Технологический потенциал развития золотодобывающей отрасли в современных условиях

Т.В. Башлыкова — директор ООО «НВП Центр-ЭСТАгео».
А.А. Доценко — генеральный директор ООО «Золото и технологии».
С.А. Прокопьев — генеральный директор ООО НПК «Спирит».

Золото исторически является мерилом благосостояния его владельца как наиболее устойчивый стратегический металл в кризисных условиях.

На данном этапе экономического развития страны роль золота усиливается. Россия неуклонно наращивает свой золотой запас, имеющий на сегодняшний день пятый результат в мире. При этом заметно выросли доля золота в российских резервах и его цена на мировом рынке. Таким образом, указанные тренды положительной направленности априори прогнозируют соответствующее расширение минерально-сырьевой базы благородных металлов и интенсификацию их добычи.

Западные санкции ощутимо ударили по недропользованию в нашей стране в целом и особенно по отрасли драгоценных металлов. Сразу отметим некоторое разночтение общепринятых терминов: геологическая отрасль использует понятие «благородные металлы» (БМ), исходя из уникальности их физических свойств; все остальные структуры, в том числе и законодательные применяют термин «драгоценные металлы» (ДМ), вкладывая в это понятие прежде всего их стоимостную оценку.

Как это не покажется странным, инвестиции западных фирм в российскую золотодобычу оказали двоякое воздействие, прежде всего — положительное из-за привлечения средств, но есть и отрицательные эффект. Иностранные компании в процессе инвестирования своих средств из-за естественного желания получения максимальной прибыли активно продвигали собственное оборудование и технологии. Ряд российских проектных организаций успешно этому способствовали, заводам-изготовителям технологического оборудования пришлось сокращать производство и разработку новых образцов.

При этом следует учитывать, что руды отечественных месторождений БМ отличаются от многих зарубежных аналогов высокой степенью комплексности, более тонкими выделениями ценных минералов, низким качеством, сложными структурно-фазовыми характеристиками, зачастую двойной и даже тройной упорностью к процессам селективного раскрытия, сепарации и выщелачивания. Последние два десятилетия в системе российской золотодобычи характеризуются вовлечением в переработку труднообогатимых золотосодержащих и комплексных (медно-золотых, полиметаллических, золото-серебряных, золото-урановых) руд, залегающих в сложных горно-геологических условиях в районах с практическим отсутствием энергетической и транспортной инфраструктуры.

В настоящее время российским правительством прорабатываются мероприятия, направленные на развитие отрасли драгоценных металлов. Авторы посчитали возможным обсудить с недропользователями, непосредственно участвующими в изучении и освоении месторождений благородных металлов (в частности золота), некоторые из этих мероприятий организационно-технологической направленности.

Отметим два недавно принятых и чрезвычайно важных для российского недропользования документа, в рамках которых правомочно рассмотрение данного вопроса. Хронологически по сроку утверждения и ввода в действие — это Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденная Указом Президента РФ от 29.02.2024 г. № 145 и Стратегия развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2050 г., утвержденная Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.07.2024 г. № 1838-р. Логика учета этих документов в данной статье очевидна — для развития отрасли драгоценных металлов нужны достоверно оцененные их запасы и отечественные доступные, рациональные, экологически безопасные технологии их добычи и переработки.

Задача обеспечения технологического суверенитета в недропользовании приобрела острую необходимость в условиях западных санкций. За последние десятилетия западные технологии и оборудование прочно укрепились в сфере золотодобычи, а заграничный подход к технологической оценке природного и техногенного золотосодержащего сырья различного генезиса путем тестирования методов и аппаратов по унифицированной методике выдавал скоропалительные результаты за достоверные в последней инстанции с занесением их в исходные данные для проектирования обогатительных (ОФ) и золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ). Но когда спроектированные таким образом ОФ и ЗИФ не достигали проектных показателей, западные идеологи причин не разумели и укоряли российских фабричных технологов в недостаточном профессионализме. Свою задачу они успешно решили — наши перерабатывающие предприятия оснащены западным оборудованием (часто в излишнем количестве с нерациональной сложностью схем), а российские заводы-изготовители обогатительного оборудования остались не у дел и без мотивации к развитию.

Рис. 1. Гравитационно-отсадочный шлюз КС-1

Сейчас пришло понимание, и это зафиксировано в соответствующем стратегическом документе, что научно-технологическое развитие нашей страны — это трансформация науки и технологий в ключевой фактор развития с высоким темпом освоения новых знаний и создания наукоемкой продукции на собственной технологической основе [1].

В Стратегии научно-технологического развития обозначены приоритетные «направления, позволяющие получить значимые научные и научно-технические результаты, создать отечественные наукоемкие технологии, обеспечивающие: переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения искусственного интеллекта».

