Современные технологии добычи золота и новые методы его получения
В древности добыча золота была очень проста. Не требовались ни особые знания, ни сложное производство, чтобы его получить. Использовали ручной метод извлечения его из песка, промывая песок или просеивая его на ветру. Частицы драгоценного металла, обладая высокой плотностью (19,28 г/см³), легко отделялись от крупиц песка с плотностью всего 2,2-2,7 г/см³.
Первые золотые прииски в России были открыты на Урале только в 1814 году, но настоящая золотая лихорадка охватила страну в 1830-1860 гг. С открытием сибирского золота Россия быстро обогнала все другие страны по его производству. Золотодобыча в России составляла в 1852-1860 гг. от 200 до 290 т ежегодно. И только после открытия россыпей Калифорнии и Австралии удельный вес России в производстве золота начал снижаться. Весь процесс добычи золота проходил в то время вручную. Этим способом могли заниматься и несколько человек, и одиночки, поскольку в технике тогда не было необходимости, так как золото лежало на поверхности.
Современное положение дел
Где и как добывают золото сегодня? Желтый металл в наши дни добывается более, чем в 70 странах современного мира, при этом самые крупные золотые прииски находятся в ЮАР, Австралии, России, Канаде и Америке. Тем не менее первое место по производству золота в мире занимает Китай, где добывают золото в количестве около 500 т в год на сегодняшний момент. Россия занимает второе место по объемам производства золота после Китая, обогнав Австралию, которая еще год назад находилась впереди нее. Для сравнения: добыча золота в Южной Африке в прошлом году составила всего 140 т.
Теперь, когда неотработанных россыпей практически не осталось, золото добывают путем разработки коренных месторождений.
Поскольку россыпные месторождения в основном уже отработаны, и в настоящее время способ добывать золото таким путем считают отмирающим, там, где извлечение металла еще ведется, оно осуществляется при помощи драг и кустарным методом, а развитие технологий в этом направлении не предусматривается. Тем не менее мелкие золотые прииски пока еще можно найти в Иркутской и Магаданской областях, а также в небольших количествах на Кольском полуострове и в Карелии.
Существует еще один источник, откуда можно взять золото, – это переработка вторичного сырья, в составе которого находится какая-нибудь деталь из этого металла. Это новый и очень перспективный метод современной золотодобычи.
Объемы производства золота и его добычи различаются за счет того, что для в первом случае часто используется вторичное сырье, или золотосодержащий лом.
Способы добычи золота
Как добыть золото, снижая затраты на его извлечение из породы, а не увеличивая их, – эта цель уже многие десятилетия побуждает ученых искать новые, нестандартные способы получить драгоценный металл из руды. Так ими был обнаружен способ микробиологического извлечения золота из бедных руд и россыпей.
Для этой цели могут применяться бактерии, называемые Thiobacillus ferrooxidans. С их помощью в России уже существуют технологии выщелачивания золота из концентратов перед их цианированием, что позволяет избежать дорогостоящего процесса обжига, а значит, и предотвратить загрязнение воздуха ядовитыми испарениями соединений мышьяка.
А канадские ученые обнаружили, что бактерия Delftia acidovorans содержит в себе вещество, извлекающее металл из раствора. Микроорганизм делает это, чтобы оградить себя от токсичных для нее ионов золота. Бактерия Cupriavidus metallidurans, наоборот, забирает его внутрь себя. Исследования показали, что бактериям, накапливающим золото в себе, удается избежать отравления за счет их собственной природы.
Пока наиболее современным методом добычи металла из руд является выщелачивание цианидом натрия. Способ дает возможность перевести золотые частицы в водорастворимые цианистые соединения и выделять их с помощью, например, порошка цинка. Это позволяет извлекать остатки металла из заброшенных разработок, шламов и отходов горнорудной промышленности, что значительно повышает рентабельность производства.
Прежде добыча золота из руд происходила путем амальгамирования. Этот способ основан на свойстве ртути смачивать металл, не растворяя его. В бочку помещали ртуть и встряхивали в ней мелко раздробленную золотосодержащую породу, что позволяло отделить золото от шламов путем прилипания частиц драгоценного металла к ртути. Затем вещество нагревали до выпаривания. Однако высокая токсичность данного способа и неполное извлечение золота за счет слабого смачивания мельчайших частиц ртутью являются недостатком этого метода.
Недавно в Китае была опубликована информация о том, что китайские ученые запатентовали новый экологически чистый реагент для выщелачивания золота и серебра без цианида. Формула реагента не раскрывается, известно только его название Flotent GoldSC 570. Цена экологически чистого реагента в настоящий момент в полтора раза превышает цену на цианид, однако по всем расчетам, учитывая затраты на организационные процессы по обеспечению безопасности цианистой технологии, использовать новый реагент все равно будет намного выгоднее, чем небезопасный цианид натрия.
