Возможность добычи золота выщелачиванием из песчано-глинисто-щебеночных отложений в Западной Сибири

Н.А. Бакшеев — Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, Новосибирск
Ю.А. Калинин — Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск. Новосибирский государственный университет
А.А. Стамберский — Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, Новосибирск

В настоящее время в районах с россыпной золотодобычей отрабатываются в основном участки скопления со свободным золотом в аллювиальных отложениях речных долин и частично песчано-глинисто-щебнистых (ПГЩ) с перемещёнными продуктами золотоносных кор выветривания, т.е. продуктами ближнего переотложения [6]. Обломочная часть этих ПГЩ отложений в основном представлена метасоматитами близповерхностного и гип-абиссального уровня; вторично-кварцитовой, кварц-серицитовой, березит-лиственитовой, пропилитовой и скарновой формаций. Из них березит-лист венитовые метасоматиты (кварц-альбит-серицит-парагонитового состава) отмечаются в виде линейных зон вдоль глубинных разломов, протягивающихся согласно структурам Салаира, и имеют мощности до 20–30 м и более, с протяжённостью до нескольких километров. По минералого-геохимическим особенностям и составу рудных и вмещающих пород выделенные зоны аналогичны минера-лизованным зонам Кедровского участка, приуроченного к Алтайско-Кузнецкому глубинному разлому с апробированными ресурсами золота по категории P1 в количестве 77 т [7]. Анализ минералого-геохимических особенностей слюдисто-карбонатных метасоматитов Салаира показывает, что они относительно вмещающих их комплексов пород содержат на порядок больше золота и повышенные концентрации типоморфных элементов: Ag, As, Hg, Sb, Pb, Zn, Cu, Ba. Кроме того, для них характерны аномальные концентрации редких земель, концентрирующихся в ксенотиме. Самородное золото в метасоматитах, улавливаемое лотком, преимущественно очень мелкое: размер частиц колеблется от 0,02–0,2 до 0,4–0,6 мм, а средняя масса одной золотины от 0,0005 до 0,02 мг. В метасоматитах часть золота присутствует и в более мелких частицах, не улавливаемых традиционными гравитационными методами. Так, по данным сцинтилляционного анализа 9 образцов, среднее содержание золота в которых составило 270 мг/т, из обнаруженных 16 частиц благородного металла, 9 имеют размер 3–5 мкм; две — 5–9; одна — 9–12; три — 12–15 и одна — 15–23 мкм. О заметном развитии в метасоматитах «негравитационного» золота свидетельствует сопоставление результатов шлихового опробования и пробирного анализа тех же проб, а также атомно-абсорбционного анализа золота в мономинеральных пробах пирита. Согласно этим данным мономинеральные фракции пирита из метасоматитов характеризуются сравнительно высокой (до 20 г/т) золотоносностью, а доля самородного золота к «пиритному» и валовому во многих случаях опускается до 1 и ниже. Анализ пространственного распределения «шлихового» и тонкодисперсного золота в конкретных геологических разрезах многочисленно разведанных объектов с глинистыми рудами Егорьевского рудного узла Салаирского кряжа свидетельствует о том, что они совместно формируют рудные зоны и тела, при этом в одних случаях тонкодисперсное золото окаймляет «гравитационные» тела с шлиховым, в других — образует самостоятельные аномальные зоны. Именно к участкам развития золотоносных метасоматитов, подверженных выветриванию с шириной в десятки метров, иногда до 100–150 м, приурочены наиболее богатые аллювиальные и элювиально-делювиальные залежи золота.

Работами предшественников в Салаирском рудном районе [3] установлено, что ПГЩ отложения, образованные при разрушении золотоносных кор выветривания, имеют более высокие концентрации золота относительно них, но они уступают по богатству аллювиальным отложениям, обогащённым относительно крупным золотом за счет выноса легких минералов. По объёму вмещающей золото массы ПГЩ отложения, которые при отработке россыпей, чаще всего, не промывались, а поступали в отвалы, превышают аллювиальные в несколько раз. Установлено, что ПГЩ отложения залегают в виде горизонта (рис. 1) мощностью до нескольких метров, не только в долинах рек и прилегающих к ним логов, но и на склонах, а также в привершинной части водоразделов [2]. В Салаирском рудном районе мощность золотоносных горизонтов, характеризующихся содержанием золота от 0,04 до 0,7–3 г/т при средних значениях 0,1–0,3 г/т, достигает 20–30 м при установленной ширине 150–250 м и протяжённости до 1–3 км [3]. Их перекрывают тонко-обломочные глинистые отложения, имеющие мощность от 1–2 до 10–20 м, иногда до 40–50 м. В долинах крупных рек Салаира аллювиальные золотоносные отложения были промыты ранее, ещё в XIX веке ручным способом с содержанием в несколько граммов на 1 м3, а позже уже в XX веке механизированным способом, при содержаниях меньше 1 г. При мощности «торфов» более 10 м вырабатывались подземным способом только богатые струи в основном из аллювиальных отложений с содержаниями Au > 5 г/м3. Сейчас старательские артели отрабатывают участки с низкими содержаниями (десятые и сотые г/м3) и участки с глубокозалегающими россыпями с содержаниями золота от 1 г/м3 и более, частично выработанными подземными работа-ми. В большинстве же случаев при мощности «торфов» более 15 м, отработка становится нерентабельной. Как правило, на таких участках значительная часть золота представлена в виде мелкой до 40–50 % и тонкой фракцией до 30–50 % «пылевидными частицами» (размер < 10 мкм), практически не извлекаемыми современными установками. Кроме того, обнаруживаемые в этих золотоносных горизонтах пириты и их продукты окисления нередко содержат золото до первых г/т [5, 6]. 

