Гравитационно-гидрометаллургическая схема с использованием NaCN и «Цикады»: сравнительные испытания

Владимир Баранов — руководитель технологической лаборатории АО «СЖС Восток Лимитед».

Гравитационно-гидрометаллургические схемы переработки золотосодержащих руд остаются одним из наиболее востребованных направлений в практике обогащения. Сочетание центробежной сепарации для извлечения крупного и свободного золота с последующим цианированием хвостов позволяет достигать высоких сквозных показателей при относительно умеренных капитальных и эксплуатационных затратах. Именно такая схема рассматривается в настоящей работе применительно к пробе окисленной руды техногенного месторождения (Приморье, хвосты гравитации, крупность питания 300 мкм).

Цианид натрия на протяжении десятилетий остаётся основным выщелачивающим агентом в золотодобыче. Его высокая эффективность, предсказуемая кинетика и отработанные технологии обезвреживания делают его эталоном, с которым сравниваются любые альтернативы. Вместе с тем ужесточение экологических требований и рост стоимости реагентов стимулируют поиск заменителей, способных снизить токсичность и расходы без потери извлечения.

Одним из таких альтернативных реагентов является «Цикада». Позиционируемый как менее токсичная и более безопасная замена цианиду, он требует проверки в реальных технологических условиях — на конкретных типах руд, с оценкой не только извлечения, но и расхода, кинетики, поведения в замкнутом цикле и последующего обезвреживания. Выбор реагента для настоящего исследования обусловлен инициативой предприятия, проводившего испытания.

Цель настоящей работы — сравнительная оценка эффективности NaCN и реагента «Цикада» при выщелачивании хвостов гравитационного обогащения золотосодержащей руды, включая анализ сквозного извлечения, расхода реагентов и класса опасности образующихся отходов.

Задачи исследования:

• изучить вещественный и фазовый состав технологической пробы;

• провести гравитационное обогащение с оценкой извлечения в концентраты;

• выполнить сравнительное выщелачивание хвостов NaCN и «Цикадой» при подобранных режимах;

• рассчитать сквозное извлечение по обеим схемам;

• провести обезвреживание продуктов выщелачивания щелочным хлорированием;

• определить класс опасности отходов для обоих вариантов.

Цианирование остаётся доминирующей технологией извлечения золота из рудного сырья с конца XIX века. Процесс был разработан в Шотландии в 1887 г. и практически сразу внедрён на золотых приисках Витватерсранда в Южной Африке.¹

В 1969 г. Горное бюро США предложило использовать цианид для кучного выщелачивания бедных руд, и уже в 1970-е гг. этот метод стал доминирующей технологией в золотодобыче. Цианид натрия (NaCN) обеспечивает высокую и предсказуемую кинетику растворения золота.¹

Однако процессы кучного и чанового выщелачивания сопровождаются проблемами управления водными ресурсами и рисками загрязнения окружающей среды, что стимулирует поиск альтернативных выщелачивающих систем, способных их снизить без потери технологических показателей.

Одним из направлений является использование хлорсодержащих производных изоциануровой кислоты (ИЦК). В работе, выполненной на руде месторождения «Быньговское» (Свердловская область), проведено сравнение ИЦК, цианида натрия и китайского заменителя цианида «Цикада».² Установлено, что скорость растворения золотого диска в растворах ИЦК примерно в сто раз выше, чем при растворении цианистыми растворами в традиционных режимах. Однако при выщелачивании золота из руды в сопоставимых условиях степень извлечения растворами цианидов и ИЦК оказалась близкой, тогда как при использовании «Цикады» этот показатель был в два раза ниже. Растворы «Цикады» применялись с концентрацией 5 г/дм³, цианида натрия — 2 г/дм³ при pH 10,7, «Цикады» — 2 г/дм³ при pH 10,9.

С точки зрения обращения с отходами, хвосты цианирования руд серебряных и золотосодержащих относятся к V классу опасности (практически неопасные) согласно Федеральному классификационному каталогу отходов (код 2 22 411 01 39 5).³ После обезвреживания складируемые и поступающие в хвостохранилище хвосты также относятся к V классу опасности. Это означает, что независимо от используемого реагента — NaCN или альтернативного — продукты выщелачивания требуют обезвреживания и последующего размещения в соответствии с установленными нормативами.

