Проблемы добычи золота в Казахстане Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

чета; , - сумма поступлений капитала от реализации варианта х. ^ на шаге расчета 1; §. , - сумма расхода капитала от реализации варианта х. ■ , на шаге расчета 1; р, -

допустимое превышение на шаге 1 суммарного по системе расхода над суммарными поступлениями капитала от реализации вариантов развития подсистем; М - достаточно большое положительное число.

Критерием оптимальности модели является финансовый итог реализации вариантов развития производства золотодобываю-

щей компании, определяемый с учетом стратегии ее развития.

Экономико-математическая модель является линейной целочисленной моделью с булевыми переменными. На основе модели выбирается вариант развития производства, исходя из возможности извлечения золота из отходов обогащения руд. На первом этапе на основании принципа допустимости из множества мыслимых альтернатив выбирается подмножество исходных, на втором этапе на основании принципа оптимальности из множества исходных выбирается подмножество оптимальных данных.

— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------------

Лузин Борис Степанович - кандидат экономических наук, член-корр. Инженерной академии Республики Казахстан, Председатель Совета директоров группы компаний «АБС», Республика Казахстан, г. Алматы.

Голик Владимир Иванович - доктор технических наук, профессор, декан горно-геологического факультета Северо- Кавказского государственного университета.

------------------------------------------- © Б.С. Лузин, В.И. Голик

2004

УДК 622.343

Б.С. Лузин, В.И. Голик

ПРОБЛЕМЫ ДОБЫЧИ ЗОЛОТА В КАЗАХСТАНЕ

Особенностью золоторудной промышленности Казахстана является деконцентрация производства. Производительность средних рудников и карьеров составляет 50-100 тыс. т руды в год, наиболее крупных -300 - 400 тыс. т. На подземных рудниках золота добывается до 1000 -1500 кг в год. Открытые горные работы обеспечивают не более 2 % добычи золота. Характерно примерно одинаковое содержание золота в руде (5,4-6,4 г/т). На рудниках АО «Казахалтын» за последние 15-20 лет содержание золота в рудах снизилось с 15-20 до 5-6 г/т.

Стоимость добычи золота подземными горными работами находится на уровне 8,0

- 9,0 долл./г. На многих рудниках стоимость добычи золота оказалась на уровне его цены на Лондонской бирже металлов. Доля нерентабельных рудников достигает 60 %.

С ростом производительности рудников по руде прямая пропорциональность роста добычи золота нарушается вследствие вовлечения в разработку бедных и убогих руд. Стоимость производства золота в зависимости от его содержания в руде на данном этапе золотодобычи:

где С - стоимость добычи и переработки руды, долл. /г; а - содержание золота в руде, г/т.

АО «Казахалтын» добывает золото на рудниках Аксу, Бестобе и Жолымбет. На рудниках производится гравитационнофлотационное обогащение руд. Проектная производительность рудников по добыче руды: Аксу - 350 тыс. т/год, Бестобе - 220 тыс. т/год.

В сфере АО «Казахалтын» находятся месторождения Аксу, Кварцитовые Горки, Жолымбет, Бестобе, Тохтаровка, Акбеит, Домбралы 2, Южный Караул-Тобе и Северное Байлюсты. На ряде месторождений кроме золота добывается серебро. Конечная продукция - золото и серебро в концентрате, шлихах и шламе.

Состояние рудников Аксу, Бестобе и Жолымбет характеризуется осложнением горно-геологических условий, увеличением глубины разработки до 500-800 м и более, и снижением качества руд. Рудники эксплуатируются более 50 лет, основные фонды крайне изношены. Горные работы ведутся на 10 месторождениях, в работе находится до 10-13 горизонтов, 20 шахтных стволов и множество подсобных подразделений.

В конце 80-х годов производилось 3,5-4 т. золота. Ввиду кризиса АО «Казахалтын» снизило объемы добычи золота. На реконструкцию и обновление производственных мощностей требуется 90-92 млн. долл. США. При этом предприятие будет производить ежегодно 6 т золота и 2 т серебра. Обеспеченность разведанными запасами -20 лет.

