Газоаналитический контроль на золотоизвлекательных предприятиях: от перечня веществ к реальным сценариям риска

C.А. Зыбарев — советник коммерческого директора ООО «НПО «ПРИБОР» ГАНК».



Золотодобыча давно перестала быть только вопросом горной техники, дробления и извлечения металла. Современное предприятие — это цепочка различных процессов с разными источниками химической опасности: взрывные работы, подземная добыча, дробление, пылеулавливание, измельчение, флотация, автоклавное окисление, цианидное выщелачивание, обезвреживание растворов, десорбция угля, электролиз, плавка, аффинаж золота и серебра. На каждом этапе меняется не только перечень контролируемых веществ, но и сама форма опасности: газ, пар, пыль, капельно-аэрозольная фаза, выброс из организованного источника или нештатная концентрация в воздухе рабочей зоны, что, так или иначе, приводит к возникновению риска для жизни и здоровья.

Рис. 1. Стационарный газоанализатор ГАНК-4С, размещенный в термостате ТС-1

ДЛЯ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ ВАЖНО КОНТРОЛИРОВАТЬ НЕ КОСВЕННЫЙ ГАЗОВЫЙ ПРИЗНАК, А РЕАЛЬНУЮ АЭРОЗОЛЬНУЮ ФАЗУ, КОТОРАЯ ФОРМИРУЕТ РИСК ПРИ ПРОЛИВАХ, РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ И НЕШТАТНЫХ РЕЖИМАХ.

Именно поэтому выбор газоаналитического оборудования для предприятий отрасли нельзя сводить к формальному вопросу: «есть ли нужное вещество в документации на прибор». Реальный вопрос другой: в конкретном технологическом процессе определить максимально достоверный метод измерения и контроля веществ или их соединения, с учетом их физического состояния и предельных концентраций.

Где возникают основные задачи контроля

На этапе добычи и проходческих работ актуальны контроль пыли, оксида и диоксида азота после взрывных работ, оксида углерода, метана, кислорода и углекислого газа в подземных выработках. В аккумуляторных помещениях и на участках зарядки аккумуляторных батарей появляется отдельная зона риска — пары и аэрозоли серной кислоты и, конечно, водород.

Рис. 2. Газоанализаторы ГАНК-4 применяются для производственного, санитарно-гигиенического и экологического контроля на промышленных объектах. На фото: ГАНК-4Ф Ех 

На обогатительных фабриках перечень обращающихся вредных веществ расширяется. Дробление, приемные бункеры, конвейерные линии и склады дробленой руды требуют контроля запыленности воздуха рабочей зоны и выбросов систем аспирации. Во флотации и реагентных хозяйствах появляются аммиак, сероводород, серная кислота. При обжиге сульфидных руд значимыми становятся сернистый ангидрид, оксиды азота и углерода, сероводород.

ТИПОВЫЕ ЗОНЫ КОНТРОЛЯ В ЗОЛОТОДОБЫЧЕ:
- цианидное выщелачивание
- обезвреживание растворов
- реагентные склады
- аккумуляторные
- дробление и аспирация
- флотация
- гидрометаллургия
- десорбция угля
- аффинаж
- взрывные работы
- подземные выработки

На гидрометаллургических переделах задач для газового анализа становится еще больше. Цеха приготовления каустика, площадки выщелачивания, узлы обезвреживания цианистых растворов и установки десорбции угля формируют задачи контроля щелочных и цианистых аэрозолей, синильной кислоты, хлора, озона, сернистого ангидрида и перекиси водорода. На аффинажных производствах к этому добавляются хлороводород, азотная кислота, диоксид азота и серная кислота.

Рис. 3. ГАНК-4С использует спектрофотометрический метод с химически реактивной лентой для прямого контроля кислот, щелочей и других веществ, где принципиальна природа измеряемой среды

Для таких объектов ООО «НПО «ПРИБОР» ГАНК» выпускает линейку газоанализаторов «ГАНК-4» и «Эколаб плюс» для контроля вредных веществ в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны, в промышленных выбросах и на границе санитарно-защитных зон. В зависимости от задачи и режима контроля (периодический или непрерывный автоматический) применяются либо переносные приборы (общепромышленные ГАНК-4, ГАНК-4РБ и взрывозащищенные ГАНК-4Ех и Эколаб плюс), либо стационарные (общепромышленные ГАНК-4С, ГАНК-4Ф, ГАНК-4М, ГАНК-4РБс и взрывозащищенные ГАНК-4СЕх, ГАНК-4ФЕх). Практически все приборы с принудительным отбором пробы, что особенно важно, где критичен прямой контроль аэрозольной или химически агрессивной фазы.

