Золото из кучи камней: история наших проектов по кучному выщелачиванию

А.Д. Федотов - Заместитель директора ООО «АМТ-ПРОМ».





К.Н. Черный - Главный технолог АО «Висмут».






Технология кучного выщелачивания имеет долгую историю. Ещё в XVIII веке горняки Испании перколировали сернокислые растворы через большие кучи окисленной медной руды на берегах Рио Тинто. Позже, с конца 1950-х гг., кучное выщелачивание кислыми растворами стали применять для переработки урановых руд. В 1967 г. Горное бюро США предложило использовать цианирование для кучного выщелачивания руд благородных металлов. Первая промышленная установка появилась в конце 1960-х в Неваде, а в 1970 г. там же началась переработка первой крупной кучи — 2 млн т обедненной руды.

Однако не все месторождения можно было отрабатывать классическим способом КВ. Наличие глин и тонких частиц, образующихся при дроблении, мешало равномерной циркуляции раствора через рудный штабель. В середине 1970-х технологию усовершенствовали: агломерация позволила перерабатывать даже глинистые руды, отвалы и хвосты обогащения. К 1980 г. производство золота в США с применением новых технологий выросло на 23 %.

В тот же период Советский Союз добывал золота больше, чем США, Канада и Австралия вместе взятые. Однако кучное выщелачивание в СССР только зарождалось. Под влиянием успехов этой технологии за рубежом научные институты — Иргиредмет, ЦНИГРИ, ВНИИХТ, МГТА и другие — начали активно исследовать и внедрять метод. Проводились работы по выщелачиванию благородных металлов, переработке продуктивных растворов, изучались вопросы экологии. В СССР первые проекты КВ были запущены на месторождении Мурунтау (Узбекистан) и Васильковском (Казахстан). К 1990 г. благодаря внедрению кучного выщелачивания производство золота выросло: в США — в 6,5 раз, в Канаде — в 2,5, в Австралии — в 9. В СССР — всего в 1,1 раза.


После распада Союза на этих месторождениях началась промышленная добыча методом КВ с привлечением иностранных инвестиций. На Мурунтау перерабатывали 11 млн т окисленной руды в год с содержанием золота 0,6– 1,0 г/т и извлечением 65–75 %. Годовая производительность составляла около 8 тонн золота. В Казахстане, на месторождении Васильевское, объёмы были скромнее — около 800 тыс. т руды в год с содержанием 1,5–2,5 г/т, извлечение на окисленных рудах — 70–75 %, на смешанных — 50–55 %.

В России промышленное внедрение КВ началось с 1991 по 1998 гг. Первую установку запустили на отвалах «Южуралзолото» с содержанием золота 1,5–3 г/т. Пионерами кучного выщелачивания из окисленных руд стала артель «Саяны» (впоследствии «Золотая звезда»), запустившая установки на месторождениях «Майское» и «Чазыгол» в Хакасии. Орошение штабелей тогда проводилось кюветным способом, а позже — спринклерами в тёплое время года.

Рис. 1. Первое золото Таборного

В 1998 г. создаётся Межрегиональное научно-производственное объединение «Полиметалл». Основу предприятия составили специалисты по подземному выщелачиванию урана из Узбекистана — геологи, гидрогеологи, технологи и химики, а также молодые специалисты Горного университета Санкт-Петербурга, к которым относились и авторы. Первыми активами МНПО «Полиметалл» стали ООО «Башкирская золотодобывающая компания» с месторождениями Муртыкты и Западно-Озерное, ООО «Золото Северного Урала» с месторождением Воронцовское и ООО «Южноуральская золотодобывающая компания» с месторождением Кировское. В структуру объединения входили собственный научно-исследовательский институт с химической лабораторией, проектный отдел, геологическая служба и другие подразделения.


Первыми полигонами КВ стали «Башкирская золотодобывающая компания», затем «Южноуральская золотодобывающая компания» и «Золото Северного Урала». Все руды, вовлекаемые в процесс, были окисленного типа, малосульфидные, с различным содержанием глин и примесей металлов, негативно влияющих на выщелачивание.

