что такое упорная руда
Такое упорное золото
«Петропавловск» запускает автоклавы
С каждым годом мировые легкообогатимые запасы золота истощаются. По некоторым оценкам, в России уже сейчас до 30% запасов желтого металла составляют тяжело извлекаемые так называемые упорные руды. Упорной называется руда, из которой золото не может быть извлечено с помощью традиционных технологий.
Сейчас почти треть золота в мире производится с дополнительными этапами переработки, такими как автоклавы (18%), окислительный обжиг (7%), BIOX (3%) и сверхтонкое измельчение (3%).
Суть автоклава в нагреве упорного сырья под давлением в присутствии кислорода. Эта технология давно доказала свою эффективность, ее неоспоримое преимущество — высокие извлечения золота, а также низкие экологические риски. С другой стороны, это крайне капитало- и трудоемкие проекты.
Завершающийся 2018 год стал поворотным для автоклава одной из крупнейших российских компаний «Петропавловск» (Амурская область). Этот проект — один из главных долгостроев в российской золотодобыче. Инвестиции в него уже достигли полмиллиарда «зелёных».
28 ноября после нескольких лет ожидания «Петропавловск» запустил переработку концентрата на своем первом автоклаве на Покровском руднике, с которого и начиналась в 1994 году компания. Для компании это имеет первостепенное значение, ведь почти половину ресурсов компании составляет золото в упорных рудах (9,6 млн унций). Выпуск первого товарного золота из упорной руды ожидается в I квартале 2019 года.
Запуск автоклавного комплекса позволит сохранить рабочие места на Покровском руднике, продлить жизнь рудников Маломыр и Пионер, где запасы легкообогатимого золота исчерпаны, обеспечить работу на долгие годы Албынского рудника предприятия.
На втором автоклаве предприятия идет горячая пусконаладка, запустить третий и четвертый автоклавы «Петропавловск» планирует во II квартале 2019 года. Концентрат для загрузки автоклава компания производит на Маломыре, две линии флотации там уже работают на полной мощности. По итогам 2018 года производство концентрата, прогнозирует «Петропавловск», составит порядка 40 тыс. тонн, содержащих 50 тыс. унций золота.
В перспективе четыре автоклава смогут перерабатывать до 500 тыс. тонн золотосодержащего концентрата в год — с рудников Маломыр и Пионер, а также, возможно, с проектов других компаний.
«Ожидаю, что после запуска автоклава компания увеличит производство золота. Автоклав раскрывает потенциал огромных запасов упорных руд региона, что должно обеспечить „Петропавловску“ высокий уровень производства металла на годы вперед», — говорит Кенес Ракишев, крупнейший на данный момент акционер компании.
«Полиметалл» и другие
Другая крупная российская золотодобывающая компания, добывающая упорные руды, «Полиметалл» запустила свой Амурский гидрометаллургический комбинат (АГМК) в Амурске Хабаровского края в 2012 году.
Компания на нескольких месторождениях, сильно разбросанных географически, добывает упорную руду и производит из нее золотосодержащий концентрат.
В 2018 году компания запустила крупный проект Кызыл (Казахстан), в I квартале 2019 года планирует начать стройку на Нежданинском (четвертое по величине месторождение золота в России) — оба проекта предполагают переработку части концентрата в Амурске. В результате расшивки узких мест компания увеличила мощности АГМК до 200 тыс. тонн концентрата в год (для сравнения, в 2017 году объем переработки составил 160 тыс. тонн концентрата с выпуском 280 тыс. унций золота). Компания вплотную прорабатывает строительство второй очереди АГМК, мощность которой может составить до 400 тыс. тонн концентрата в год, и параллельно рассматривает строительство нового Тихоокеанского гидрометаллургического комбината (ТГМК) в Советской Гавани.
География применения сложных технологических методов переработки упорных руд в нашей стране постепенно расширяется.