Рудник Аксу эксплуатируется с 30-х годов. Он отрабатывает месторождения Аксу, Кварцитовые Горки, Байлюсты, Северный Байлюсты, Домбралы. Руду добывают подземным способом системой подэтажного обрушения, с маганизированием руды и потолкоуступной системой с деревянной распорной крепью.

В составе рудника обогатительная фабрика, шахты и две старательские артели. В хвостохранилище фабрики накоплено 7,5 млн. т хвостов, содержащих золото, серебро, платину и др. металлы. Обеспеченность рудника запасами 12 лет (с учетом категории С2-16 лет). Для вывода рудника на

производительность по золоту 1,53 т/год и серебру 1,14 т/год необходимо 23 млн. долл.

Рудник Бестобе отрабатывает одноименное месторождение. Оруденение представлено кварцевыми жилами и брекчиями с вкрапленным оруденением. Обеспеченность рудника запасами 20 лет. Система разработки - сплошная выемка с открытым очистным пространством и креплением усиленной распорной крепью.

Кварцево-жильные руды отличаются значительным содержанием свободного золота с гнездами и прожилковым характером распределения минералов в кварце. В составе рудника обогатительная фабрика и старательская артель.

Хвостохранилище обогатительной фабрики содержит 7 млн. т хвостов с высоким содержанием золота. Разведанные запасы золота по категориям А+В+С1 21124 кг, по категории С2 -10664 кг. Для вывода рудника на планируемую производительность по золоту 2,9 т/год и серебру 0,48 т/год необходимо 34,3 млн. долл. США.

Рудник Жолымбет отрабатывает месторождения Жолымбет и Южный Караул-Тобе. Он работает с 30-х годов. В составе рудника обогатительная фабрика и шахты №6, Центральная, Южная, Вентиляционная

1 и 2, №14, Глубокая. Системы разработки

- с маганизированием руды, подэтажное обрушение, с распорным креплением. Разведанные запасы золота месторождения составляют: категория А+В+С - 7803 кг, категория С2 - 39324 кг. Обеспеченность рудника запасами - 16 лет.

Хвосты обогатительной фабрики занимают площадь 88,5 га при мощности 3,6 м. Запасы категории С2- 9 млн. т при содержании золота 1,3 г/т.

Для вывода рудника на производительность по золоту 1,6 т/год и серебру 0,64 т/год, в том для увеличения объема переработки руды на 100 тыс. т/год необходимо 24,1 млн. долл. США.

Аксуйская золото - извлекательная станция (ЗИФ) перерабатывает руды Аксуй-ского рудного поля, а также ряда мелких месторождений Аксу-Байлюстинского золотоносного пояса. Руда проходит трехстадийное дробление в открытом цикле, мокрое одностадийное измельчение с классификацией в спиральных классификаторах до крупности 70 % - 0,074 мм. Продукт разгрузки мельниц подвергается отсадке.

Таблица 1

Характеристика хвостохранилиш

Показатели Хвостохранилище Всего

Аксу Бестобе Жолымбет

Площадь, га 90 140,7 88,5 319,2

Количество, млн т 7,3 7,0 9,0 23,3

Химический состав, %: Аи, г/т 1,2 1,5 1,3 1,4

Ад, г/т 2,8 0,2 0,6 1,2

гп - 0,15 - -

Си 0,03 0,015 0,025 -

РЬ 0,22 0,01 - -

А1 3,14 5,9 7,8 -

А8 0,1 0,25 0,002 -

С общ. 0,46 0,72 0,55 -

Мд 0,65 3,15 1,7 -

Б общ. 1,85 0,58 0,32 -

Са 1,4 1,7 4,7 -

Иа 0,73 1,25 1,77 -

К Гранулометрический состав, %: 0,88 1,2 1,3

+5 мм 0,11 0,10 0,1

-5+3 мм -3+1 мм 0,29 0,20 0,2 0,6 0,2

-1+0,074 мм 47,5 46,6 48,2

-0,074+0,044 мм 14,6 16,4 13,4

-0,044 мм 37,3 36,1 38,1

Влажность, % 8 5 9

Удельная масса, т/м3 1,45 1,45 1,45 1,45

Запасы золота, т 8,76 10,5 11,7 30,96

Запасы серебра, т 20,44 1,4 5,4 27,24

Гравиоконцентрат доводится на концентраторе и направляется на амальгамирование на ОФ Бестобе. Измельченная руда в виде пульпы флотируется с получением сульфидного золотосодержащего концентрата, который после обезвоживания направляется на Балхашский медеплавильный комбинат для переработки до золотосодержащего медеэлектролитного шлама. Хвосты флотации сбрасываются в хвостохранилище.

