CC BY
30
ПОДЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ:
В.П. Мязин, Р.В. Зайцев, Ю.И. Рубцов, 2000
УДК 622.342:622.775
В.П. Мязин, Р.В. Зайцев, Ю.И. Рубцов
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД В УСЛОВИЯХ ЗАБАЙКАЛЬЯ
З
абайкалье как уникальная горнорудная провинция с позиции фи-зико-химичес-кого районирования включает ряд крупных геосистем, со значительной неоднородностью природно-климатических условий. Климат резкоконтинентальный с большими амплитудами температур в течении года. Скорость ветра в отдельные дни может достигать 20 - 25 м/с. Средняя температура июля (в градусах Цельсия) + 19, января -28. Малоснежные зимы. Средняя продолжительность периода с отрицательными средними температурами воздуха достигает 5,5 месяцев, что вызывает очень глубокое промерзание горных пород на территориях залегаемых месторождений. Крайне неравномерное распределение осадков при значительной величине суммарной солнечной радиации (4450 - 4877 МДж/м2-год).
Первые разработки золота в Забайкалье были предприняты ещё в 17-19 вв. в начальный период освоения территорий и превратились со временем в один из основных способов производства и занятости населения области. Традиционно добыча золота производилась в основном из россыпей артельным способом, а для разработки коренных месторождений создавались горно-обогатительные комплексы, включавшие в себя карьеры, подземные рудники, обогатительные фабрики и целый ряд вспомогательных произ-
водств. Со временем интенсивная отработка недр привела к общему снижению содержания золота в россыпях и связанному с этим вынужденному увеличению объёмов горных работ. Это в свою очередь повлекло за собой рост себестоимости добычи. Аналогичная картина сложилась и на объектах, отрабатывающих запасы коренного золота, где модернизация существующих производств, по существу означающая необходимость их полного переоборудования, требует значительных капитальных вложений. Создавшаяся ситуация означает, что в ближайшем будущем следует ожидать значительного снижения объёмов золотодобычи в Забайкалье. Для решения проблемы наращивания золотодобычи в этом регионе предлагается перейти к освоению нетрадиционной технологии переработки руд - кучного выщелачивания (КВ). Внедрение этой технологии позволит значительно снизить себестоимость конечной продукции за счёт уменьшения объёмов капитального строительства, снижения эксплуатационных расходов и сокращения срока ввода месторождений в отработку.
В ходе выполнения развернутой программы научноисследовательских и опытнопромышленных работ было установлено, что ряд золоторудных месторождений Читинской области может быть отнесено к числу перспективных объектов для внедрения технологии кучного выщелачивания (Пешковс-кое, Люба-
винское, Кирченовское, Дальмачик и др.). Характерные показатели:
• среднее содержание золота в руде - 1,5-5,0 г/т;
• доля свободного золота в окисленных рудах составляет 5070 %;
• содержание сульфидов в зоне окисления не превышает 5-6 %;
• присутствие в основных горнорудных районах большого количества техногенного сырья в виде отвалов забалансовых руд и хвостов обогатительных фабрик, что дает основание значительности расширения сырьевой базы под КВ золота.
Выполненные технологические исследования, на представительных пробах рудного сырья, показали возможность достижения степени извлечения золота - в пределах 80-88 % при среднем его содержании в исходных рудах 1,73,5 г/т. В ходе проведения экспериментальных исследований выявлены следующие особенности вещественного состава оруденения, способные серьёзно затруднить промышленную реализацию проектов КВ:
• наличие в перерабатываемых рудах до 30 % глинистых минералов, существенно осложняющих фильтрацию рабочих растворов в заскладированных рудных штабелях;
• значительное поражение техногенного сырья вовлекаемого в повторную переработку металлической ртутью, в результате первоначального использования амальгамационной технологии извлечения золота;
• наличие углистого вещества в рудах до 7,0 %, что ведет к осложнению технологического процесса (табл. );
• резко-континентальный климат с большим колебанием амплитуд знакопеременных температур в течении года. Промерзание вмещающих горных пород золоторудных месторождений и периодическое проявление сейсмических колебаний;
• низкая восстанавливаемость природной среды в Забайкалье требует внедрения в промышленную практику технологий имеющих исключительно высо-
Таблица
ХАРАКТЕРНЫЙ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБ
Минералы и группы минералов Массовая доля
Технологическая проба 1 Технологическая проба 2
Породообразующие и жильные минералы: кварц, халцедон 36,1 38,2
Карбонаты (кальцит, анкерит и др.) 1,0 0,4
Полевые шпаты (плагиоклазы, альбит, микроклин, ортоклаз) 30,0 32,0
Илисто-слюдистые минералы (хлорит, мусковит, биотит, каолинит) 25,4 22,4
Магнетит, сфен, аппатит, циркон, гранат, гетит 7,0 8,1
Глинистое вещество (рентгено-аморфный тонкодисперсный углерод) 0,3 0,4
Сульфаты железа, свинца, мышьяка и др.(яровит, пироморфит, англезит) 0,2 0,5
Сульфиды (пирит, арсенопирит, пирротин, тетраэдрит антимонит гяпоиит сфалерит и еп знаки ед знаки
кую экологическую безопасность.