Среди основополагающих принципов государственной политики в области научно-технологического развития важно отметить «неразрывную взаимосвязь между научно-образовательным, научно-технологическим, промышленным потенциалом страны и взаимозависимость их развития». Такой же неразрывной взаимосвязью и взаимозависимостью можно характеризовать развитие научно-технологического прогресса минерально-сырьевого и горноперерабатывающего комплексов, стадий изучения и освоения недр в целом и месторождений благородных металлов в частности. При устойчивом и всецелом понимании этого взаимодействия можно создать и эффективную систему взаимодействия науки, технологий и производства с интеграцией знаний и компетенций в данной отрасли.

Например, режимные условия горнодобычного цикла (в первую очередь буровзрывных работ) влияют на гранулометрический состав добытой руды и степень ее ошламования во всех стадиях переработки; режимные условия рудоподготовительного цикла на ОФ — на скорость и селективность раскрытия золота, на эффективность сепарационных циклов извлечения золота и, в конечном итоге, на технико-экономические показатели работы предприятия в целом. Существенное улучшение технико-экономических показателей позволит реализовать наиболее оптимальную систему добычных работ, иногда даже более затратную, чем существующая, но способствующую ускорению получения готовой продукции с добавленной стоимостью. Таких логических це почек взаимозависимости можно построить еще не одну, но одну из них следует отметить, как основополагающую, а именно — достоверная технологическая оценка руд на стадии геологического изучения позволит достичь максимальной степени извлечения ценных компонентов на стадии освоения.

Согласно Стратегии к основным направлениям государственной политики в области научно-технологического развития и мер по ее реализации, кроме формирования эффективной системы взаимодействия науки, технологий и производства, относится «создание инфраструктуры и условий … для проведения научных исследований и разработок и внедрения наукоемких технологий, которое обеспечивается созданием и развитием на территории РФ сети уникальных научных установок, центров коллективного пользования научно-технологическим оборудованием, центров экспериментального производства, инжиниринга, прототипирования, опытного и мелкосерийного производства наукоемкой продукции, испытательных центров и центров сертификации во взаимосвязи с обеспечением развития территорий их размещения с установлением специальных правовых режимов, интеграции технологий искусственного интеллекта».

В качестве результатов поэтапной реализации Стратегии научно-технологического развития ожидается, что «технологическая сфера будет функционировать как единая система, обеспечивающая основу устойчивого развития страны и ее технологического суверенитета; будут сформированы основные правовые и организационные элементы системы управления в области науки, технологий и технологического предпринимательства (первое упоминание!), позволяющие обеспечить гармонизацию научной, научно-технической, инвестиционной, промышленной, экологической и социальной политики и готовность Российской Федерации к большим вызовам».

До 2030 г. и в дальнейшей перспективе планируются: «перестройка системы управления в области науки, технологий и технологического предпринимательства; переход к новой системе подготовки кадров; ускоренная разработка импортонезависимых технологий; опережающая разработка принципиально новых научно-технологических решений, в том числе основанных на природоподобных технологиях и обеспечивающих конкурентоспособность и развитие российской экономики в стратегической перспективе».

Согласно Стратегии развития минерально-сырьевой базы (МСБ) Российской Федерации до 2050 г. минерально-сырьевой комплекс по итогам 2022 г. обеспечил: 14 % ВВП страны; 49,5 % доходной части бюджета за счет НДПИ и других на логов и сборов; более половины общего объема экспорта России [2].

В 2022 г. в РФ добыто 420,7 т золота (9,8 % мирового производства), 2,6 тыс. т серебра (6,1 % мирового производства), 134,9 т платиноидов (26,5 % мирового производства).

За пять лет, с 2018 по 2022 гг., на государственный баланс по результатам геологоразведочных работ поставлено 2 тыс. т золота.

Согласно Перечню основных видов стратегического минерального сырья, утвержденному Распоряжением Правительства Российской Федерации от 30.08.2022 г. № 2473-р, золото, серебро и платиноиды являются стратегическим минеральным сырьем.

По степени обеспеченности запасами платиноиды входят в группу № 1 (добываемые полезные ископаемые, запасы которых при любых сценариях национальной экономики удовлетворяют ее потребности до 2035 г.), а золото и серебро — в группу № 2 (полезные ископаемые, достигнутые уровни добычи которых недостаточно обеспечены запасами на период до 2035 г.).

В Стратегии отмечен известный тренд постепенного снижения качества руд и усложнения горнотехнических условий эксплуатации месторождений, новые месторождения открываются в сложных геологических и географических условиях.