Главная методическая ошибка: считать все опасные вещества газами

Для ряда веществ классический сенсорный подход хорошо понятен: есть газовая/паровая фаза, есть воспроизводимый отклик чувствительного элемента, есть задача контроля превышения пороговых значений. Но ряд веществ, например, такие как кислоты и щелочи в условиях производства находятся преимущественно в аэрозольной фазе. То есть, в реальных аварийных и предаварийных сценариях: при проливе, разгерметизации, сливе-наливе, перемешивании, дозировании, работе с растворами и реагентами, опасность формируется веществом, находящимся именно в аэрозольной фазе.

Это принципиально важно для золотодобычи и аффинажа, где серная, азотная, соляная кислоты, щелочи и реагентные растворы присутствуют не только как химические компоненты процесса, но и как источник риска для персонала, оборудования, систем аспирации и безопасности.

Если прибор заявлен на кислоту или щелочь, но фактически проверяет канал по, так сказать, «газу-эквиваленту» или реагирует на косвенный признак, у предприятия возникает методический риск. Работоспособность канала может быть подтверждена формально, но в реальной аварийной ситуации прибор должен обнаружить именно аэрозоль целевого вещества. Для серной кислоты это особенно показательно: серная кислота в воздухе не является газом, а представляет собой аэрозоль (кислотный туман). Попытка оценивать ее через, например, диоксид серы или водород не отражает прямую опасность аэрозольного облака.

Рис. 4. Процесс сборки химкассет для стационарных газоанализаторов

Почему для кислот и щелочей важна спектрофотометрия с химически реактивной лентой

Газоанализатор ГАНК-4С использует метод прямых измерений — спектрофотометрия с использованием химически реактивной ленты. Контролируемая среда принудительно отбирается встроенным насосом из конкретной зоны контроля, попадает на химически обработанный участок ленты, где происходит реакция с целевым веществом. Фотометрическая система регистрирует изменение оптической плотности и пересчитывает результат в массовую концентрацию (в мг/м³).

Такой подход особенно важен для кислот и щелочей по нескольким причинам.

Во-первых, прибор контролирует целевое вещество напрямую, а не по отклику на посторонний газ и обеспечивает высокую селективность. Во-вторых, принудительный отбор пробы надежнее для тяжелых паров и аэрозолей, чем диффузионный способ, при котором, вещество дойдет к чувствительному элементу с большим запозданием, либо не дойдет вообще. В-третьих, химическая лента не «отравляется» высокой концентрацией агрессивной среды так, как это может происходить с чувствительными элементами сенсорных приборов. В-четвертых, за мена химической ленты не требует повторной калибровки и поверки прибора, а автоматическая установка нуля поддерживает стабильность измерений без постоянного участия персонала.

Практический смысл этого подхода прост: если риск создается аэрозолем серной кислоты, азотной кислоты или щелочи, то и контроль должен быть ориентирован на прямое обнаружение соответствующей фазы в зоне риска.

От лабораторного контроля к автоматизации безопасности

Для предприятий золотодобычи газоанализ не должен быть только инструментом периодического контроля. В ряде зон он становится частью промышленной безопасности: включение сигнализации, управление вентиляцией, выдача предупредительных и аварийных сигналов, передача данных на диспетчерский уровень, контроль эффективности аспирации.

Рис. 5. Мобильный роботизированный экопост «ЭКОБОТ-ЛАБОРАНТ» 

ГАНК-4 может применяться для оперативных измерений и лабораторного контроля. ГАНК-4М — для стационарного автоматического контроля массовых концентраций вредных веществ. ГАНК-4С — для задач, где необходимо прямое измерение кислот, щелочей, ряда токсичных и агрессивных веществ с применением химически реактивной ленты. Взрывозащищенные исполнения позволяют рассматривать оборудование для рудников и зон с требованиями по Ex-защите.

Правильный порядок выбора оборудования

Опыт внедрения показывает: корректный подбор начинается не с марки прибора, а с инженерного обследования процесса. Для каждой точки контроля необходимо определить:
1. Какое вещество действительно обращается в контролируемой зоне.
2. В какой фазе оно присутствует — газ, пар, аэрозоль, пыль.
3. Какие возможные сценарии опасности прогнозируются — штатный выброс, пролив, разгерметизация, нарушение технологии, работа аспирации, нахождение персонала в зоне риска.
4. Нужен ли периодический контроль или автоматический стационарный мониторинг.
5. Как должен выполняться отбор пробы — диффузионно или принудительно из конкретной точки.
6. Как будут обслуживаться приборы и какова совокупная стоимость владения на протяжении жизненного цикла.
7. Нужно ли измерять нескольких веществ в одной точке.