Валовое содержание сульфидов в рудах 10-15 %. Из них от 9 до 14 % приходится на пирит, 1-1,65 % - на арсенопирит, около 0,2-1,0 % - на антимонит. Из нерудных материалов в среднем 55 % приходится на кварц, 15-20 % - слюдистые минералы.

Аксуйские месторождения золотокварцевой рудной формации, жильные и штокверковые сложены жильным кварцем с анкеритом, хлоритом, серицитом, пиритом,

халькопиритом и небольшим количеством шеелита, магнетита, ильменита, рутила. Содержание сульфидов в рудах месторождений не превышает 5 %. Золото в рудах - самородное, оно образует мелкие (0,1 мм) метасоматиче-ские сростки и прожилки в сульфидах, кварце и карбонатах.

В отходах ЗИФ содержание в хвостах составляет 1,2 г/т, серебра -2,83 г/т. Хвосты обогащения представляют собой смесь зеленовато-серых песков и глинистого материала, характеризуются низким содержанием серы (0,77 %), небольшим количеством углекислоты (3,3 %) и наличием мышьяка (0,1). Крупность хвостов - 0,074 мм. В отходах присутствуют вредные примеси: сульфиды меди, сурьмы, железа, мышьяка, углистое вещество и карбонаты, глинистые и слюдистые минералы в количестве до 13 % и пылеватая мелочь.

Бестобинская ЗИФ перерабатывает руды Бестобинского золоторудного узла. Обеспеченность рудника запасами категории А+В+С1+С2 при достигнутой производительности - 24 года.

Руда проходит двухстадийное дробление в открытом цикле и одностадийное измельчение с контрольной классификацией в гидроциклоне перед флотацией. Путем отсадки измельченного продукта мельниц получают концентрат, из которого после доводки на отсадочной машине, концентрационном столе и амальгамирования получают шлихи, отправляемые на аффинаж на Усть-Каменогорский СЦК.

Слив гидроциклона контрольной классификации флотируют при рН 8-8,5 в содовой среде, ксантагентом и активацией с помощью медного купороса с получением

сульфидного концентрата, который после обезвоживания направляется на АО «Бал-хашмыс» для получения золотосодержащего меде- электролитного шлама, а затем на аффинаж.

Руды месторождения Бестобе золотокварцевой и золото- сульфидно-кварцевой формации локализуются в жилах и штокверках. Главными рудными минералами являются пирит, арсенопирит, сурьмяный блеск, второстепенными- галенит, шеелит, сфалерит. Усредненный химический состав

- Б 02 - 50 %, А1203 - 14 %. Са О - 5 %, Мд О - 3 %, Ре203 - 10 %. Содержание золота в руде от 3 - до 5-8 г/т. Самородное золото имеет субмикроскопические размеры. Руды отличаются повышенным содержанием цинка (от 0,1 до 0,2 %), сурьмы (от 0,1 до 0,3 %) и мышьяка (до 0,4 %).

Хвосты обогащения представляют собой кварцево-силикатный состав, характеризуются высоким содержанием Б1 02 и А1203. Хвостохранилище работает с 1935г. Его площадь - 140,7 га, содержание золота 1,5 г/т (максимальное 2,5 г/т). Количество хвостов - 7 млн. тонн при годовом пополнении 122 тыс. тонн. Хвосты близки к эоловым пескам, для них характерны легкая разве-ваемость, высокая водонепроницаемость и малая влагоемкость. Это мелкий и влагоемкий материал, состоящий из рудных песков и шламов с водонасыщением до 20 %, плотностью до 3-4 г/см3и объемным весом до 1,45 т/м3. Содержание глинистых частиц -15 %.

Жолымбетская ЗИФ перерабатывает руду по одностадийной схеме с дроблением, а затем флотацией с получением золотосодержащего концентрата. Хвосты флотации и концентрат после сгущения цианируют в пульсационных колонках с получением сульфидного концентрата, который после обезвоживания направляется на АО «Бал-хашмыс» и хвостов, направляемых в хранилище.