Стратегической целью развития МСБ является создание условий для устойчивого обеспечения минеральным сырьем социально-экономического развития и поддержание необходимого уровня экономической и энергетической безопасности Российской Федерации.

Достижение указанной цели, согласно Стратегии, обеспечивается путем решения следующих задач:

• повышение уровня геологической изученности недр и прирост МСБ за счет увеличения инвестиционной привлекательности геологоразведочных работ и последующей разработки выявленных месторождений;
• повышение эффективности освоения месторождений путем внедрения современных технологий добычи, переработки и комплексного извлечения полезных ископаемых;
• глубокая переработка и максимально полное использование полезных ископаемых в национальной экономике.

Приоритетами научно-технологического развития в сфере геологического изучения, поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых в том числе являются:

• методическое, тематическое и технико-технологическое обеспечение региональных геологических исследований и геологоразведочных работ; 
• переход к цифровым, интеллектуальным и роботизированным технологиям производства и интерпретации геологических данных;
• разработка технологий, направленных на увеличение коэффициентов извлечения минерального сырья и сокращение его потерь при добыче и переработке, в том числе за счет применения методов геолого-технологического картирования месторождений;
• разработка и совершенствование эффективных технологий рентабельной добычи и переработки низкокачественного и многокомпонентного минерального сырья, стратегического минерального сырья, техногенных отходов;
• формирование федерального научно-исследовательского центра технологий минерального сырья для создания и освоения технологий разработки различных типов месторождений, внедрения и масштабирования технологических цепочек получения продуктов глубокой переработки твердых полезных ископаемых, включая их утилизацию;
• разработка методов оценки и геотехнологического картирования при геологической разведке, эксплуатационной доразведке и опережающем опробовании месторождений полезных ископаемых, в том числе зон повышенной концентрации стратегических видов минерального сырья в рудных, угольных месторождениях, отходах недропользования, и создание технологий их последующей селективной выемки и переработки;
• повышение эффективности комплексного освоения месторождений цветных, черных, редких и драгоценных металлов, нерудного сырья и отходов недропользования путем реализации эффективных доступных технологий, развития комбинированных технологий обогащения и глубокой переработки минерального сырья с использованием физико-химических и энергетических методов воздействия.

Приведенные выше цитаты из двух актуальнейших для российской золотодобычи Стратегий не противоречат друг другу, наоборот, их цели и задачи синхронно направлены на устойчивое развитие национальной экономики и взаимодействие при обеспечении экономической безопасности и технологического суверенитета страны.

Понимая сложность текущего момента и роль временного фактора, требующего мобилизации сил, знаний и компетенций в условиях долгосрочных вызовов и санкций, авторы выносят на обсуждение сформулированные ими организационно-технологические мероприятия, направленные на усиление использования отечественного технологического потенциала в процессах изучения и освоения природного и техногенного благороднометалльного сырья с целью достижения и укрепления технологического суверенитета и устойчивого развития золотодобывающей отрасли (подразумевая все драгоценные металлы) в современных условиях.

Рис. 2. Комплекс оборудования ВС для переработки лежалых хвостов ЗИФ

Позиция авторов — не ждать спущенных сверху решений, а способствовать развитию отрасли с применением отечественных разработок, практик и компетенций, опережающих мировой уровень.

Организационно-технологические мероприятия (ОТМ), вынесенные авторами на обсуждение, учитывают цели и задачи двух Стратегий, а также наиболее острые на текущий момент проблемы пользователей недр в секторе золотодобычи.

Для понимания актуальности того или иного организационно-технологического мероприятия приведены обоснование его постановки и ожидаемый практический результат.

Организационно-технологические мероприятия (ОТМ), направленные на развитие золотодобывающей отрасли в современных условиях

1. Ускорение принятия Горного Кодекса Российской Федерации
Обоснование. Недропользователь, получая лицензию на право пользования участком недр, сразу попадает в область действия давно утвержденных Земельного, Лесного и Водного Кодексов РФ и обязан выполнять их положения, не имея собственного свода согласованных с вышеуказанными Кодексами правил и прав.

Версия Горного Кодекса РФ, разработанная ИПКОН РАН в 1999 г., устарела, необходима ее актуализация и согласование с Земельным, Лесным и Водным Кодексами Российской Федерации.

В качестве эффекта от реализации данного мероприятия ожидается интенсификация развития золотодобывающей отрасли за счет упорядочения горных отношений, возникающих по мере движения горной массы от ее добычи до утилизации отходов переработки.