Окисленные руды месторождений Муртыкты и Западно-Озерное залегали до глубины 20–50 м, содержание золота составляло от 2 до 10 г/т, серебра — вдвое больше. Минеральный состав Муртыкты включал минералы железа, ярозита, вторичные минералы меди и свинца. Западно-Озерное отличалось повышенным содержанием ртути — до 20 г/т.

Рис. 2. Месторождение Таборное зимой, ООО «Нерюнгри-металлик»

Особое внимание уделялось гидроизоляционному основанию. Его укладывали из глины, стабилизированной полиэтиленовой плёнкой с защитными слоями песка. Планировка площадки выполнялась с уклоном для стока продуктивных растворов в сторону ёмкостей-накопителей по системе дренажных и сборочных трубопроводов из полиэтилена. Для контроля целостности основания под плёнку укладывали контрольные дренажные трубы, а по периметру площадки бурили контрольные скважины.

Рудоподготовка включала трёхстадиальное дробление до класса -10 мм на двух щековых и конусной дробилках. Вся дроблёная руда проходила циклокомкования с добавлением портланд цемента в количестве 15 кг/т. Жидкой фазой служил водный раствор цианида натрия с содержанием 4 г/л. Из подготовленной руды штабелеукладчиком формировали секцию высотой 8 м. Период подготовки и формирования секций длился с конца мая по начало октября.

Орошение секций производилось круглогодично: летом — воблерами, зимой — эмиттерными трубками, заглублёнными на 30–40 см. Плотность орошения составляла 10 л/м²·час.

Рис. 3. КВ на месторождении Таборное летом, ООО «Нерюнгри-металлик»

Особый интерес представлял цех гидрометаллургии, технология которого менялась в зависимости от минералогического состава руды. Сорбция проводилась на смолах АМ-2Б в сорбционных напорных колоннах (СНК), разработанных для производства урана. Десорбцию осуществляли тиомочевинными растворами в сернокислотной среде. Смола, хотя и была селективной к золоту, сорбировала много примесей — особенно медь и ртуть. Поэтому специалистами «Полиметалла» была разработана установка демеркуризации катодного осадка. После этого процесса осадок направляли в плавильное отделение, где получали отдельные слитки серебра и золота в виде богатых сплавов.

На Кировском месторождении (ООО «ЮЗК») рудоподготовка также велась по трёхстадиальной схеме до класса -10 мм с последующим окомкованием цементом. Из-за повышенной глинистости и большого количества мелкой фракции его расход составлял 20 кг/т. Именно на этих объектах авторы впервые реализовали круглогодичное кучное выщелачивание. Отработанная на Урале технология впоследствии успешно применялась в Якутии и на других месторождениях.


В 2001 г. часть команды перешла в Центральную геологическую экспедицию Министерства природных ресурсов и совместно с Приаргунским ПГХО приступила к разработке месторождений Забайкальского края: Железный кряж, Богомоловское и Козловское. Для этих проектов мы организовали в ЦНИЛе ППГХО исследовательские работы по перколяции руд для технологии КВ. В основном изучались поверхностные окисленные и полуокисленные руды.

Лаборатория ЦНИЛа была оснащена передовым оборудованием: рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), атомно-эмиссионная спектрометрия, химические титриметрические и гравиметрические методы. В твёрдой и жидкой фазах определялось до двух десятков элементов, 8 из которых мы отслеживали на предмет перехода в продуктивные растворы.

Исследования показали, что окисленные руды пригодны для кучного выщелачивания. Оптимальным расходом цемента оказалось 12 кг/т. Для месторождений Козловское и Железный Кряж вместе с цементом требовалась зашихтовка негашёной известью в количестве 4 кг/т — она снижала извлечение мышьяка в раствор. Оптимальная крупность руды — -20 мм, концентрация свободного цианида — 0,6 г/л. На Железном Кряже в растворах фиксировалось высокое содержание меди.

На основании проведённых исследований приняли решение провести опытно-промышленные испытания на окисленной руде месторождения Богомоловское. Содержание золота в руде — около 4 г/т, серебра — 8 г/т. При отношении Ж:Т = 2,5 извлечение золота в раствор составило 82 %, серебра — 41 %. Удельные расходы реагентов: NaCN — 0,7 кг/т, NaOH — 0,15 кг/т.

