CC BY
68
© В.П. Дробаденко, А.В. Сурков, 2002
УДК 622.342
В.П. Дробаденко, А.В. Сурков
ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ
Наша страна обладает уникальным опытом в области прогнозирования, поисков, разведки и эксплуатации россыпей золота на обширных территориях Урала, Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока страны. Именно добычные и геологоразведочные работы на россыпях дали толчок к развитию широкого спектра геологических, горных, географических и других разделов не только науки о Земле, но и способствовали развитию других научных направлений, разделов и пограничных с науками о Земле дисциплин.
Однако в последние годы в целом по России добыча золота из россыпей ежегодно снижается. Это послужило поводом к тому, что геологическая отрасль и горная промышленность переориентируются на коренные месторождения, которые могут быть освоены с затратами, превышающими разработку россыпей золота в 15 раз и более. Кроме того, сроки освоения разведанных россыпных месторождений 1-3 года, а коренных - 5-15 лет. Истощение золотосодержащих россыпей России - факт, признаваемый геологической и горной практикой. Добыча россыпного золота в стране становится нерентабельной в условиях отсутствия своевременной оплаты за добытый металл, потерь предприятиями опытных специалистов, отсутствия нового оборудования из-за его дороговизны, отсутствия поддержки предприятий научными исследованиями, сопровождающими геологоразведочные и добычные работы; отсутствия внедрения новых идей и технологий к специфике изучения самих россыпей, а также нетрадиционных подходов к освоению россыпных месторождений.
По нашему мнению, недооценка потенциала россыпей как перспективного источника пополнения валютного запаса страны происходит из-за следующих основных реальных факторов:
1. Недооценка сырьевой базы россыпного золота.
2. Недостаточная достоверность геологоразведочных работ при массовом опробовании золотосодержащих проб, вскрытых для разработки полигонов, а также галеэфельных отвалов и шламоотстойников.
3. Несовершенство технологий подготовки горной массы и промывки песков. К ним также относятся и потери золота при извлечении металла при обогащении концентратов, а также проблема контроля пробности шлихового металла, сдаваемого на аффинаж.
4. Отсутствие научнометодического сопровождения и, как следствие, несовершенство технологий для разведки и разработки техногенных залежей в т.ч. проблемы извлечения драгметаллов, оставшихся в отвалах и хвостах ШОУ, ШОФ и старательской доводки концентратов.
5. Некоторые проблемы горногеологической и экологической науки при освоении россыпных месторождений.
Указанные проблемы приводят к тому, что при разработке золотосодержащих россыпей существуют серьезные потери ценного компонента (самородное золото в его шлиховой форме), а при геологоразведочных работах на россыпное золото не выявлено или признано непромышленным большое количество месторождений. Еще 10-15 лет назад проблемы сырьевой базы россыпного золота не существовало в той остроте, с которой она проявилась в последние годы. Ежегодный прирост запасов россыпного золота был выше, чем погашение запасов при разработке россыпей. В настоящее время положение изменилось. Ежегодное снижение добычи золота из россыпей, не реализованных на стадиях геологоразведочных работ перспективы, и переориентация поисковых и оценочных работ на рудное золото в общем виде характери-
зуют современное состояние вопроса на официальном федеральном уровне. Статистика, подтверждаемая отраслевыми институтами и специалистами РАН, также как будто бы свидетельствует о том, что россыпи золота в России, как источник драгметаллов заканчиваются.
Подобное положение, по нашему мнению, нельзя считать правильным в силу следующих причин:
- масштабы проявлений россыпей золотоносности России не имеют аналогов по обширности площадей и генетическим типам ни на одном из континентов;
- резкая неравномерность в степени комплексной геологической изученности территорий на россыпное золото;
- пропуск (необнаружение) перспективных на промышленные россыпи участков на фоне массовой знаковой зараженности золотом больших по площади районов, а также долин крупных рек дренирующих золотоносные районы;
- большое количество россыпей признанных непромышленными в процессе поисково-оценочных и разведочных работ;
- недостаточно корректные данные по содержаниям и запасам металла в разведанных россыпях. Они, как правило, занижены в соответствии с действующими методиками;
- слабая изученность россыпного золота с точки зрения его поведения в процессах переноса, отложения, а также гравитационного обогащения;
- наличие глубоко залегающих
россыпей, которые разведаны, но не разрабатывались по горнотехнологическим и технико-
экономическим условиям;
- незавершенность поисковооценочных работ по прибрежноморским россыпям и практическое прекращение работ по их изучению;
- слабая изученность техногенных месторождений, а также нетрадиционных для золотосодержащих объектов, в том числе отходов сернокислотного производства.