В 2017 году о запуске собственного автоклава в Челябинской области объявила «Южуралзолото группа компаний» (ЮГК). Однако ЮГК — крайне закрытая структура, и детали проекта неизвестны. Специалисты предприятия искали оптимальную технологию переработки руды Березняковского месторождения с 2004 года, положительные результаты по извлечению драгметаллов с применением автоклавного выщелачивания получили в 2010 году. Речь идет об их собственной разработке, поясняет председатель Союза золотопромышленников Российской Федерации Сергей Кашуба, но, если технология основана на высокой температуре и высоком давлении, ее по праву можно называть автоклавной.
В Хабаровском крае компания «Хайланд Голд Майнинг» отрабатывает добычу золотого концентрата на Белогорском месторождении методом чанового выщелачивания в бедных кварцитовых рудах.
Следующий год может стать переломным для российской золотодобычи: с запуском автоклава «Петропавловска» и амбициозными планами «Полиметалла» на рынке возникает новая реалия. Наличие упорных руд в запасах всегда снижало инвестиционную привлекательность компаний, но когда появятся альтернативы для переработки и сложится рынок, наступит эпоха упорных руд.
Это обеспечит дальнейший рост золотодобычи в России.
«Полюс» договаривается с бактериями
В биоокислении (BIOX) заняты живые бактерии, которые «разъедают» минералы. Эта технология переработки упорных руд также очень популярна, особенно в Китае, где 8 установок (и ни одного автоклава). Основная проблема в том, что для каждого типа руды нужно подбирать свой комплекс бактерий, технология не универсальна. «Почему бактериальные инфекции самые страшные? Никто не знает язык бактерий! Так и здесь: никто не знает, почему бактерии хотят или не хотят окислять золото в определенных типах руд», — поясняет Сергей Кашуба.
Технологическая схема переработки руды с помощью бактерий состоит из четырех стадий: дробление (
10 мм); собственно бактериальное выщелачивание; извлечение золотосодержащих остатков из бактериальных растворов; гидрометаллургическая переработка с извлечением золота.
Измельченная руда помещалась в перколяторы (емкости, позволяющие циркулировать активному раствору), где на нее в течение 110-115 суток воздействовал бактериальный раствор. В сообществе бактерий состояли Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, а также археи рода Ferroplasma.
Основные положения биотехнологии были разработаны в СССР в 70-80 годы прошлого столетия.
С 2000 года технологию биогидрометаллургической переработки массово применяет одна из крупнейших российских золоторудных компаний «Полюс» на Олимпиаднинском месторождении в Красноярском крае.
Первая в России промышленная биогидрометаллургическая установка «Био-1» состояла из пяти линий по шесть реакторов емкостью 450 м3 каждый. Реакторы и перемешивающие устройства разработаны и изготовлены собственными силами компании. Цех перерабатывает 3 млн тонн руды в год.
«Полюс» сполна испытал на себе капризы бактерий. В 2010 году именно «пассивность» бактерий на Олимпиаде завалила «Полюсу» годовой план по производству.
С тех пор компании удалось найти с бактериями общий язык, комплексы «Био-2» и «Био-3 на Олимпиаде преодолели проблемы.
В 2018 году «Полюс» запустил дополнительный цикл биоокисления («Био-4»), чтобы по максимуму перерабатывать золотой концентрат своими силами, а на продажу поставлять только новый продукт — золотосурьмяный концентрат.
За 9 месяцев 2018 года объем производства концентрата на Олимпиаде по сравнению с аналогичным периодом прошлого года вырос на 34% и составил 95 тыс. тонн. Объем золота в концентрате увеличился на 44%, до 205 тыс. унций (в том числе товарного золота в проданном концентрате — 152 тыс. унций), объем сурьмы в концентрате составил 20 тыс. тонн.
Сурьмяный проект «Полюс» запустил только в 2018 году, продажи золотосурьмяного концентрата за границу начались в мае. Покупатели нашлись в Китае и Южной Корее. Ранее «Полюс» также говорил, что поставлял концентрат российским переработчикам, но долю Российской Федерации в поставках не раскрывал.