Учитывая вышеуказанные природные и технологические особенности горнорудной провинции не позволяют перенести известный отечественный и зарубежный опыт применения технологии кучного выщелачивания. Кроме того скрытые особенности ведения технологических процессов горнодобывающими комплексами отнесены к «ноу-хау». В этой связи для научно-обоснованного подхода к разработке технологических режимов кучного выщелачивания золота потребовалось в первую очередь оценить особенность вещественного состава вовлекаемых
в переработку золотосодержащих руд и техногенных образований. Во вторых изменить традиционные подходы к процессу выщелачивания руд еще на стадии их подготовки к складированию в кучи, предусматривая дополнительные технологические операции (промывку, агломерацию мелкокускового материала и т.д.).
Выполненный сравнительный анализ выполненных технологических регламентов и рабочих проектов по применению технологии кучного выщелачивания золота из руд показал, что для обеспечения нормальных режимов в голове технологической схемы (в первую очередь при просачивании рас-
творов через рудный штабель) требуется дополнительно закладывать использование специальных интенсифицирующих методов воздействия. Место применения интенсифицирующих методов воздействия в элементах технологических схем наиболее четко просматривается при формировании рудного штабеля и последующий его цианидной обработке, транспортировке массопотока выщела-ченных растворов рис.
Учитывая нерешенность техногенных образований, важным направлением является необходимость комплексной оценки воздействия процесса амальгамации на загрязнение территорий, прилегающих к районам ведения горных работ. Для разработки технологических принципов нейтрализации и утилизации золотосодержащих амальгам и металлической ртути из накопленных техногенных образований предложена методика эко-лого-технологической
оценки степени загрязнения, основанная на совокупности этапов, процедур и операций в системе принятия решений «воздействия -изменения - последствия». Методика предусматривает выделение четырех основных этапов работ:
1. анализ геологической и маркшейдерской документации, а также данных технологического опробования с целью получения информации о способах эксплуатации
Рис. Разновидности технологических схем кучного выщелачивания золота рудных месторождений Забайкалья:
т
-технологические операции в типовой схеме КВ;
I
- дополнительно введенные технологические операции в схему КВ
техногенных месторождений, обнаружения основных типов антропогенного рельефа (расположение бывших шлихообогатительных установок, фабрик и т.д.) на планах горных работ, где применялась амальгамационная технология извлечения золота;
2. проведение поисковых работ для выявления аномальных зон (участков) с повышенным содержанием ртути на территориях, ранее подвергавшихся амальга-мационному загрязнению;
3. лито-, гидро-, биогеохими-ческое и технологическое опробование почв и подпочвенных пород; природных и техногенных водотоков; минерального сырья на содержание золотосодержащих амальгам и других токсичных соединений ртути;
4. комплексная минералогическая (состав, структура, физикохимические свойства и т.д.), а также токсикологическая оценка выделенных золотосодержащих амальгам.
В настоящее время данная методика принята за основу при оценке перспектив использования техногенных запасов для доизвле-
чения из них благородных металлов методом кучного выщелачивания.
Для обеспечения экологической чистоты производства КВ золотосодержащих руд и промпродуктов предложены следующие мероприятия, гарантирующие защиту окружающей среды от технологического риска:
1. Использование способа посекционного заполнения поверхности кучи, что позволяет:
• снизить выбросы цианидов с поверхности кучи на 1,5 - 2 порядка;
• сократить продолжительность эксплуатации кучи в 1,5 - 2 раза, за счет нагнетания воздуха внутрь рудного материала в количестве от 10 до 20 л/м2 за один цикл затопления и реализации «поршневого» режима фильтрации технологических растворов.
2. Использование дополнительного дренажного слоя, под слоем пленки, на которую насыпана куча, и подстилающего слоя глины, поверхность которой закрепляется композитными материалами, что:
• решает проблему обезвреживания токсичных технологических растворов, мигрирующих вниз через неплотности в слое полиэтиленовой пленки, растворами гипохлорита натрия или перекиси водорода, циркулирующих в отдельном контуре, куда входит и дополнительный дренажный слой;
• позволяет при необходимости восстановить герметичность подстилающего слоя глины (после зимы, после ЧС - землетрясений, смещения кучи по линзе скольжения из-за паводков, давления подземных вод, суффозии и т.п.) путем прокачки глинистых растворов с композитами через дополнительный дренаж до кольматации трещин.
Перечисленные выше инженерные решения повышают устойчивость работы установок по КВ и могут быть успешно применены в суровых климатических условиях Читинской области и создадут условия для дополнительного наращивания объемов золотодобычи с минимальным ущербом воздействия на окружающую среду.
./■
Мязин В.П., Зайцев Р.В., Рубцов Ю.И. - Читинский государственный технический университет.