Основными проблемами геологоразведочных работ на россыпное золото в условиях производства являются потери металла в поисковых и разведочных пробах из-за несовершенства технологий и методик обработки и подготовки проб при массовом опро-
бовании. По многолетним исследованиям систематические ошибки в определении содержаний золота в пробах составляют 1,5-2,5 раза и более.
Это объясняется, во-первых, не-представительностью проб при ситовом анализе, который согласно инструктивным документам связан с максимальным размером обломочных частиц в изучаемой пробе. Так, если максимальная крупность золотин 0,25 мм, то вес пробы должен составить 25 г, при 3,0 мм - 300 г и т.д. Однако, случаев, когда при разведке по блоку получали 100 г и более, не известны. Подобные количества золота можно получить только при добычных работах.
Другим фактором занижения запасов драгметаллов является несовершенство применяемых при разведке россыпей полевых обогатительных установок, основанных на гравитации, которые не могли и не могут гарантировать полноту извлечения мелкого золота и вследствие этого, правильно определить содержание золота в пробе.
Например, лотковая промывка, в которой самой технологией заложены потери золота аналогично промывке разведочных проб, а пробирный анализ не обеспечивает представительности проб на шлиховое золото. К тому же лотковая промывка (перемыв проб до «черного» шлиха) улавливает от 20 до 39 % золота, а последующая отдувка металла из шлиха идет с обязательными потерями металла в «хвостах» отдувки, которые практически никогда не фиксировались. Размеры отдутого в «хвосты» металла от 0,04 до 0,8 мм, а содержание золотин от
0,3 до 35 мг/м3. При массовой обработке проб отдувкой (когда обрабатываются тысячи проб) этот фактор оставался без внимания. Прикладная наука этой проблемой не занималась, а академическая тем более. Аналогичное происходит и при оперативном опробовании вскрытых для разработки горных полигонов, а также отвалов пород. В настоящее время уже известно, что основные запасы месторождений с относительно легко разрабатываемыми рыхлыми породами, залегающими на небольшой глубине, уже отработаны. В эксплуатацию вовлекаются глубокозалегающие россыпи, представленные плотными глинистыми и валунистыми порода-
ми, т.е. наблюдается усложнение горнотехнических условий разработки месторождений.
Опыт эксплуатации таких сложноструктурных россыпей свидетельствует о преимуществах применения комбинированного способа разработки, при котором первичное предварительное рыхление осуществляется экскаваторами или бульдозерами, а вторичное - средствами гидромеханизации. Технологические схемы, в которых сочетаются гидравлические работы с экскаваторной выемкой пород, а также бульдозерами, значительно расширили область использования гидромеханизации и повысили эффективность ее применения. Однако эффективность использования землесосного оборудования во многих случаях не соответствует его техническим возможностям: высоки энергоемкость процесса и металлоемкость транспортных линий. Большинство грунтонасосов и землесосов работает с напором ниже паспортной производительности вследствие размещения промприборов вблизи землесосных установок, монтажа землесосов над уровнем гидросмеси в зумпфе на высоте 2,0-3,0 м, что вызывает повышенные потери во всасывающей линии. Внешняя сеть (трубопроводы) при этом определяет работу землесоса в перегруженном режиме с кавитационными явлениями, последствия которого проявляются, во-первых, в ухудшении энергетических характеристик насосов, снижении КПД и в результате увеличении потребления электроэнергии, во-вторых, в простоях, затратах труда и материалов на ремонтные работы по устранению результатов вибрации и повышенного износа деталей проточной части насосов. Так, на приисках ПО «Северо-востокзолото» простои, связанные с ремонтом и обслуживанием механизмов по этой причине, в среднем составили 37,5 %.
Кроме того, исследования показали, что основная производительная операция процесса пульпоприготов-ления, обеспечивающая загрузку зем-ленасоса, - размыв песков занимает в среднем около 50 % общего времени работы гидромонитора; в то же время продолжительность выгонки валунов изменяется от 27,5 до 47,5 %, а общие затраты времени на холостую подачу напорной воды - от 0,5 до 1,5 ч в
смену нередко составляет 20 %, что резко снижает производительность всего гидрокомплекса, приводит к излишнему сносу уже уловленного на шлюзах металла и увеличивает энергоемкость технологического процесса.
