран, при этом масштабы переработки достигают многих миллионов тонн руды в год, а климатические условия в большинстве случаев не более благоприятные: низкие зимние температуры в сочетании с сильными ветрами, нередко на достаточно больших высотах (от уровня моря), с сильными перепадами температуры в течение года и с жесткой жарой и высокой испаряемостью в летнее время.

Кооперация с недропользователями из соседних стран и с международными компаниями и экспертами позволила запустить проекты КВ в Грузии, Армении, Узбекистане, Казахстане раньше, чем это получилось в России, и на большем числе видов полезных ископаемых к настоящему времени, чем пока в России. Вслед за названными странами свои крупные проекты КВ начали развивать Монголия, Азербайджан, Таджикистан и Киргизия.

Стоит отметить и то, что в отличие от российской практики, когда исследования на пригодность руд к кучному выщелачиванию ведутся лишь немногими крупными институтами, наши соседи широко используются небольшие, мобильные лаборатории, нередко проводящие анализ и экспериментальные исследования непосредственно на промплощадках заказчиков. Это способствует получению более точных результатов исследований и позволяет учесть большее число факторов. Еще более важно, что это также способствует более эффективному приобретению компетенций персоналом компаний-заказчиков, что позволяет быстрее запускать производства в строй и эффективнее эксплуатировать их впоследствии. Часто оборудование и материалы для обустройства участков КВ в этих республиках используются местные, причем даже там, где своего крупного машиностроения и производства материалов в советские годы не существовало.

штабель кб в конце сезона.jpg

Рис. 7. Штабель КВ в конце сезона на м-ии Самолазовское, Якутия. Фото: «Золото Селигдара»

Значение проектов КВ еще больше возрастает в условиях, когда курс рубля к большинству валют снижается, падают мировые цены на золото. Тем не менее, рублевые издержки растут пока сравнительно медленно, что открывает «окно возможностей» для российских золотодобытчиков. Размер выгоды, безусловно временной, так или иначе будет тем выше, чем большее количество статей капитальных затрат и операционных расходов будут рублевыми и чем медленнее они будут расти.

В отличие от проектов с фабричной схемой переработки, где существенная доля капитальных затрат связана с оборудованием, которое не производится в России, в проектах КВ доля такого оборудования изначально невелика и может быть снижена до нуля. Дробильное, агломерационное, конвейерное оборудование, пленки для оснований площадок КВ, ирригационные системы для орошения штабелей — все производится в России. К сожалению, не все пока конкурентного качества. Тем не менее, в наших климатических условиях цикличные проекты КВ значительно менее чувствительны к механическому качеству оборудования, чем проекты с круглогодичной постоянной работой. Производимые в РФ стакерные системы укладки руды не обладают требуемым спектром размеров и технических параметров, требуемых для укладки руд, однако оборудование это несложное в изготовлении и наладить его производство не представляло бы большой проблемы. Например, в ряде соседних стран с не менее сложными экономическими условиями такое оборудование уже производится.

участок кб.jpg

Рис. 8. Участок КВ на выщелачивании бедных руд рядом с ЗИФ Покровского рудника. Фото: ГК «Петропавловск».

В существующих условиях важно учитывать то, что КВ позволяет экономично вовлекать в переработку бедные и забалансовые руды, а иногда и возвращать в производство материал ранее произведенной вскрыши по мере того как основное сырье «фабричного» качества будет исчерпываться (рис. 8). Другая возможность — увеличить число объектов для отработки и обеспечить более широкий их выбор, поскольку приповерхностное положение большинства объектов, подходящих для организации кучного выщелачивания, обеспечивает более легкий и быстрый доступ к их ресурсам и для разведки, и для начала добычи.

Дальнейшее развитие КВ позволит еще полнее реализовать преимущества этой технологии, снизив экологическую нагрузку, и создать более благоприятные условия для персонала:

  • по причине бессточности они влияют на окружающую среду существенно менее проектов фабричной (даже безреагентной!) переработки;
  • в сознании большинства неспециалистов существенно преувеличено и не соответствует действительности потенциально негативное влияние на окружающую среду полигонов КВ применяемых цианистых растворов, цианид которых в реальности легко разлагается и утилизируется растениями как азотистое удобрение;
  • значительно большего внимания, чем цианид, обычно требует пылеподавление на таких установках, особенно в местах дробления и перегрузки руд и особенно при силикозоопасном характере пород и руд;
  • вероятность возникновения существенных аварий и прочих чрезвычайных ситуаций на установках КВ значительно ниже, чем при любых других видах переработки природного (даже россыпного!) сырья.
Следует заметить при этом, что в условиях холодного российского климата дополнительно необходимо учитывать следующие особенности проектов КВ по сравнению с «фабричными» проектами с точки зрения капитальных затрат в этих проектах, а именно:
  • необходимость обеспечения более высокой производительности по добыче и укладке руд из-за большей устойчивости крупнообъемного штабеля к промерзанию, что ведет к более высоким абсолютным (хоть и более низким удельным) кап. затратам, однако при этом одновременно снижаются удельные эксплуатационные расходы и повышается устойчивость проекта;
  • в холодном климате несколько больших затрат требуют системы приготовления и циркуляции рабочих растворов, при этом обеспечивается сравнительно небольшой прирост операционных издержек на их обслуживание;
  • наиболее чувствительными проблемами является обеспечение проектов КВ в холодном климате: 
– водой (особенно при удлиненном сезоне и при круглогодичной работе),
– а также энергией и материалами.