Одновременно «Полюс» начал разработку расположенного рядом «Благодатного» и приступает к разработке крупнейшего в России золоторудного месторождения «Сухой Лог» в Иркутской области, запасы которого оцениваются в 1950 тонн металла.
Упорные руды золота и серебра и проблемы их рационального использования
Основой технологии извлечения благородных металлов из руд является цианистый процесс, посредством которого добывается до 90 % золота и значительное количество серебра. Существует, однако, категория так называемых упорных руд, цианирование которых либо вообще невозможно, либо характеризуется низкими показателями извлечения металлов. Такие примеры достаточно типичны для золотодобывающей промышленности практически всех стран, являющихся основными производителями золота и серебра из рудного сырья, в том числе и для России, а также других республик бывшего СССР (Узбекистан, Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан, Армения). Таким образом, проблема рационального использования упорных руд золота и серебра не знает территориальных границ, и значимость ее с каждым годом постоянно возрастает.
Решением данной проблемы в настоящее время занимаются многочисленные научные центры и предприятия золотодобывающей промышленности в различных странах. В Российской Федерации ведущая роль в этом плане принадлежит институту «Иргиредмет» (ранее «Гинзолото»), который располагает большим опытом исследований в области технологии извлечения золота и серебра из упорных руд, и длительные годы координировал работы данного профиля в системе цветной металлургии СССР.
Первые исследования по упорным рудам золота и серебра относятся к 30-40 годам прошлого столетия и связаны, главным образом, с выявлением причин низкого извлечения золота из руд на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ). Исследования упорных руд наибольшее развитие получили с начала 60-х годов, после того, как Иргиредмет был определен ведущим научно-исследовательским центром страны по золотодобывающей и алмазной промышленности, и в институте была создана специализированная лаборатория обработки руд благородных металлов. Большинство исследований по упорным рудам того периода и в последующие годы проводилось под руководством и при участии автора, занимающегося данной проблемой с 1955 г. В этих исследованиях принимала и принимает участие большая группа специалистов института, многие из которых по результатам выполненных исследований подготовили и успешно защитили диссертационные работы. Постоянную помощь Иргиредмету в проведении исследований и подготовке кадров высокой квалификации по данному направлению оказывал профессор Иркутского горно-металлургического (политехнического) института И.К Скобеев.
В результате исследований, которыми охвачены практически все известные в настоящее время технологические типы и разновидности золото- и серебросодержащих руд, сформировано общее представление об упорных рудах как об особой категории минерального сырья, предложены система технологической классификации и методика экспрессной технологической оценки руд; сформулированы основные принципы обогащения и металлургической переработки упорного золоторудного сырья. Эти принципы положены в основу соответствующих технологических разработок Иргиредмета, реализованных в промышленности, а также в проекты реконструкции действующих или строительства новых золотодобывающих предприятий.
Известно, что главную проблему для золотодобывающей промышленности представляют руды и концентраты, содержащие тонковкрапленное золото и серебро в сульфидах (в основном, пиритные и мышьяково-пиритные руды). По оценке экспертов доля указанных руд составляет более 40 % мировых запасов золота в недрах. Для таких материалов Иргиредметом разработаны и предложены к реализации технологические схемы, основанные на применении цианистого процесса после предварительного механического (тонкий и сверхтонкий помол), биогидрометаллургического (бактериальное выщелачивание) и термохимического (обжиг) вскрытия золотосодержащих сульфидов. Эти технологии апробированы в полупромышленных и опытно-промышленных масштабах на рудных концентратах Дарасунского, Олимпиадинского, Нежданинского (РФ), Бакырчикского (Казахстан), Кокпатасского (Узбекистан), Зодского (Армения) и других месторождений СССР и положены в основу технологических регламентов на проектирование промышленных предприятий.