Рис. 1. Типовой разрез поздненеоплейстоценовых отложений, состоящий из двух пачек: верхней глинистой и нижней песчано-глинисто-щебнистой, содержащей свободное золото, руч. Большая Еловка (Салаирский кряж)

Предлагается такие участки с мощностью перекрывающих отложений в 10–20 м и более отрабатывать с привлечением современных технологий, а именно с помощью подземного выщелачивания. На участках с небольшими мощностями перекрывающих глин «торфов» 3–5 м золото можно извлекать методом кучного выщелачивания из золотоносных отложений, складируемых в кучи. В настоящее время эксплуатационные работы по извлечению золота с помощью выщелачивания руд, нерентабельных для традиционных методов, в том числе и с помощью бактерий, проводятся как в России, так и мире на разных объектах. По предварительным данным в поздненеоплейстоценовых отложениях Салаирского кряжа золото в свободной форме находится в ПГЩ горизонте, проницаемом для водных растворов, частью сорбированное бактериями, а частью поступившее из золотосодержащих пород, подверженных метасоматическим изменениям. При изучении нескольких сотен золотин с помощью микрозондового анализа и сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) на поверхности многих золотин, отобранных из ПГЩ, наблюдаются биоморфные формы [1] в виде палочек, трубочек, сфероидов состоящие из золота, размером в несколько мкм 
(рис. 2 А, Б). Зачастую они формируют как сплошные корочки на золотинах (рис. 3), так и целые зерна (рис. 4). В другом случае, в микросамородке (рис. 5 А, Б) при увеличении до 10000 раз включения скоплений золотин, находящихся в однородной массе из геля редкоземельного фосфата, содержащего золото до 6 %, наблюдаются частицы высокопробного золота размером в 2–3 мкм и меньше, по форме схожие с бактериями-вибрионами (рис. 6). Пробность новообразованного золота, определенного с помощью микрозондового анализа, наросшего на золотинах, как правило, выше, чем в центральной части первичной золотины. Но нередко встречаются частицы с новообразованным золотом одинаковой пробности.

Рис. 2. Биоморфные формы на поверхности золотин — наросты высокопробного золота в форме трубочек, сфероидов (А) и в виде отпечатков (Б)

Рис. 3. Наросты, переходящие в корочки высокопробного золота на поверхности крупной золотины

Рис. 4. Полированное зерно золота размером 0,4х0,2 мм, с коломорфной структурой и одинаковой пробностью 1000 ‰, по 8 определениям

Рис. 5. В микросамородке золота размером 4 мм пробностью 900 ‰ (А), скопление золота с пробностью 960–980 ‰ (3–6)

Рис. 6. Частицы высокопробного золота (1–2), по форме и размерам (1) схожими с бактериями-вибрионами

Предполагается, что для извлечения золота из таких отложений можно создать среду, где золото перейдет в раствор (за счет высокой проницаемости и водоносности горизонта), который можно будет из места выщелачивания (растворения золота) направить на установку, с целью осаждения металла. Поскольку часть золота в рыхлом субстрате в одном случае сформирована бактериями, в другом — образована гидротермальными растворами, предполагается, что для его извлечения, можно применить не только цианирование, но создать и использовать реагенты с бактериями, которые способны перевести золото в раствор. Бактериальное выщелачивание золота потенциально позволит уменьшить риски негативного воздействия на природную среду применяемого химического способа.

Применение кучного или подземного выщелачивания на месте отработки увеличит рентабельность предприятия, так как повысится извлечение золота при сокращении капитальных и эксплуатационных затрат на 60–70 % относительно добычи традиционными методами [4]. Проблему извлечения редко встречаемых, относительно крупных самородков можно разрешить как вариант с помощью металлоискателя при формировании кучи. 

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (35)/март 2017 г.