Добыча золота методом геотехнологии

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КРАСНОЯРСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«ДОБЫЧА ЗОЛОТА МЕТОДАМИ

ГЕОТЕХНОЛОГИИ» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Д.А.

Группа:

Преподаватель: Е.Л.  
 
 
 
 

Красноярск - 2001

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  
   ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Объекты применения геотехнологии

      Геотехнология определяется как метод добычи цветных, редких и благородных металлов путем их избирательного растворения химическими реагентами на месте залегания и последующего извлечения образованных в зоне реакций химических соединений без формирования значительных пустот и массового сдвижения вмещающих пород. К геотехнологии относят также кучное и отвальное выщелачивание металлов, хотя эти методы являются промежуточными между собственно геотехнологическим выщелачиванием – подземным и гидрометаллургическим – чановым.

      Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых следует рассматривать не как конкурирующие с традиционными, а как дополняющие их. Эти методы целесообразно применять на нерентабельных для подземного и открытого способов объектах: на крупных месторождениях сравнительно бедных руд, где значительный экономический эффект может быть получен за счет масштабности производства; на мелких залежах и рудопроявлениях богатых руд на месторождениях, отработанных традиционными методами, для извлечения полезных компонентов из оставшихся целиков и забалансовых руд; на отвалах забалансовых руд и хвостов обогащения закрытых и действующих горных предприятий.

Преимущества  геотехнологии

      Наиболее  экономичным является подземное  скважинное выщелачивание на новых  месторождениях, когда проницаемость руды для раствора достаточна и предварительное дробление не требуется. В этом случае отпадает необходимость транспортировки руды от рудника, не нужны хвостохранилища, появляется возможность полной автоматизации процесса, исключается опасный труд человека под землей, резко (примерно в три раза) сокращаются объемы, сроки ввода и освоения промышленных мощностей, не происходит вредных выбросов газов и пыли.

      Основной  проблемой подземного выщелачивания  является обеспечение защиты от проникновения промышленных растворов в подземную гидросеть. В связи с этим требуется тщательное геологическое изучение объекта, особенно в плане тектонических нарушений. При наличии разломов или зон трещиноватости необходимо проведение работ с целью создания искусственных водонепроницаемых экранов путем закачки бетонной смеси в плоские щели, сформированные методом гидроразрыва, который разработан в институте Горного дела СО РАН.

      Кучное  выщелачивание на специально подготовленных основаниях максимально снижает  возможность утечки промышленных растворов. Однако себестоимость готовой продукции становится несколько выше, чем при подземном выщелачивании, но существенно ниже, чем при традиционных методах добычи.

      Кучное  и, в меньшей степени, подземное  выщелачивание давно и широко используются в разных странах (США, Испании, Чили, Чехословакии, Канаде, Мексике, Перу, Замбии, Австралии, ЮАР и др.) для добычи урана, меди, золота и серебра. Известны запатентованные разработки по выщелачиванию свинца, цинка, молибдена, вольфрама, олова, мышьяка, висмута и других металлов. В нашей стране в промышленном масштабе этими методами добывался только уран, а медь, золото и серебро извлекались лишь на опытно-промышленных установках малой производительности. В последние годы, в связи с некоторым подъемом в экономике, интерес промышленников к геотехнологии усилился. Начато внедрение кучного выщелачивания на горнодобывающих предприятиях Рудного Алтая. Планируется использование геотехнологии для добычи золота и меди в Забайкалье. Можно надеяться, что геотехнологические методы найдут применение в России при добыче цветных и благородных металлов.

Экономические показатели

      По  оценке американских специалистов капитальные  затраты на организацию кучного выщелачивания золотосодержащей руды производительностью 180 т/сут (без учета расходов на горные работы) составляют $ 200 тыс., при этом затраты на цианид натрия не превышают $ 0.15, а потребление электроэнергии – 0.0003 кВт * ч на 1 т руды.

      Если  расходы на извлечение золота по стандартной  технологии (чановое выщелачивание с предварительным перемешиванием, осаждение золота цинковой пылью) принять за единицу, то для геотехнологического варианта (кучное выщелачивание с предварительным дроблением руды, осаждение золота на угле, электролиз) они составят 0.32. Соответствующее соотношение эксплуатационных затрат составляет 1:0.66.

      Традиционная  технология экономически выгодна, когда  содержание золота в руде не менее 1.74 г/т (эта цифра зависит от цены золота на мировом рынке), а кучное выщелачивание – при содержании золота до 0.96 г/т.

      На  руднике Эберли (США) капитальные  вложения на кучное выщелачивание составили $ 600 тыс., а эксплуатационные расходы – 11.5 $/т. Затраты распределяются так:

 

      Таким образом, кучное выщелачивание золота экономичнее традиционных методов добычи по всем показателям.