Таким образом, анализ доступных литературных данных показывает, что альтернативные реагенты, включая «Цикаду», пока не демонстрируют устойчивого технологического превосходства над традиционным цианидом натрия.

Сравнительные исследования на конкретных типах руд остаются востребованными для оценки реального потенциала таких заменителей с учётом кинетики, расхода реагента, поведения в замкнутом цикле и последующего обезвреживания отходов.

Изученная технологическая проба практически полностью состоит из нерудных минералов: глинистые минералы (вермикулит, смектит), кварц, полевые шпаты, серпентин, амфибол и тальк; отмечен кальцит. Шламовая фракция обогащена глинистыми минералами и серпентинитом, при этом содержание кварца и плагиоклаза в ней снижается.

Основными рудными минералами являются пирит, арсенопирит и ильменит; реже встречаются марказит, халькопирит, пирротин, сфалерит, самородное золото, магнетит, гематит. В пробе отмечены единичные зёрна углеродистого вещества (графитоид), образующие вкрапленники размером до 20 мкм.

Сульфиды преимущественно свободные. Отмечены редкие сростки пирита с нерудными минералами, марказитом, халькопиритом и магнетитом, а также срастания магнетита, ильменита и нерудного минерала. В сфалерите присутствует эмульсионная вкрапленность халькопирита и пирротина.

Вторичные минералы развиваются по сульфидам и магнетиту, образуют каймы, замещают по трещинам и периферии зёрен, иногда вплоть до полных псевдоморфоз. По ильмениту развиваются оксиды титана.

Золото диагностировано в виде свободных зёрен во фракции -0,25 мм. Содержание золота составляет ~1 г/т, серебра — ~1,2 г/т. Содержание общей серы в пробе — 0,06 %, серы сульфидной — 0,06 % (убогосульфидный тип). Углерода общего — 0,25 %, углерода органического — менее 0,1 %.

Совокупное содержание примесей свинца, меди, никеля, цинка и сурьмы минимальное (p<0,1 %), мышьяка — в пределах 0,13 %. В целом проба характеризуется как несульфидная, не содержащая высокого количества вредных примесей; сурьма и теллур отсутствуют.

Согласно данным фазового состава доля свободного цианируемого золота в пробе составляет ~92 %. Золота, связанного с арсенатами железа и пассивирующими пленками элементной серы ~5 %.

Процент покрытого окисными пленками и ассоциированного с кислоторастворимыми минералами составляет ~3 %, доля неизвлекаемого металла, связанного с породообразующими минералами, 0,1 %.

Распределение металла по фракционному составу неоднородное и находится преимущественно в верхних фракциях (212 мкм) с долей 25 % и в нижних фракциях (53 мкм) также около 25 %, остальная часть неравномерно распределяется по другим фракциям, что указывает на разброс в крупности золотин. По классификации крупности золота по шкале Амира можно отнести к крупному, поскольку наличие золотин P80 представлены крупностью 212 мкм.

¹ Геологическая служба США (United States Geological Survey, USGS). https://pubs.usgs.gov/publication/5224340#1, дата обращения 10 августа 2026 г.

² Лобанов В.Г., Хабибулина Р.Э., Колмачихина О.Б., Маковская О.Ю. Выбор выщелачивающей системы для извлечения золота из руды месторождения «Быньговское», 2022 г.)

³ Росприроднадзор. https://rpn.gov.ru/fkko/22241101395/, дата обращения 10 августа 2026 г.

На основании результатов изучения вещественного состава в качестве варианта проведены испытания по гравитационно-гидрометаллургической схеме с обезвреживанием продуктов выщелачивания и использованием в качестве выщелачивающих агентов NaCN и «Цикады» при крупности питания 300 мкм, с определением класса опасности продуктов.

Схема испытаний представлена на рисунке 1.

Гравитационное обогащение выполнено в две стадии на центробежном сепараторе Нельсон (KC-MD3-G4) при питании P80 300 мкм с последующим интенсивным цианированием концентратов.

Параметры процесса:

• расход воды — 3,5 л/мин.;

• Ж:Т — 2:1;

• центробежное ускорение — 60 G.

Извлечение в концентраты составило 37 % при выходе 0,67 % с содержанием золота 120 г/т. Потери с хвостами — 63 % при содержании 0,57 г/т.