По научным и технологическим разработкам Иргиредмета на базе руд Сарылахского месторождения (Якутия) создано производство высококачественных золото-сурьмяных концентратов, позволившее полностью обеспечить потребности страны в сурьме. На Олимпиадинском месторождении (ЗАО «Полюс») по регламенту Иргиредмета впервые в СССР была внедрена технология бактериального выщелачивания.
Весьма существенным является вклад института «Иргиредмет» в развитие отечественной промышленности по переработке серебряных и комплексных золото-серебряных руд, которые в большинстве своем могут быть отнесены к категории технологически упорных (месторождения Карамкен, Дукат, Хаканджинское и др.). На построенной по разработкам Иргиредмета Карамкенской фабрике впервые в мире реализован процесс двухстадиальной ионообменной сорбции золота и серебра. Для серебряных концентратов Дукатского ГОКа и марганцовистых золото- серебряных руд Хаканджинского месторождения разработаны и рекомендованы к проектированию эффективные, не имеющие аналогов в мире, гидрометаллургические варианты извлечения благородных металлов с использованием нецианистых растворителей (тиокарбамид, растворы сульфата железа).
Типичным примером реализации разработок Иргиредмета в области переработки упорных глинистых золотых руд является освоение, впервые в мировой практике, процесса раздельного цианирования песков и шламов на самой крупной в России Куранахской ЗИФ в Якутии.
Все перечисленные выше технологические исследования Иргиредмета выполнены на уровне лучших мировых достижений и в целом высоко оценены научной и технической общественностью как внутри страны, так и за ее пределами.
Общая характеристик упорных золотых и серебряных руд как особой категории минерального сырья
Благодаря своим физико-химическим свойствам и способности к миграции золото достаточно широко распространено в природе: оно присутствует как в литосфере (темная кора, мантия земли), так и в гидросфере (морская водя) и биосфере (растительный мир). Практически неисчерпаемым источником первичного золота являются воды мирового океана (минерализованная часть гидросферы), хранящие в себе миллионы тонн металлов. По имеющимся статистическим сведениям средняя концентрация золота в морской воде оценивается величиной 5 мг/м3, достигая в отдельных участках (прибрежные воды США, Японии и других стран) 10-20 к даже 60 мг/м3. Это послужило основанием для постановки широких исследований по изучению генезиса и топографии распространения золота в морской воде и изысканию промышленных способов его извлечения. Можно предположить, что уже в первой половине XXI века использование вод мирового океана с целью извлечения золота получит, наконец, практическое развитие. А до этого времени основным и фактически единственным сырьевым источником получения золота (так же, как и серебра) остаются руды дислоцирующихся в земной коре коренных и россыпных месторождений.
Перспективы увеличения рудной золотодобычи в РФ в значительной мере связаны с вводом в строй Ленского золоторудного комбината (Иркутская область), сырьевой базой которого является крупнейшее в мире месторождение Сухой Лог.
Существенное значение в плане роста рудной золотодобычи придается и освоению малых месторождений рудного золота с использованием капитало- и энергосберегающих металлургических технологий например, кучного цианистого выщелачивания.
Реализация намеченной программы позволит приблизить объем добычи рудного золота в Российской Федерации к добыче металла и песков с последующим увеличением доли рудного золота в металлургическом балансе страны до 60-80 %. Таким образом, в недалекой перспективе золотосодержащие руды коренных месторождений станут основным сырьевым источником добычи золота в стране, что. в частности характерно для мировой золотодобывающей промышленности в целом.
Указанное обстоятельство обуславливает особую значимость работ, связанных с проблемой рационального использования золоторудных месторождений, включая и такой важный аспект проблемы, как извлечение золота, серебра и других сопутствующих полезных компонентов из так называемых «упорных» руд, трудно поддающихся обработке традиционными (для золотодобывающей промышленности) методами обогащения и металлургии.