2. Внедрение цифровых интеллектуальных технологий интерпретации геологической информации баз данных первичного опробования минерально-сырьевых объектов (МСО), содержащих благородные металлы (БМ), для технологической оценки контрастности руд в недрах, их типизации с распределением руд и БМ по сортам, распределением БМ по литологическим разновидностям и мощности оруденения, обоснования целесообразности изучения крупнокусковой обогатимости, оптимизации программ геолого-экономической оценки МСО.
Обоснование. В России имеется программное обеспечение технологической оценки контрастности руд в недрах, с помощью которого выполнена оценка неравномерности оруденения по массиву базы данных геологического опробования 56-ти месторождений полезных ископаемых (ТПИ), в том числе 29-ти благороднометалльных. Предлагаемый способ запатентован. Достигаемый в результате внедрения эффект трудно переоценить. В первую очередь — это сокращение сроков и стоимости работ на всех стадиях геолого-технологического изучения МСО за счет отбора исключительно представительных проб (от картировочных до полупромышленных), исключения цикла изучения крупнокусковой обогатимости в случае обоснования его нецелесообразности (чаще всего для золотосодержащих руд), интенсификации влияния данных геолого-технологического картирования на результативность технологических исследований, оптимизации программ геолого-технологического изучения недр [3, 4, 5].

Значителен эффект от реализации предлагаемого мероприятия и на стадии освоения МСО. Прежде всего это повышение производительности ОФ и ЗИФ за счет более эффективного использования данных геологотехнологического картирования МСО, формирование Базы знаний для сопровождения эксплуатационной разведки, процессов добычи и переработки сырья с целью обоснования технологических решений при усложнении задач вплоть до управленческого уровня.

Рис. 3. Обогатительный комплекс винтовой сепарации производительностью 150 м³/час на объекте ПАО «Селигдар»

Созданная система поэтапной интеграции технологических знаний [3], полученных из информационного, известного каждому геологу первоисточника, и расширяющаяся на последующих этапах минералого-технологического изучения исключительно представительных проб, позволит не только оптимизировать программы изучения МСО каждого последующего этапа, но и вовлечь в рентабельную переработку забалансовые руды и отходы первичной переработки [6].

3. Создание и внедрение системы сертификации природного и техногенного благороднометалльного сырья по извлекаемой ценности (технологическим свойствам).
Обоснование. В Российской Федерации действует система сертификации веществ по химическому составу, которая не отражает извлекаемую ценность минерального сырья, так как не учитывает неизбежные технологические потери компонентов при переработке, обусловленных особенностями вещественного состава. Система сертификации минерального сырья по технологическим свойствам позволит количественно оценить уровень неизбежных технологических потерь (на данный момент развития науки и технологии) и максимально достижимое извлечение БМ из перерабатываемого сырья в рамках содействия деятельности недропользователя, что будет способствовать повышению эффективности работы золотодобывающего предприятия.

Архитектура экспертной системы сертификации минерального сырья по технологическим свойствам разработана так же, как и формат Паспорта-сертификата [7].

Создание и внедрение системы сертификации минерального сырья по извлекаемой ценности (технологическим свойствам) имеет прорывное значение, давая ускорение развитию экспертных систем технологического аудита горноперерабатывающих производств, ситуационного анализа в технологической минералогии и других новых направлениях, не имеющих аналогов в мире, способствует снижению налоговой нагрузки на недропользователя, а также переходу от качественных характеристик к количественной оценке степени рациональности и комплексности использования недр.

Для отрасли, формирующей золотой запас страны в сложных экономических условиях, это особенно важно.

Ожидаемые результаты и эффект при реализации ОТМ:

• вовлечение в переработку бедного, труднообогатимого и нетрадиционного сырья, содержащего БМ;
• повышение извлечения запасов драгоценных металлов;
• количественная оценка максимально возможного извлечения БМ;
• количественная оценка уровня неизбежных технологических потерь БМ на современном этапе развития науки, техники и технологии;
• количественная оценка степени рациональности и комплексности использования недр;
• формирование Базы данных и Базы знаний для создания научно-методических основ экспертной системы технологического аудита ОФ, ЗИФ;
• формирование основы для создания системы технологической паспортизации техногенных отходов, содержащих БМ, с ранжированием по извлекаемой ценности;
• повышение степени обоснованности принимаемых проектных технических и технологических решений за счет перехода от западной системы тестирования методов и аппаратов при проектировании ОФ и ЗИФ на отечественную систему обоснования технических и технологических решений особенностями вещественного состава перерабатываемого сырья;
• повышение достоверности технологической оценки содержащего БМ минерального сырья на стадии изучения МСО, способствующего улучшению технико-экономических показателей на стадии освоения запасов;
• создание базовой основы для конструирования систем искусственного интеллекта;
• обеспечение технологического суверенитета в сфере недропользования.