Площадку для ОПУ выбрали в пойме реки Солкокон, в нескольких километрах от месторождения Богомоловское. Для ускорения работ строительство начали без проекта — все эскизные чертежи карты КВ и цеха гидрометаллургии делали сами. Для переработки растворов приобрели американскую установку производительностью 50 м³/час фирмы Summit Valley. В её состав входили все переделы — от сорбции до плавильного отделения. Строительные материалы — бетонные изделия и металлоконструкции — собирали по всему Забайкалью.

Чтобы узаконить строительство, привлекли проектную организацию ООО «ГЕОТЭП», директором которой был М.И. Фазлулин — под его редакцией изданы два тома «Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов». Объединив активы Приаргунского ПГХО и ЦГЭ, создали золотодобывающее предприятие ООО «Рудтехнология».

Рис. 4. КВ на месторождении Погромное, ООО «Руднике Апрелково»

После успешного запуска в Забайкалье авторов направили в Якутию — в ООО «Нерюнгри-Металлик» — для завершения строительства карт КВ, дробильно-сортировочного комплекса с технологией окомкования и цеха гидрометаллургии. Проект разрабатывало ООО «ГЕОТЭП». Параллельно по аналогичной схеме шло строительство на месторождении Самолазовское в АО «Селигдар».

Цех гидрометаллургии был скопирован с американской установки, работающей на Селигдаре. Схема отличалась от действовавших в России: сорбция золота проводилась в шести последовательно установленных колоннах, при этом четыре работали в режиме сорбции, две — в режиме низкотемпературной десорбции. Десорбирующий раствор готовился на основе каустической соды и этилового спирта.

За три месяца мы запустили дробильный комплекс, отсыпали первую секцию КВ и начали насыщать угольный сорбент. К концу сезона были подготовлены ещё несколько секций. В октябре 2002 г. получены первые слитки золота месторождения Таборное. На первой плавке присутствовали президент Якутии и администрация Олёкминского улуса (рис. 1).

На Таборном мы внедрили уникальную технологию многоярусного кучного выщелачивания в зимних условиях Якутии. Гористый ландшафт Кадарского хребта и вечномерзлые грунты стали серьёзным вызовом. Проект переписывался буквально на стройплощадке. Соединив опыт строительства многоярусных куч Мурунтау и Аляски, а также дополнив специально разработанной для этого месторождения технологией зимнего кучного выщелачивания, проект ООО «Нерюнгри-Металлик» был приведён к коммерческому успеху (рис. 2).

Уникальная метасоматическая руда Таборного имела высокую проницаемость для растворов, поэтому рудоподготовка ограничилась двухстадиальным дроблением до класса -40 мм с предварительным грохочением на сите 20 мм. Расход цемента на окомкование мелкой фракции -20 мм составлял 5 кг/т. Капельную систему орошения заглубляли на 50 см. Плотность орошения — 6 л/м²·час. В зависимости от рельефа высота штабеля варьировалась от 8 до 13 м. При расходе цианида 0,2 кг/т извлечение золота составляло около 80 %.

Зимой при температуре до -50 °С раствор поддерживали на уровне 7–8 °С — подогрев осуществляли дизельными котлами. Благодаря круглогодичной работе и реконструкции цеха гидрометаллургии предприятие вышло на 1,2 млн т руды в год (рис. 3).

В это же время геологи «Нерюнгри-Металлик» начали разбуривать открытое ещё в 1960-х гг. месторождение Гросс. Содержание золота в кернах было на уровне 0,8 г/т, и при низких ценах на золото экономика проекта выглядела сомнительной.


В 2004 г. компания «Арлан» выкупила месторождение Таборное и одновременно приобрела месторождение Погромное, создав золотодобывающее предприятие ООО «Рудник Апрелково».

Для Погромного уже были проведены исследования и разработан регламент для ОПУ производительностью 300 тыс. т руды в год. Перед нами стояла задача построить фабрику на 1,2 млн т.

Рис. 5. КВ на месторождении Новофирсовское, ООО «Золото Курьи»

Повторно отобрали пробы и передали в Иргиредмет, но результаты имели большой разброс из-за наличия крупного золота. Дополнительные исследования провели в ООО «ЗабНИИ-технология». Иргиредмет принял извлечение золота 79 %, однако первые два года работы мы не достигали этого значения — реальное извлечение в сплав доре из окисленных руд составило 74 %. Полуокисленные руды показывали извлечение 67 %. Пришлось проводить новые исследования в ОАО «Тульское НИГП» и переутверждать извлечение для смешанных руд (рис. 4).