Термин «упорные золотые руды» (Refractory Coid Ores) существует уже много лет, однако и сегодня отсутствует единая точка зрения по вопросу о том, что же все-таки следует подразумевать под технологической упорностью золоторудного сырья. В значительной степени это связано с тем, что одна и та же золотая руда, проходя через ряд последовательных технологических операций, составляющих в совокупности схему ее переработки, совершенно по-разному проявляет свои свойства, в частности, технологическую упорность, на каждом из указанных переделов. Так. например, руда, содержащая золото в тесной ассоциации с сульфидами (пиритом, арсенопиритом и др.), в принципе довольно легко подвергается флотационному обогащению. Наоборот, та же руда или получаемые из нее концентраты в случае переработки их цианированием или плавкой могут оказаться чрезвычайно упорными в технологическом отношении. Точно так же руда может быть легко цианируемой, но труднo поддающейся флотации, легко флотируемой, но трудно измельчаемой и т.д. Учитывая вышесказанное и опираясь на опыт собственных исследований, автор предлагает оценивать технологическую упорность любой руды по поведению этой руды в каком-то одном, наиболее важном базовом технологическом переделе, определяющем итоговые показатели извлечения металла в конечную товарную продукцию обогатительно-металлургического цикла.
Таким образом, в качестве одной из основных предпосылок, формирующих представление об упорных рудах, в частности, золото- и серебросодержащих, является вопpoc о том, какой из технологических переделов обработки указанных руд может и должен быть принят в качестве базового.
Проведенный нами анализ работы большой группы отечественных и зарубежных предприятий, осуществляющих извлечение драгоценных металлов из рудного сырья, показал, что существенное влияние на определение базового передела в технологии обработан золотосодержащих руд оказывает ценностное соотношение в рудах золота, серебра и других полезных компонентов.
Исходя из существующих требований комплексного использования сырья и высокой товарной ценности золота как металла, к категории золотосодержащих, как правило, о относят руды с очень широким диапазоном концентраций Au: от сотых долей (попутная добыча) до 5-10 г/т и выше. При этом относительная ценность золотя в рудах (qАu) может колебаться от 0,005-0,01 (0,5-1 %) до единицы (100 %). Совершенно очевидно, что подходить к таким рудам с одинаковой меркой при определении их технологических свойств и, в частности, их технологической упорности, было бы неправомочным. С этих позиций нами рекомендовано подразделять все золотосодержащие руды, в зависимости от величины qAu, на 3 категории, именуемые технологическими классами:
«Золото» за упорство
Итоги года в золотодобыче
Наличие упорных руд в запасах всегда снижало инвестиционную привлекательность компаний, но сейчас российский рынок на пороге переломного момента: с запуском новых перерабатывающих мощностей упорные руды могут стать настоящим мейнстримом.
Работа под давлением
Упорной называется руда, из которой золото не может быть извлечено с помощью традиционных технологий. По оценке Global Mining Research, сейчас почти треть золота в мире производится с дополнительными этапами переработки, такими как автоклавы (18%), окислительный обжиг (7%), BIOX (3%) и сверхтонкое измельчение (3%).
Первое автоклавное предприятие по переработке золотосодержащих руд было запущено в 1985 году. Сейчас в мире 15 комплексов POX, включая проекты на стадии развития. Их суммарные мощности, по подсчетам Global Mining Research, порядка 4 млн унций золота.
В России пионером автоклавной технологии был Polymetal, запустивший свой Амурский ГМК (АГМК, Хабаровский край) в 2012 году. Компания на нескольких месторождениях, сильно разбросанных географически, добывает упорную руду и производит из нее золотосодержащий концентрат. Часть концентрата вместе с покупным сырьем перерабатывает на АГМК, часть отправляет на экспорт.
Идея ТГМК, прежде всего, связана с покупным концентратом, рынок которого активно формируется, говорил в сентябре глава Polymetal Виталий Несис. Это особенно актуально в свете возможного ввода запрета на экспорт концентратов драгметаллов. У Polymetal же, напротив, даже был опыт переработки импортного концентрата.