В данном направлении, а именно создании системы сертификации минерального сырья по технологическим свойствам (извлекаемой ценности), сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

4. Создание и внедрение экспертной системы технологического аудита предприятий, перерабатывающих благороднометалльное сырье (ОФ, ЗИФ).
Обоснование. Начиная с 90-х годов прошлого века в результате экспансии западных производителей оборудования многие российские научно-исследовательские и проектные организации перешли на навязанный западными производителями оборудования упрощенный алгоритм технологической оценки минерального сырья и проектирования горноперерабатывающих производств по результатам тестирования оборудования. При недостижении проектных показателей на действующих ОФ и ЗИФ причинах разобраться было крайне сложно. Сейчас известно, что при развитых технологических схемах до 30 % операций и оборудования на ОФ и ЗИФ просто лишние, а в рудоподготовительном цикле задействованы аппараты большой единичной мощности, при поломке которых останавливается все производство.

В РФ имеется опыт технологического аудита ОФ и ЗИФ, отличающегося от технического аудита объектами (принятые технологические решения, а не оборудование) и задачами, направленными на оптимизацию технологического процесса и достижения максимально возможного извлечения ценных компонентов при минимизации затрат и экологической нагрузки на окружающую среду [8, 9].

Ожидаемые результаты и эффект от реализации ОТМ:

• повышение извлечения благородных металлов на действующих горноперерабатывающих предприятиях;
• сокращение капитальных и эксплуатационных затрат; оптимизация технологического процесса;
• улучшение инвестиционного климата;
• вовлечение в переработку забалансовых руд и отходов первичной переработки;
• ускорение перехода предприятий на оборудование РФ и дружественных стран;
• формирование перечня конкретных задач для активной разработки и внедрения инновационных технологий комплексного использования сырья, попутного извлечения БМ из отходов обогащения, вскрышных и вмещающих пород;
• формирование базовой основы для создания Центра технологического аудита недропользования для оперативной и независимой экспертизы технологических решений;
• создание базовой основы для конструирования систем искусственного интеллекта;
• достижение технологического суверенитета в сфере недропользования.

В данном направлении сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

5. Создание и внедрение системы минералого-технологического мониторинга отходов переработки действующих ОФ и ЗИФ.
Обоснование. В хвостохранилищах ОФ и ЗИФ зачастую находится техногенное сырье, содержащее БМ в концентрациях, превышающих качественные показатели руд Государственного баланса РФ.

Со временем (5–10 лет) благородные металлы вскрываются под воздействием биохимических процессов и температурного эффекта, по истечении более длительного времени (20–25 лет) могут утратить технологические свойства за счет интенсивного разрушения породы. Поэтому извлекаемая ценность техногенного сырья может измениться во времени, сначала увеличиваясь и после определенного времени уменьшаясь до нерентабельных значений, что требует соответствующего контроля.

Рис. 4. Обогатительная фабрика по переработке лежалых хвостов флотации с доизмельчением сростков производительностью 100 т/ч

Минералого-технологический мониторинг физического состояния отходов предназначен для определения срока вовлечения техногенного объекта во вторичную переработку, оценки возможности переработки на этом же предприятии в шихте с исходной рудой либо отдельно, либо обоснования строительства модульного комплекса с другой технологической схемой.

В России имеется опыт минералого-технологического мониторинга отходов глубокого обогащения и кучного выщелачивания золотосодержащего сырья.

Ожидаемые результаты и эффект от реализации ОТМ:

• увеличение извлеченных запасов БМ из отходов переработки техногенного сырья;
• вовлечение во вторичную переработку нетрадиционных видов минерального сырья, например, хвостов обогащения титано-магнетитовых, хромитовых, марганцевых, молибденовых руд, отходов металлургического передела, в том числе аффинажа, после их сертификации по извлекаемой ценности;
• снижение экологической нагрузки на окружающую среду за счет полной утилизации техногенного сырья после доизвлечения БМ и использования отходов вторичной переработки в стройиндустрии;
• развитие отечественного производства технологического оборудования, создание рабочих мест;
• обеспечение технологического суверенитета в сфере недропользования;
• предотвращение утраты технологических свойств техногенного сырья при обосновании срока их вторичной переработки;
• усиление экологического контроля за недропользованием;
• создание базовой основы для конструирования систем искусственного интеллекта.

В данном направлении сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

6. Консолидация всех имеющихся кадастров техногенного сырья с расширением нового Кадастра данными минералого-технологического мониторинга, в том числе и установленной извлекаемой ценностью и сроком освоения запасов БМ.
Обоснование. В хвостах переработки титано-магнетитовых руд визуализированы частицы самородного золота и платиноидов гравитационной крупности. Платиноиды также содержатся в хвостах обогащения хромовых, медно-никелевых руд; золото и серебро — в хвостах обогащения цветных, титановых, марганцевых, вольфрамовых, молибденовых руд, пиритных огарках, шламах и пылях металлургических производств.