В 2007 г. компания «Северсталь» приобрела у «Арлана» месторождение Таборное вместе с лицензионной площадью, включая Гросс и Погромное в Забайкалье. Тогда запасы Гросса ещё не были подсчитаны. Сегодня прогнозные запасы по этому месторождению составляют около 600 т золота. Компания «Норд Голд», применяя внедрённые в 2002–2003 гг. технологии и масштабировав проект за счёт прироста МСБ, вышла на пятое место по годовой добыче золота в России. Переработка руды на Гроссе сейчас составляет около 12 млн т в год — и это не предел.


В 2009 г. совместно с В.И. Гуминским мы приняли решение создать в Алтайском крае на базе месторождений Новофирсовского рудного поля предприятие ООО «Золото Курьи». Имея значительный опыт строительства ОПУ с применением КВ, мы построили предприятие за рекордно короткий срок — один год. Для реализации проекта пригласили практически всю команду с Таборного.

Руды месторождений относятся к убогосульфидным. В основу технологии легли лабораторные и полупромышленные исследования, проведённые в 2009 г. ЦНИГРИ и Институтом ТОМС. Ранее, в 2007 г., исследования проводил Иргиредмет. На основании этих данных мы разработали технологический регламент на проектирование ОПУ производительностью 500–550 кг золота в год.

Общий размер площадки КВ — 360 тыс. м2. Укладку руды планировали в два слоя. Уклон основания — 0,07. На подготовленную поверхность укладывали слой суглинка толщиной 0,5 м, поверх него — контрольный дренажный слой песка мощностью 0,3 м. Поверх контрольного дренажа укладывали геомембрану. Наблюдение за контрольной дренажной системой позволяло своевременно выявлять повреждения основного слоя гидроизоляции. Для сбора технологических растворов монтировали сеть полиэтиленовых трубопроводов диаметром 160 и 225 мм.

Дробление руды крупностью 500 мм должно было производиться на открытом ДСК в три стадии до класса -10 мм производительностью 200 т в час. Для окомкования применяли цемент из расчёта 15 кг/т. Укладку руды производили мобильным телескопическим радиальным стакером. Высота штабеля — 7 м. Летом планировали орошение воблерами, зимой — капельное.

Для разработки проектной документации привлекли ЗАО «Золотопроект». Проект прошёл экспертизу безопасности и экологическую экспертизу, получил положительное заключение ФГУ «Главгосэкспертиза России». Изготовление оборудования и поставки цеха гидрометаллургии обеспечило ООО «АМТ».

Строительство и сдача объектов велись поэтапно. В мае 2010 г. началось строительство. В октябре сданы объекты первого этапа: отсыпаны две секции на 135 тыс. токомкованной руды, смонтированы насосная станция, отделение сорбции и лаборатория.

Начались пуско-наладочные работы. В ноябре сданы объекты второго этапа — установка десорбции, плавильное отделение, бытовой комплекс. Монтаж отделений кислотной промывки и термической реактивации угля запланировали на 2011 г.

Рис. 6. КВ и ЗИФ чанового выщелачивания ООО «Тардан Голд»

20 декабря 2010 г получен первый слиток продукции — 42,5 кг золота. На первой плавке присутствовали губернатор Алтайского края и представители Ростехнадзора. Предприятие запущено в эксплуатацию на 7–10 лет с круглогодичным режимом работы (рис. 5).


В 2011 г. нас пригласили завершить строительство и запустить объект кучного выщелачивания в ООО УК «Централ Эйшен Гоулд» (CAG) на месторождении Тардан в Тыве. На базе компании создана управляющая компания «Auriant Mining».

Краткая история: на месторождении выявлено 14 рудных зон с содержанием золота от 1,5 до 10 г/т. Среднее содержание — 4 г/т. Присутствуют крупное и мелкое золото, сопровождаемое медью.

Рудные тела № 26 и 24, подготовленные к отработке, характеризовались высоким содержанием золота и крупными зёрнами. Для их переработки в 2008 г. построили гравитационную установку. На первом этапе извлечение золота в гравиоконцентрат составляло 65 %.