Из цианистого раствора металлы осаждаются цементацией на цинковую пыль. Продукт цементации направляется на аффинаж на Усть- Каменогорский СЦК. Цианируют не все промпродукты.

Хвостохранилище работает с 1953 г., его площадь - 88,5 га, годовое пополнение

- 196,9 тыс. т. Здесь накоплено около 9 млн. тонн хвостов. Содержание золота в хвостах - 1,3 г/т, на отдельных картах ста-

рого намыва содержание золота - до 2-2,5 г/т (табл. 1).

Руды золото- кварцевой формации локализуются в жилах (67 %) и штокверках (33 %). Валовое содержание сульфидов в рудах не превышает 5 %. Тонко дисперсное суб-микроскопическое золото образует включения в пирите и кварце. На участках повышенной концентрации золота и свинца отмечаются скопления теллуридов золота. В пределах золоторудных тел установлены теллур (0,002 %), селен (0,008 %), галлий (0,001 %), индий, кадмий, таллий.

Хвосты обогащения руд ОФ Аксу, Бестобе и Жолымбет являются техногенными месторождениями золота (30 т) и серебра (27 т).

Предприятие А О «Казахалтын» функционирует в провинции, насчитывающей свыше 50 месторождений и рудопроявлений золота с возможностями расширения сырьевой базы при привлечении инвестиций. Увеличение объема выпуска товарной продукции возможно за счет извлечения золота из отходов обогащения руд. Необходимый объем инвестиций для этого - 92 млн долл. США.

Проблемы АО «Казахалтын» типичны для всех золотодобывающих предприятий. Так, на развитие производства золота АО «Васильковский ГОК» необходимо 400-450 млн долл. США. Добыча золота здесь осуществляется кучным выщелачиванием окисленных руд. Неизбежно вовлечение в переработку сульфидных руд.

На АО «Бакырчикский ГОК», несмотря на пуск в работу завода «Родекс», не решена проблема нейтрализации мышьяка.

Мелкие предприятия золотодобычи Казахстана находятся в еще более сложном положении. В основу предлагаемой нами типизации золотосодержащих руд по условиям обогащения и извлечения золота положено разделение по крупности частиц золота, упорности и др. природным факторам.

Технологию переработки сырья определяют факторы:

- наличие в рудах наряду с золотом других полезных компонентов;

- степень окисления руд;

- наличие в рудах компонентов, осложняющих технологию переработки;

Таблица 2

Типизация зопотосоаержаших руа по технологичности переработки

Типы Подтипы Крупность золотил Способы переработки

окис- ленность наличие примесей Обогащение Металлургия

1 2 3 4 5 6

Золотые Первичные россыпные Мышьяков истые, сурьмя- ные, шлами- стые Весьма крупное, крупное, мелкое Грохочение, переработка в сепараторах и на концентрационных столах Доводка концентратов сепарацией, рентгеннолюми-несцентными и физикохимическими методами, цианирование, флотация, электролиз

Мелкое (> 0,2 мм) Эффективных способов нет

Первич- ные корен- ные Примесей мало Крупное и мелкое Дробление, измельчение, редко флотация Цианирование

Сурьмя- нистые Крупное, мелкое, дисперсное Дробление, измельчение, флотация Цианирование руд и хвостов флотации

Углистые Крупное, мелкое Дробление, измельчение, флотация, селективная флотация углей Специальные методы цианирования руд, цианирование хвостов флотации

Смешан- ные Незначи- тельные примеси Дробление, измельчение, редко флотация Цианирование

Медистые Дробление, измельчение, флотация Цианирование концентрата и хвостов флотации

Окислен- ные Шлами- стые Дробление, измельчение, флотация с обесшламливанием Цианирование

Незначительные примеси Дробление, измельчение

Медистые Дробление, измельчение, флотация, Традиционные с специальные методы цианирования

Золото- сереб- ряные Первичные, смешанные окисленные Незначи- тельные примеси Крупное, мелкое Дробление, измельчение, коллективная флотация Цианирование

Марган- цовистые Дробление, измельчение, флотация, Выщелачивание марганца с последующим цианированием