Извлечение золота на ОФ, перерабатывающих руды цветных металлов, не превышает 20–30 %, основное количество БМ аккумулируется в хвостохранилищах, но со временем техногенный материал заиливается с утратой сепарационных (технологических) свойств и возможности рентабельной вторичной переработки.

Необходимо использовать потенциал техногенных запасов БМ с учетом его изменения во времени.

Ожидаемые результаты и эффект от реализации ОТМ: 

• создание единого Кадастра техногенных объектов, потенциально содержащих благородные металлы с результатами сертификации по извлекаемой ценности и функционалом ранжирования по времени освоения запасов до утраты ими технологических свойств как основы формирования Базы данных и Базы знаний для конструирования интеллектуальных систем многоцелевого назначения;
•  сокращение безвозвратных потерь БМ;
• определение первоначальных наиболее перспективных объектов для вторичной переработки, ускорение получения дополнительной продукции;
• расширение МСБ благородных металлов;
• разработка новых комплексных технологий;
• создание новых рабочих мест.

В данном направлении сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

7. Внедрение отечественных систем гравитационного контроля (СГК) для вторичной переработки хвостов обогащения благороднометалльного сырья после их сертификации по извлекаемой ценности.
Обоснование. В РФ известны две В РФ известны две системы гравитационного контроля с использованием прямоточных шлюзов (ООО «Золото и технологии») и винтовых аппаратов (ООО НПК «Спирит»). 

Основной элемент прямоточной системы гравитационного контроля — шлюз специальной конструкции КС-1 защищен патентом РФ и имеет разрешительную документацию Ростехнадзора по промбезопасности. Система не имеет движущихся частей, не требует подачи дополнительной воды и электроэнергии, пригодна для выделения супертяжелой фракции со степенью сокращения материала более 1000. Система полностью прошла опытно-промышленные испытания на лежалых и текущих хвостах обогащения. Начиная с 2004 г. широко эксплуатируется старательскими артелями в Якутии для извлечения мелкого и тонкого золота. Потери мелкого и тонкого золота при использовании обычных шлюзов глубокого наполнения могут существенно сократиться с приставкой СГК. Например, реальные показатели потерь в одной из артелей были снижены с 26,4 до 4,2 %, то есть относительно на 84,1 %.

Принцип работы шлюза КС-1 основан на разделении движении пульпы на два потока — верхний с крупностью фракции +5 мм и нижнего с размером фракции минерального сырья менее 5 мм. Разделение происходит за счет специальной системы грохотов на протяжении всего шлюза. В «подгрохотном» пространстве установлены ограничители, которые не только тормозят нижний поток, но и создают зоны турбулентности, помогающие осаживать на коврики даже очень мелкие тяжелые минералы. Подробнее о шлюзах КС-1 читайте на с. 112.

Система гравитационного контроля с использованием винтовых сепараторов (ВС) успешно применяется при переработке исходного и техногенного минерального сырья. При помощи ВС обогащаются пески россыпных месторождений с высоким содержанием тяжелой фракции, а также мелкого и тонкого золота. Яркими примерами последних лет внедрения ВС на россыпях является попутная добыча золота из алмазоносных песков на приисках АО «Алмазы Анабара», где винтовые сепараторы внедрены уже на нескольких ОФ. На россыпных объектах Южной Якутии холдинг «Селигдар» применяет винтовые сепараторы для извлечения золота из исходных и техногенных песков месторождения Юрский.

Переработка лежалых хвостов флотационных и гравитационных ЗИФ, с применением ВС осуществляется на таких объектах, как Омсукчанская ГГК (месторождение Джульетта), рудник Апрелевка (Республика Таджикистан) на быстровозводимых обогатительных установках и комплексах с применением доизмельчения сростков с целью высвобождения ценного компонента между стадиями ВС.

Винтовая сепарация помимо отрасли благородных металлов успешно внедряется при переработке руд и хвостов вольфрамового, оловянного сырья, алмазов, угля (включая техногенные отвалы).

Уникальной особенностью винтовых сепараторов является их возможность дифференцирования техногенного материала по совокупности физических свойств (крупности, плотности, морфологии частиц, смачиваемости их поверхности, силе трения и др.), что повышает эффективность последующих сепарационных операций [10]. Данный способ защищен патентом РФ № 2659910 — Способ извлечения благородных металлов из россыпных и техногенных месторождений полезных ископаемых (варианты) и поточная линия для его осуществления, обладателем которого является ООО НПК «Спирит», что подтверждает многофункциональность винтовых сепараторов, работающих в качестве как обогатительных, так и рудоподготовительных аппаратов.