Применяемая на приисках традиционная гидравлическая классификация, как известно, включает процесс разделения смеси твердых минеральных частиц в жидкости на различные фракции по скоростям их падения в гравитационном либо в центробежном полях. Анализируя работу промывочного шлюза, Байрон В. Кнельсон отмечает, что в нем практически невозможно создать ламинарное движение, необходимое для разделения твердых частиц по плотности, если исходная порода содержит большое количество крупных частиц, по следующим причинам:
- крупные и плотные частицы, а также более крупные, но менее плотные фракции способны физически вытеснять более мелкие частицы и практически выпадают в начале шлюза;
- более мелкие, но плотные фракции пород также оседают вслед за ними;
- по мере движения пульпы вдоль шлюза нарастает скорость потока воды;
- по мере нарастания скорости ламинарный поток разрушается сопутствующей турбулентностью, и вскоре полностью прекращается процесс осаждения, а весь материал протаскивается через шлюз, который становится уже не промывочным, а «переносящим».
Вышесказанное поясняет, почему более 90 % всего уловленного золота осаждает на первых 2,5 м шлюза. В последние годы наметилась тенденция усовершенствовать работу промывочного шлюза за счет создания вдоль движения искусственных локальных вихрей, различных изменений потока и т.д. Известны конструкции гравитационного углового концентратора (ГУК), шлюза с вибропо-движной панелью, который, обладая дополнительной металлоемкостью и сложностью не устраняет полностью основных негативных факторов.
Отсадочные машины имеют определенные преимущества перед промывочным шлюзом, но эффективная
их эксплуатация зависит от таких жестких факторов, как плотность и скорость подачи промываемого концентрата, а также вещественный состав пульпы и особенно от форма и размеры частиц золота. Кроме того, по мнению зарубежных специалистов (Лапланте, 1988 г.), эффективность их значительно снижается, если дисперсность сита меньше 50 меш.
Эффективные по принципу действия винтовые и конусные сепараторы, как и все вышеуказанные обогатительные устройства, работающие при ускорении 1 g, также характеризуются потерями мелкодисперсного легкого золота и требуют жестких режимных технологических параметров потока гидросмеси.
Таким образом, опыт эксплуатации промывочных шлюзов, отсадочных машин с пульсирующими потоками, концентрационных стволов, винтовых и конусных сепараторов показал, что определяющим условием концентрирования минеральных зерен по плотности является создание несимметричных движений, при которых в определенные периоды времени ускорение, сообщаемое частицам, оказывается намного больше 1 g.Эти технологические условия в определенной мере реализуются в конструкциях концентратор Б.В. Кнель-сона, а также в гидродинамическом сепараторе Н.К. Шевчука. Практиче-
ская работа на россыпях и исследования кафедры комплексного освоения и экологии россыпных и морских месторождений МГГА за последние 10 лет привели к разработке и апробации новых подходов, методик, технологий, а также приборов и аппаратов, которые могут быть использованы при освоении россыпных месторождений и техногенных образований. К ним прежде всего относятся:
- методология определения участков технологических процессов ГРР и обработки проб, на которых происходит потери шлихового золота ;
- методика детальной гранулометрии;
- технология обработки золотосодержащих и алмазосодержащих проб, минимизирующая потери полезных компонентов;
- методика детального изучения размеров и форм золотин для технологических целей.
К новым высокоэффективным разработкам МГГА, прошедшим испытания и апробацию на предприятиях, относятся:
1. Ресурсосберегающие гидротехнологии для размыва, загрузки, классификации и транспортирования горной массы на базе оборудования, основанного на новом принципе действия с использованием осевых и закрученных струй жидкости (эффек-та искусственного смерча), позволяющего
формировать и подавать на большие расстояния высоконасыщенную гидросмесь.
2. Экологически безопасный ресурсосберегающий способ агитационного вихревого выщелачивания с использованием кинетической энергии закрученных струй раствора реагентов. Новая технология позволяет интенсифицировать более чем в 2 раза процесс извлечения золота и других ценных элементов из хвостов обогащения, бедных руд, а также осуществлять технологический процесс (при наличии подготовленных запасов) в зимних условиях.
3. Скважинная гидротехнология для разработки локальных участков из забалансовых месторождений, которые не вводятся в эксплуатацию ввиду нерентабельности применяемых технологий. Скважинами эффективно добывать драгоценные металлы и алмазы не только на суше в труднодоступных участках, но и на шельфе морей и океанов.
По нашему мнению, потенциал россыпей золота как объектов добывающей промышленности Россия чрезвычайно велик и реализация новых подходов, методик, технологий позволит повысить эффективность использования россыпных (в том числе и техногенных) месторождений на благо страны.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------
Дробаденко В.П., Сурков А.В. — Московская государственная геологоразведочная академия.