Для переработки промпродукта применяли бесцианистую схему выщелачивания на основе тиомочевины. Извлечение из растворов — электролизом с нерастворимыми катодами и мембранным разделением зон окисления и восстановления. Хвосты гравитации с содержанием 3–4 г/т сбрасывались в хвостохранилище.

Геологоразведка на других рудных зонах показала более низкие содержания и преобладание мелкого золота. Исследования Иргиредмета подтвердили возможность переработки руд методом КВ с извлечением 67 %. В 2010 г. принято решение о внедрении КВ. Строительство цеха гидрометаллургии с каскадом сорбционных колонн началось по проекту Иргиредмета. Нам пришлось вносить изменения — заменить колонны на СНК-2.5, что позволило увеличить производительность по продуктивным растворам в три раза. В Китае закуплена 4-тонная установка десорбции с двумя электролизерами колонного типа.

Для разработки проекта технического перевооружения с учётом круглогодичного режима привлекли ООО «Золотопроект». В 2011 г. участок КВ введён в эксплуатацию. Производительность комплекса — 500 тыс. т руды в год. Измельчение — двухстадиальное дробление щековой и конусной дробилками Sandvik до класса -10 мм. Для повышения производительности и извлечения дополнительно смонтировали роторную дробилку, доведя крупность до -5 мм. Высота штабелей — 6–7 м.

Хвосты гравитации с содержанием 3–4 г/т стали перерабатывать методом КВ. Опыт показал, что их можно подшихтовывать до 30 % от объёма руды. Расход цемента на окомкование составлял 6–9 кг/т в зависимости от соотношения хвостов и руды. За пять лет переработаны все хвосты гравитационной фабрики.

Руда содержит медь — в продуктивных растворах её концентрация достигала 1 г/л, что в сотни раз превышало концентрацию золота. По нашим расчётам, при КВ можно извлекать до 25 % меди (десятки тонн), однако разрешение на попутное извлечение компания не получила.


В 2016 г. подготовлено к отработке месторождение Барсучье. Проба показала, что руда аналогична тарданской, но с преобладанием мелкого золота. Переработка на гравитационной фабрике дала извлечение менее 20 %, поэтому руду направили на КВ, а гравитационную фабрику остановили.

Следующее месторождение — Правобережное. Оно относится к золотоносным скарнам, главный коррелят золота — медь (среднее содержание 0,16 %), золота — 3,3 г/т. Руды характеризовались высокой плотностью (3,4 г/см3), что ухудшало диффузию. Перколяционные испытания показали извлечение при классе -10 мм — 48 %, при -5 мм — 55 %. При этом агитационное выщелачивание до 74 мкм давало 95 % при расходе цианида 1,6 кг/т. В связи с этим приняли решение перейти на чановое выщелачивание производительностью 400 тыс. т руды в год. Проект разработало ООО «ЕМС Майнинг».

Если при КВ требовалось перерабатывать 350 м3/час продуктивных растворов, то при чановом выщелачивании — всего 70–100 м3/час. В дальнейшем, после подсчёта запасов техногенного месторождения, отработанную руду КВ направили на чановое выщелачивание, а карту КВ стали использовать для сухого складирования хвостов ЗИФ — без немедленного обезвреживания, с расчётом на естественное разложение цианидов при длительном хранении.

Опыт ООО «Тардан Голд» показал, что в перспективе можно будет перерабатывать и отработанные секции кучного выщелачивания (рис. 6).


Технология кучного выщелачивания, пройдя путь от первых экспериментов в США до масштабных проектов в России, доказала свою эффективность и жизнеспособность. За три десятилетия авторам этих строк довелось участвовать в её внедрении на десятке объектов — от Урала до Якутии, от Забайкалья до Алтая и Тывы. Каждый проект был уникален — свои руды, свои климатические условия, свои вызовы. Общим оставалось одно: технология, основанная на понимании процессов и умении адаптировать решения под конкретные условия, позволяла запускать производства там, где классические методы были экономически неэффективны.

Сегодня кучное выщелачивание — это не «молодая» и не «экзотическая» технология. Это отработанный, масштабируемый и постоянно совершенствующийся метод, который продолжает развиваться. Наш опыт — лишь часть этого процесса.

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