Требуются меры отраслевой поддержки для более масштабного внедрения СГК и создания опытного полигона для промышленных испытаний с разработкой технологических регламентов и выдачей данных для промышленного проектирования.

Ожидаемые результаты и эффект от реализации ОТМ.

• вовлечение в переработку техногенного сырья, содержащего БМ;
• прирост извлечения запасов БМ;
• возможность использования СГК для валового опробования техногенного сырья;
• масштабирование производства отечественного технологического оборудования;
• создание новых рабочих мест;
• тиражирование разработок в дружественных странах;
• обеспечение технологического суверенитета в сфере недропользования.

В данном направлении сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

8. Развитие биотехнологических способов извлечения золота и серебра. Биотехнологии извлечения золота и серебра из упорных руд и концентратов, отходов обогащения и металлургической переработки являются элементом создания горноперерабатывающих производств полного цикла.
Обоснование. По переработке упорных золотосодержащих концентратов в РФ работают одна фабрика (Олимпиадинская) и две установки автоклавного выщелачивания. Эффективной работе последних препятствует повышенное содержание в концентратах вредных и летучих компонентов: мышьяка, ртути, сурьмы, серы, углерода. Большая часть упорных концентратов по-прежнему перерабатывается не в России со всеми вытекающими последствиями.

Для биотехнологических способов вредные примеси не являются помехой, если использовать штаммы бактерий, выделенные из перерабатываемых руд.

В НИТУ «МИСиС» функционирует Музей живых культур с более 400 бактериальными комплексами, созданными для различных руд и техногенного сырья под задачи, эффективное решение которых опережает мировую практику. Испытания по извлечению драгоценных металлов из руд, концентратов и техногенного сырья (пиритных огарков) выполнены в лабораторном и опытно-промышленном масштабах.

На основе имеющихся ассоциаций микроорганизмов созданы биореагенты для селективной флокуляции и флотации самородных металлов и их концентраторов, а также эффективного удаления вредного для цианирования органического углерода с минимальными потерями золота [11].

Ряд биотехнологических способов переработки руд, концентратов и техногенного сырья запатентован, результаты исследований опубликованы [12, 13].

Биотехнологические исследования и испытания требуют комплексирования работ со специалистами смежных профессий, так как под воздействием микроорганизмов не только вскрываются БМ, но и образуются материалы с узкой наноразмерностью и единой формой частиц (сферической), что предопределяет их новые технологические свойства.

Ожидаемые результаты и эффект от реализации ОТМ.

• переработка упорных концентратов БМ на территории РФ;
• более рентабельное и экологически безопасное извлечение золота и серебра из высокомышьяковистых, высокосурьмянистых, высокоуглеродистых, ртутьсодержащих концентратов по сравнению с их автоклавной переработкой;
• использование бесцианидных способов извлечения золота и серебра;
• использование биореагентов для флотации и селективной флокуляции трудноизвлекаемых тонкодисперсных выделений самородных металлов и их концентраторов;
• обеспечение технологического суверенитета в сфере недропользования;
• получение материалов с новыми технологическими свойствами.

В данном направлении сложились условия для достижения глобального лидерства отечественных разработок.

9. Разработать Дорожную карту передачи прав на изготовление рудоподготовительного оборудования центробежно-ударного типа и сопутствующих пневмоклассификационных аппаратов от белорусских изготовителей на российские заводы (например, на Уралмаш) с решением задачи сохранения выгодных условий для белорусской стороны.
Обоснование. В Республике Беларусь изготовление более дорогое из-за отсутствия собственного металла, при этом автоматику для оборудования создают в России (изготовитель — ЗАО «Урал-Омега», г. Магнитогорск) и потребители (объекты недропользования) находятся в основном тоже в России.

Дробильное и измельчительное оборудование центробежно-ударного типа характеризуется высокой степенью селективности раскрытия БМ, максимально большим выходом сепарационного класса крупности и низкой степенью шламуемости измельчаемой руды [14, 15, 16]. Это оборудование является прямой противоположностью западным образцам МПСИ и ИВВД, руда после измельчения в указанных аппаратах и последующих шаровых мельницах недовскрыта по ценным минералам на 40–45 % и переошламована на те же 40–45 %, легко сепарируемый класс крупности представлен «ручейком» с выходом 10–16 %.

Белорусские производители центробежно-ударного оборудования постоянно разрабатывают все более производительные аппараты, позволяющие увеличивать объемы руды, перерабатываемой в сухом режиме, что важно для регионов с дефицитом воды.