Не менее важны для более широкого успешного внедрения КВ в нашей стране и особенности их операционной экономики:
  • проекты КВ весьма чувствительны к своевременной и рациональной поставке необходимых и качественных материалов и реагентов, что особенно важно при сезонном характере работы установок КВ;
  • проекты КВ требуют своевременного выполнения ряда цикличных работ — например, обустройство основания в теплый сезон, начало дробления, окомкования и укладки с наступлением положительных атмосферных температур и т.п.;
  • проекты КВ из-за потери влаги с испарением являются практически бессточными проектами, поэтому остро нуждаются в источниках воды, особенно в начальный период освоения;
  • проекты КВ в целом сравнительно малочувствительны к обеспеченности электроэнергией;
  • проекты КВ относительно малолюдны и обычно не требуют большого числа специалистов дефицитных профессий с особо высоким уровнем профподготовки.
Существенную роль играет и положительный социальный эффект от реализации новых проектов КВ, поскольку они:
  • позволяют эффективно осваивать удаленные объекты с бедным сырьем;
  • в большей степени, чем фабричные проекты, способны обеспечить занятость местного населения;
  • играют роль начальной подготовки кадров горной промышленности;
  • способствуют созданию и развитию социальной, транспортной и энергетической инфраструктуры на ранее не освоенных территориях.
Потенциал использования кучного выщелачивания для переработки золотосодержащих руд в РФ остается еще не раскрытым полностью. Как любая технология, КВ постоянно совершенствуется, повышается операционная эффективность таких производств, снижаются риски и улучшаются экологические характеристики. Сложившаяся в мировой горной отрасли ценовая ситуация, а также экономические сложности, испытываемые развивающимися рынками, создают условия для более широкого внедрения этой технологии в нашей стране и странах СНГ. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и низкие удельные затраты, проекты KB требуют детальной и тщательной технической проработки и экономического анализа, с учетом особенностей конкретного месторождения и специфики его расположения.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (29)/сентябрь 2015 г.
13.01.25
Импортозамещение концентраторов большой производительности от ЗАО «ИТОМАК» (КН-250/400» — аналог Knelson QS 48)
13.01.25
Крупнейшему мировому производителю мельничной футеровки — компании «PT Growth Asia» исполняется 35 лет
13.01.25
Технологические модульные установки для переработки насыщенных углей
25.12.24
Обзор современных технологий предварительного обогащения для золотосодержащих руд и россыпей ООО «ЭРГА»
24.12.24
Геомембрана ООО «Кредо-Пласт» в горнодобывающей промышленности
24.12.24
Современные решения в горной индустрии: увидеть невидимоe
19.11.24
ЗАО «ИТОМАК»: мы возвращаем доверие к российскому качеству
19.11.24
Химия создает будущее планеты
28.10.24
Мал золотник, да дорог: как разработка завода «Тульские машины» позволяет добывать больше 95% золота из упорной руды
08.08.24
Изменение камеры дробления повышает производительность ДСК
02.07.24
ТД «Кварц» повышает КИО мельниц и снижает массы узлов
02.07.24
Исключая риски: где достать запчасти на шламовые насосы FLS?
02.07.24
Новая высокоэффективная технология извлечения золота и других химических элементов из техногенных минеральных образований
18.06.24
Всё из ничего: решения для золотодобытчиков от НПО «РИВС»
11.06.24
Инновации: к экономии через испытания
04.04.24
Поиск возможности повышения технологических показателей процессов CIP и CIL
04.04.24
Поиск технологии «под руду» — комплексное изучение руды месторождения Самолазовское
04.04.24
Российские центробежные концентраторы ИТОМАК
04.04.24
Буровые установки для разведки россыпей
04.04.24
Импортозамещение комплектующих для оборудования FLSmidth и Falcon от компании «Инжиниринг ПолиЛайн»
Смотреть все arrow_right_black



Яндекс.Метрика