      Технико-экономическая  эффективность кучного и сорбционного выщелачивания золота из рудного сырья в зависимости от содержания золота, производительности установки, материала основания под рудный штабель, крупности дробления руды и т.д. приведена в [3] применительно к экономическим условиям России.

      Ниже  даны два варианта расположения установки  для выщелачивания:

– в  непосредственной близости от источника сырья (транспортировка руды осуществляется не более чем на 1 км, требуется сооружение хвостохранилища для слива жидких отходов);

– в  районе хвостохранилища золотоизвлекательной фабрики (транспортировка руды производится на расстояние до 10 км).

      Эффективность кучного выщелачивания рассматривалась для песчано-глинистых и кварц-карбонатных руд с содержанием золота 1.5; 2.0; 2.5 г/т при производительности установки 50, 100 и 200 тыс. т/год.

      Известно, что для песчано-глинистых руд, требующих более длительного выщелачивания, целесообразно использовать одноразовые основания – глиняные с пленочным экраном. Для кварцевых руд, цикл обработки которых короче, можно применять бетонные основания. Метод кучного выщелачивания золота оказывается экономически приемлемым даже в случае дробления руды до крупности -5 мм, если содержание золота в руде не ниже 1 г/т и производительность установки не менее 100 тыс. т/год. Кучное выщелачивание следует проводить в непосредственной близости от источника сырья, так как расходы на транспорт превышают затраты на сооружение хвостохранилища. Этими же авторами [3] рассмотрена эффективность кучного выщелачивания золота малотоксичными и нетоксичными, в сравнении с цианидами, растворителями. Показано, что при бактериальном выщелачивании значительный экономический эффект достигается за счет резкого сокращения издержек на обезвреживание жидких отходов.  

2. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ, 
   ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ КУЧНОМ  
   ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ЗОЛОТА ИЗ РУД

 

      Золотосодержащие  руды, пригодные для переработки  методом кучного выщелачивания, разделяют на следующие типы:

1) известковый  алеврит с субмикронными частицами  золота и примесями пирита, галенита, киновари, стибнита;

2) окремненные  алевролиты с микронными частицами  золота, часто связанными с остаточными окислами железа;

3) песчаная  и доломитовая руда, содержащая  золото в межзерновом пространстве;

4) жильная  кварцевая руда;

5) изверженные  горные породы с небольшими  кварцевыми жилами со свободным золотом.

Цианидное выщелачивание

      Цианидное выщелачивание на сегодняшний день является основным способом извлечения золота из руд, как в традиционной технологии, так и при геотехнологической добыче. В качестве реагента используются соли циановой кислоты – цианиды натрия или калия концентрацией 0.02–0.3%. Растворение золота происходит по реакции 2Au + 4KCN + 0/2O₂ + Н₂O = 2KAu(CN)₂ + 2КОН, из которой следует необходимость введения в процесс окислителя – добавок в рабочий раствор перекиси водорода, гипохлоритов калия, натрия и др. В цианистых растворах должно быть обеспечено, кроме того, создание, так называемой, защитной щелочи, уменьшающей разложение цианистых солей. В подземном или кучном выщелачивании для предотвращения кольматационных явлений предпочтительнее использование едких щелочей (КОН или NaOH), не приводящих к увеличению в растворе содержания кальция.

      Процесс цианирования золотосодержащих руд  и концентратов используется и в традиционной технологии и, соответственно, разносторонне изучен. В частности установлено, что скорость растворения золота может контролироваться либо концентрацией NaCN, либо кислорода; интенсивное пассивирование золота имеет место в присутствии солей свинца; при малых концентрациях (5–25 мг/л) серебро, свинец и ртуть ускоряют растворение золота; в присутствии сульфосолей мышьяка скорость растворения золота резко подавляется.

      Интенсификация  цианирования может быть достигнута за счет предварительного введения извести  и цемента для гранулирования материала; использования концентрированных цианистых растворов, цианида кальция, который дешевле NaCN, комбинированных реагентов (особенно для теллуристых и золотосеребряных руд); введения в раствор некоторых добавок (солей таллия, марганца, высокомолекулярных спиртов и т. д.).

      Продолжительность выщелачивания колеблется от 7 до 30 суток для дробленой руды (крупностью менее 20 мм) и до нескольких месяцев для получаемой в результате взрыва.

      При всех достоинствах цианистого процесса извлечения золота из руд у него имеется и существенный недостаток – очень высокая токсичность  цианистых солей. До сих пор не решена проблема обезвреживания стоков, поэтому уже давно ведется поиск альтернативных реагентов для гидрометаллургической (в том числе и геотехнологической) переработки золотосодержащего сырья.