Сервис и стоимость владения
Последний пункт особенно важен для удалённых производственных площадок: при выборе оборудования необходимо учитывать не только стоимость закупки, но и регулярные затраты на расходные элементы, сервисные работы, поверку и возможный простой точки контроля. Для наглядности в таблице 1 приведён расчет эксплуатационных расходов на одну точку контроля за 5 лет без учета стоимости самих при боров.

Показатель	ГАНК на химически реактивной ленте	Аналогичный прибор на датчике (сенсоре)
Расходный элемент	Химически реактивная лента.	Чувствительный элемент/сенсор.
1–5-й годы эксплуатации	0 руб. — замена ленты входит в 5-летнюю гарантию на приборы ГАНК на химической ленте.	100–150 тыс. руб. в год на замену сенсора на новый.
Суммарные затраты за 5 лет	0 руб.	500–750 тыс. руб.
После гарантийного срока	2,5 тыс. руб. на 1 прибор при ежегодной поверке.	Ежегодная замена сенсора сохраняется по стоимости поставщика.
Сервисный эффект	Замена ленты не требует повторной калибровки и поверки прибора*. Ленту невозможно «отравить».	Замена сенсора, как правило, связана с сервисными работами, калибровкой/настройкой и поверкой по регламенту. Сенсор легко «отравить».

Табл. 1. Сравнение стоимости владения за 5 лет на 1 прибор (без учета стоимости приборов)
* При наличии запасной кассеты

Даже без учета стоимости самих приборов, логистики и возможного простоя разница в расходах на одну точку контроля за первые пять лет эксплуатации составляет 500–750 тыс. руб. в пользу решения на химически реактивной ленте. При нескольких точках контроля этот эффект масштабируется пропорционально.

Отдельное практическое значение имеют выездные поверки
Для удалённых производственных объектов метрологические работы могут выполняться техническими специалистами изготовителя непосредственно на площадке заказчика, в заранее согласованные даты. Это снижает необходимость демонтажа и пересылки оборудования, сокращает простой точки контроля и позволяет совместить ежегодную поверку с профилактическим осмотром приборов. Отсутствует необходимость наличия подменного фонда на время поверки.

Такой подход позволяет избежать типовой ошибки, когда прибор выбирается по названию вещества, но без анализа метода измерения. Для простых газовых задач это может пройти незаметно. Выбор метода измерения основывается не только химической формулой веществ, а агрегатным состоянием, диапазоном концентраций, фоновыми газами и условиями окружающей (производственной) среды. Некорректный выбор метода приводит к серьезным последствиям, влияющим в первую очередь на безопасность людей.

Вывод для предприятий отрасли
Газоаналитический контроль в золотодобыче — это не универсальная «коробка на все случаи», а инженерная система, привязанная к технологии. В карьере и руднике нужны одни решения, на дроблении и аспирации — другие, на гидрометаллургии и аффинаже — третьи. Особого внимания требуют кислоты и щелочи: здесь решающим становится не только диапазон измерения, но и физико-химический принцип обнаружения целевого вещества.

Рис. 6. Исследовательская лаборатория на базе предприятия

Для отрасли, где технологические процессы сочетают пыль, взрывоопасные газы, токсичные реагенты, кислоты, щелочи и цианиды, наиболее надежным является не формальный, а процессный подход: от карты рисков — к методу измерения, от метода — к правильному типу прибора, от прибора — к системе предупреждения и управления безопасностью.

Именно в этой логике ООО «НПО «ПРИБОР» ГАНК» предлагает рассматривать газоанализаторы ГАНК-4 как инструмент не только измерения ПДК, но и построения достоверного контроля реальных химических рисков золотодобывающих и аффинажных предприятий.

---

ООО «НПО «ПРИБОР» ГАНК»
105318, г. Москва, ул. Ибрагимова, д. 31, корпус 10, этаж 2, пом. 7.
Тел. +7 (495) 419-00-92.
E-mail: info@gank4.ru
www.gank4.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии» Лето № 2 (72) 2026 г.

Реклама. Рекламодатель: ООО "НПО "ПРИБОР" ГАНК", ИНН 7724223692 Erid: 2W5zFG4Yme9