В начале декабря после нескольких лет ожидания Petropavlovsk запустил переработку концентрата на своем первом автоклаве. Для компании это имеет первостепенное значение, ведь почти половину ресурсов Petropavlovsk составляет золото в упорных рудах (9,6 млн унций, напомнили в компании). Выпуск первого товарного золота из упорной руды ожидается в I квартале 2019 года. На втором автоклаве идет горячая пусконаладка, запустить третий и четвертый автоклавы Petropavlovsk планирует во II квартале 2019 года. Концентрат для загрузки автоклава Petropavlovsk производит на Маломыре, две линии флотации там уже работают на полной мощности. По итогам 2018 года производство концентрата, прогнозирует Petropavlovsk, составит порядка 40 тыс. тонн, содержащих 50 тыс. унций золота.
Следующий год может стать переломным для российской золотодобычи, считает Сергей Кашуба: с запуском автоклава Petropavlovsk, часть мощностей которого наверняка будет доступна для загрузки сторонним сырьем, и амбициозными планами Polymetal на рынке возникает новая реалия. Наличие упорных руд в запасах всегда снижало инвестиционную привлекательность компании, но когда появятся альтернативы для переработки и сложится рынок, наступит эпоха упорных руд.
Язык бактерий
Сурьмяный проект «Полюс» запустил только в 2018 году, продажи золотосурьмяного концентрата за границу начались в мае. Покупатели нашлись в Китае и Южной Корее. Ранее «Полюс» также говорил, что поставлял концентрат российским переработчикам, но долю РФ в поставках не раскрывал.
У исторически российской компании Nordgold есть свой комплекс BIOX на руднике Суздаль (Казахстан) с производством порядка 90 тыс. унций золота в год.
Рынок высокой концентрации
Итого комплексов по переработке упорного сырья в России пока раз-два и обчелся. Тем временем предложение российских упорных золотых концентратов продолжает расти, появились новые материалы из Красноярского края, Якутии и Амурской области, отмечает рыночный тренд Polymetal. Согласно внутренней оценке компании, в настоящее время производство золотых упорных концентратов в России составляет около 400 тыс. тонн, в следующем году прогнозируется рост на четверть, до 500 тыс. тонн и выше. Союз золотопромышленников РФ ожидает производство золота в концентратах по итогам 2018 года в объеме около 250 тыс. унций.
В 2018 году российский рынок золотосодержащих концентратов был в большей степени направлен в сторону экспорта, отмечает «Полюс». В России, напоминает компания, ограниченное количество переработчиков упорных руд (в том числе золото-сурьмянистых), к тому же у них существуют ограничения по качеству сырья. Тем временем на рынке Китая приемлемые цены и практически неограниченный спрос.
На самом деле, далеко не все сырье можно перерабатывать в России, поясняет Сергей Кашуба. Например, мощностей для переработки золотосурьмяного концентрата «Полюса» и GeoProMining или полиметаллических концентратов Highland Gold в стране нет.
«Высочайший» (GV Gold) в 2017 году запустил Тарынский ГОК в Якутии, который в том числе производит флотационный концентрат. В 2018 году весь произведенный концентрат был реализован на внутреннем рынке отечественным компаниям, рассказали в GV Gold (речь идет примерно о 29 тыс. унций золота в концентрате по итогам года). Несмотря на это, компания внимательно следит за инициативами чиновников по экспорту концентратов и включение концентратов в список стратегически важных товаров считает одним из самых знаковых событий года.
Пару лет назад была достаточно популярна идея единого центра переработки сложнокомпонентных руд и концентратов упорных руд в Якутии. Эту инициативу как раз активно поддерживал «Высочайший» и готовы были рассмотреть несколько других инвесторов Тарына (разные участки в пределах Тарынского рудного поля принадлежат разным компаниям) и ГРК «Западная».
За два года подвижек в создании якутского кластера не произошло. Сергей Кашуба, например, всегда отмечал сложность этой идеи с точки зрения энергетики, логистики и территориального разброса упорных месторождений Якутии. К тому же упорные руды сильно отличаются от месторождения к месторождению, в этом камень преткновения многих инициатив по кооперации (например, биржи концентратов).