Золото- медные Первич- ные Незначительные примеси Поли- и мелкодисперсные Дробление, измельчение, селективная флотация Пирометаллургия и электролиз концентратов

Мышьяко- вистые Цианирование концентратов и хвостов флотации

Смешан- ные Незначи- тельные примеси То же Дробление, измельчение, селективная флотация Пирометаллургия и электролиз, редко выщелачивание меди, цементация, флотация цементной меди, золота, сульфидов

Окислен- ные Незначи- тельные примеси Крупное, мелкое Дробление, измельчение Кислотное выщелачивание ме-д с последующей цементацией е железом и флотацией цементнс меди и золота

Золото- и медно- пиритные Первич- ные Незначи- тельные примеси Мышья- ковистые Поли - и мел-ко-дисперсные Дробление, измельчение, флотация с получением золотомедного и пирит-ного концентрата Пирометаллургия и электролиз золото-медных концентратов

Золото- пиритные Первич- ные Незначи- тельные примеси Теллурды Любой крупности Дробление, измельчение, флотация Цианирование, цианирование с флотацией хвостов

1 2 3 4 5 6

Золото- теллур- пиритные Первич- ные Без осложняющих комплексов Полидис- персное Дробление, измельчение, обогащение на шлюзах, флотация Цианирование, обжиг пи-ритных концентра-тов, выщелачивание теллура, металлургия концентратов

Золото- сурьмя- ные Первич- ные Незначи- тельные примеси Полидис- персное Дробление, измельчение, флотация с получением золото-пиритного и сурьмяного концентратов

Золото- мышьяко- вис-тые Первич- ные Без осложняю-щих комплексов Крупное, мелкое, полидис- персное Дробление, измельчение, коллективная флотация Цианирование с флотацией хвостов, цианирование хвостов с флотацией

Золото- урановые Первич- ные Незначи- тельные примеси Крупное, мелкое, полидис- персное Дробление, измельчение, сепарация, флотация с получением золото- уранового концентрата Цианирование с последующем выщелачиванием урана

Золото-уран- пиритовые Первич- ные Незначи- тельные примеси Дробление, измельчение, флотация пирита

Золото- поликом- по- нентное Первич- ные Без осложняю-щих комплексов Дробление, измельчение, селективная флотация Цианирование, некоторых продуктов

- характер оруденения, в первую очередь крупность частиц золота.

В рудах выделено 11 технологических типов золотосодержащих руд (табл. 2).

Дробление руд до крупности 25-4 мм осуществляется в две-четыре стадии. Измельчение руды до крупности 0,25х0,4 мм производят в сухой и в водной, воднощелочной, цианистых средах в две-три стадии.

Измельчение сопровождается обогащением на шлюзах, гидроциклонированием, иногда с добавлением флотореагентов. Если свободное золото находится в тонкодисперсном состоянии, применяют гравитационные схемы обогащения. Обогащение концентратов с упорным золотом и комплексных руд совмещают с гравитационным обогащением и амальгацией. Предварительное гидроциклонирование пульпы позволят повысить извлечение золота до 93,9 %.

Основным способом извлечения золота из руд и концентратов является цианирова-

ние. В ряде случаев при переработке руд и концентратов используют технологические схемы с амальгацией. Для переработки упорных сульфидных руд применяют обжиг с цианированием огарков и автоклавное вскрытие сульфидов.

Золото из растворов извлекают способом цементации и сорбции на углях и ионообменных смолах. Для концентрированных растворов используют методы электролитического извлечения золота.

До валютной частоты продукция доводится методами аффинажа: обработка расплавленного металла химическими реагентами для отделения примесей, переплавка с флюсами, растворение примесей кислотами или их смесью и электролиз.

Проблема инвестиций и внедрения новых технологий добычи и переработки руд, отвечающих условиям рыночной экономики, крайне актуальна и нуждается в государственной поддержке.

— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------------

Лузин Борис Степанович - кандидат экономических наук, член-корр. Инженерной академии Республики Казахстан, Председатель Совета директоров группы компаний «АБС», Республика Казахстан, г. Алматы.

Голик Владимир Иванович - доктор технических наук, профессор, декан горно-геологического факультета Северо- Кавказского государственного университета.