10. Создание и внедрение системы информационного обеспечения технологического развития золотодобычи РФ.
Существующую информационную поддержку недропользователей в сфере золотодобычи целесообразно усилить технологической составляющей, в том числе за счет:

• Баз данных по новым образцам технологического оборудования;
• Баз данных по технологиям глубокой и комплексной переработки руд и техногенного сырья, содержащих БМ, с учетом следующих критериев:

- по степени готовности технологии к внедрению:
а) базовая технология;
б) технология разработана и внедрена на передовых предприятиях, необходимо широкое внедрение;
в) технология разработана, но нигде не внедрена, готова к внедрению на опытном предприятии или действующем производстве;

• по степени комплексности использования минерального сырья:

а) извлекается только основной компонент;
б) извлекаются основные и попутные компоненты;
в) отходы переработки утилизируются;
г) отходы переработки не утилизируются.

• когнитивных ситуационных Баз знаний по обогатимости минеральных комплексов руд БМ;
• Баз данных по техническим требованиям к инновационным материалам с новыми технологическими свойствами, используемым в наукоемких секторах промышленности.

Информационное обеспечение технологических исследований в сфере недропользования ускорит и повысит их результативность, будет способствовать не только расширению Баз данных и Баз знаний новыми элементами, но и генерации новых идей.

Авторы статьи приглашают недропользователей принять участие в обсуждении основных положений статьи и ждут предложений по развитию отрасли драгоценных металлов.

1. Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации. Утверждена Указом Президента Российской Федерации от 29.02.2024 г. № 145.
2. Стратегия развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2050 г. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.07.2024 г. № 1838-р.
3. Башлыкова Т.В. Искусственный интеллект в реализации управления обогатимостью руд и качеством концентратов // Рациональное освоение недр, 2020, № 6, с. 10–23.
4. Бабич И.Н. Оптимизация технологического изучения руд по результатам оценки их контрастности в недрах // Рациональное освоение недр, 2015, № 5–6, с. 45–50.
5. Бабич И.Н. Новые возможности оценки контрастности руд в недрах. / Рациональное освоение недр, 2020, № 6. / Рациональное освоение недр, 2020, № 6, 38–47.
6. Башлыкова Т.В. Усиление роли информационных технологий при формировании экспертных знаний в области переработки минерального сырья // Рациональное освоение недр, 2015, № 5–6, с. 10–14.
7. Башлыкова Т.В., Пахомова Г.А., Лагов Б.С. и др. Технологические аспекты рационального недропользования: роль технологической оценки в развитии и управлении минерально-сырьевой базы страны: монография; под науч. ред. Ю.С. Карабасова. — М.: МИСиС, 2005. 576 с.
8. Башлыкова Т.В. Технологические аспекты горного аудита // Промышленная безопасность и эффективность новых технологий в горном деле: Сб. материалов (доклады, статьи, решения) Международной научно-практической конференции «Горное дело — 2000». — М.: Изд-во МГГУ, 2001, с. 625–628.
9. Пахомова Г.А., Данильченко Л.М., Шульга Т.О. Технологический аудит действующих обогатительных фабрик // Рациональное освоение недр, 2015, № 5–6, с. 73–82.
10. Башлыкова Т.В., Пахомова Г.А., Ларионова В.Ю., Данильченко Л.М., Калиниченко Л.С., Ларионов А.Н., Ергешева Н.Д. Способ интенсификации сепарационных процессов при переработке труднообогатимых руд. // Рациональное освоение недр, 2020, № 6, с. 90–104.
11. Башлыкова А.В., Каюмов А.А. Микроорганизмы на службе флотации: новые возможности биореагентов / Рациональное освоение недр, 2020, № 6, с. 105–112.
12. Аширбаева Е.А., Пинясов М.В., Терентьева Е.А., Баранова Е.Н. Развитие биогидрометаллургических технологий для переработки комплексного минерального сырья // Рациональное освоение недр, 2015, с. 99–103.
13. Аширбаева Е.А. Кондиционирование высокосернистых магнетитовых концентратов по вредным примесям // Рациональное освоение недр, 2015, с. 104–107.
14. Ларионов А.Н., Калиниченко Л.С., Рязанов М.А. Сухие рудоподготовительные технологии как средство повышения эффективности сепарационных процессов // Рациональное освоение недр, 2015, № 5–6, с. 51–59.
15. Башлыкова Т.В., Пахомова Г.А., Ларионов А.Н., Рязанов М.А. Сухие схемы рудоподготовки золотосодержащих руд // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Матер. Междунар. науч.-технич. конф., г. Екатеринбург, 23–34 апреля 2014 г. — Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Исеть», 2014, с. 39–40.
16. Воробьев В.В., Бутяев А.Г. Новое оборудование для сухого измельчения. Преимущества сухих рудоподготовительных технологий // Рациональное освоение недр, 2020, № 6, с. 113–116

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (66)/декабрь 2024 г.