Полученные результаты согласуются с известной закономерностью: гравитационное обогащение эффективно улавливает крупное и свободное золото, однако значительная часть металла остаётся в хвостах и требует последующего гидрометаллургического извлечения. В данном случае доля золота, перешедшая в концентрат, оказалась ниже, чем можно было бы ожидать при фазовом составе пробы (92 % свободного цианируемого золота). Это может объясняться как неравномерностью распределения золотин по фракциям, так и потерями тонких классов при центробежной сепарации.

С целью сравнительной оценки эффективности растворителей NaCN и «Цикады» проведены испытания на хвостах двухстадиальной центробежной сепарации по ранее подобранным режимам:

• крупность — P80 300 мкм (хвосты двухстадиальной центробежной сепарации);

• плотность — 40 % тв.;

• концентрация NaCN — 0,75 г/л, «Цикады» — 2,0 г/л (с постоянным доукреплением);

• pH — 10,5–11,0 (CaO);

• температура — комнатная (~22 °С);

• продолжительность выщелачивания — 24 часа.

На рисунках 2 и 3 представлены зависимости расхода NaCN и «Цикады» от продолжительности выщелачивания хвостов гравитации.

В схеме с использованием NaCN сквозное извлечение золота составило 94 %, в схеме с «Цикадой» — 89 %, при отвальных хвостах 0,05 и 0,09 г/т, соответственно.

Общий расход цианида с учётом интенсивного цианирования концентратов и выщелачивания хвостов составил 0,68 кг/т. В схеме с «Цикадой» расход на интенсивное цианирование составил — 2,04 кг/т руды.

Таким образом, разрыв в сквозном извлечении между двумя вариантами составляет 5 процентных пунктов. При этом схема с NaCN обеспечивает не только более высокое извлечение, но и существенно меньший удельный расход реагента. Это имеет прямое экономическое значение: стоимость «Цикады» на рынке выше, а удельный расход — в несколько раз больше, что делает её применение экономически неоправданным даже без учёта затрат на обезвреживание.

Процесс хлорирования проводится в щелочной среде (pH ≥ 11) с целью исключения образования сильно токсичного летучего соединения — хлорциана. Схема тестов приведена на рисунке 4.

Объектом испытаний являлись хвосты двух вариантов выщелачивания бутылочного цианирования. Общая схема обезвреживания щелочным хлорированием представлена на рисунке, технологические параметры процесса приведены в таблице 1, результаты испытаний — в таблице 2, химический состав растворов — в таблице 3 (метод ICP).

При хлорировании пульпы хвостов цианирования окислительной нейтрализации подвергается весь содержащийся в ней комплекс цианидов. По результатам химического анализа (табл. 2) накопления гексаноферратов и мышьяка успешно нейтрализуются второй стадией обезвреживания с использованием железного купороса.

Для оценки экологической безопасности отходов обогащения проведены испытания по определению класса опасности хвостов выщелачивания. Испытания выполнены в Центре лабораторного анализа и технических измерений по Сибирскому федеральному округу. Объектом исследований являлись хвосты бутылочного цианирования.

На основании результатов биотестирования:

• хвосты бутылочного выщелачивания с использованием NaCN отнесены к V классу опасности;

• хвосты бутылочного цианирования пробы с использованием «Цикады» отнесены также к V классу опасности.

Таким образом, по уровню экологической опасности оба варианта оказались идентичны. Применение «Цикады» не даёт преимуществ и с точки зрения класса опасности образующихся отходов.

Проведённые испытания показали, что альтернативный реагент «Цикада» не имеет преимуществ по сравнению с цианидом натрия при выщелачивании хвостов гравитационного обогащения изученной пробы по технологии чанового выщелачивания.

Динамика выщелачивания при использовании «Цикады» ниже, расход реагента выше, а затраты на реагент значительно превышают таковые для NaCN. Процедура обезвреживания требуется в обоих случаях, и после неё класс опасности хвостов одинаковый.

Таким образом, по совокупности технологических и экономических показателей применение реагента «Цикада» на изученной пробе нецелесообразно, возможно на упорных рудах по технологии КВ реагент «Цикада» проявляет себя более эффективным образом, однако это требует дополнительных исследований.

Табл. 1. Основные технологические параметры процесса обезвреживания щелочным хлорированием

Табл. 2. Содержание цианидов до и после обезвреживания пульпы методом хлорирования

Табл. 3. Химический состав исходного и обезвреженного раствора

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 3 (73)/осень 2026 г.