В 2016 году в России уже протестировали Flotent GoldSC 570 на пробах руды с месторождения «Савкино». Результаты оказались положительными, извлечение золота новым реагентом было выше на 12%.
Однако это не самая удивительная новость из мира науки. Ученые Амурского научного центра доказали, что в каждой тонне сжигаемого в котельных угля содержится около 1 г настоящего золота. Они утверждают, что даже одна котельная способна стать источником от 5 до 10 кг драгоценного металла за зиму. Свою идею исследователи уже опробовали на опытной установке и, получив впечатляющие результаты, хотят создать и запустить промышленный ее аналог. Для этого они обратились за помощью в фонд «Сколково» и теперь ждут оттуда решения.
О том, что угли содержат золото, было известно еще в прошлом веке, однако то, что выделение золота из продуктов сжигания угля может быть высокорентабельным, стало известно только в наше время.
Оборудование для добычи золота
Добытчики золота вынуждены пользоваться большим количеством разнообразного оборудования, которое подразделяется, в зависимости от цели его использования:
- на буровую технику для разведки ископаемых – установки, станки, долота, коронки, забурники;
- на прочее оборудование для разведки, например, концентраторы, лотки, промывочные приборы, сита, шлюзы;
- на горное оборудование, куда входят буровые станки, насосы, трубы
- на технику для открытых горных работ и подземных работ;
- на обогатительное оборудование для россыпей, куда входят драги и промывочные приборы, и т. д.
Еще недавно залежи золота располагались очень близко к поверхности земли, поэтому легко извлекались, что позволяло осуществлять добычу золота вручную. Довольно часто можно было найти на берегу реки самородок – камень, состоящий из слитка чистого металла. Старатели тогда бродили вдоль рек с лотками, чтобы самым простым путем намыть золото. Сейчас процесс извлечения промывкой вновь становится актуальным, и люди снова хотят знать, как мыть золото. В помощь таким старателям российскими и зарубежными производителями предлагается современное оборудование для поиска и добычи желтого металла.
Так, ими созданы различные приборы для промывки золота производительностью от 4 м³/час до 20,0 м³/час, что делает их очень удобными для организации небольшой добычи. Для промывки металла подобный промприбор устанавливается стационарно с помощью опорных домкратов.
Почти каждый год появляются сведения о том, что разработан новый моющий прибор для россыпного золота. Некоторые российские фирмы-производители утверждают, что их промышленные устройства позволяют извлечь золото без потерь за счет замкнутого цикла добычи, поскольку промприбор для промывки имеет специальный бак для оборотной воды, что позволяет старателю вести работу вдали от водоема.
Промприбор для добычи золота может применяться как в малом, так и в промышленном масштабах. Его можно купить в специализированных магазинах или в интернете либо взять в аренду.
В последнее время растет популярность метода поиска золота металлодетекторами, поскольку данный путь доступен даже для ребенка, женщин или пенсионеров. Он позволяет получить самородок весом от 2 до 20 г.
Драги и минидраги
На рынке оборудования существуют различные варианты драг. Минидраги с производительностью от 1,5 до 20 м³/час применяются старателями за рубежом уже более 30 лет на россыпях Аляски, Южной Африки, Канады и Америки. Особенно много вариантов драг предлагается китайскими производителями. Некоторые драги имеют датчики благородных металлов, могут подавать световые сигналы наличия или отсутствии золота в пульпе, а также способны построить график соответствия места поиска драгоценного металла его концентрации в породе.
Скопления благородного металла расположены также в глубоких участках русла реки, потому что это тяжелый металл. Такие скопления называют гнезда или котлы. В этих местах содержание золота может достигать сотни граммов на кубометр воды. Специально для таких подводных залежей разработаны портативные электрические всасывающие драги, работающие бесшумно от электродвигателя, причем эти механизмы незаметны даже с воздуха.
Существуют и другие неплохие устройства для промывки, сортировки и добычи золота, например, американский Goldfield Explorer 2. Однако следует учитывать, что в условиях санкций и сложной международной обстановки разумнее пользоваться российскими механизмами, для которых не будет проблемой найти запчасти или мастерскую по ремонту техники.
Источник
Техника для добычи золота открытым способом
Технологии отработки россыпных месторождений золота .
Обзор спецтехники для открытой золотодобычи
Бизнес-справочник «НЕДРА. Твердые полезные ископаемые — 2013»
Разработка месторождений открытым способом занимает лидирующие позиции в мире. Сегодня почти две трети всех месторождений разрабатываются именно таким образом. В России открытым способом добывается более 60 % объема угля, 91 % объема железных руд и более 60 % объема руд цветных металлов.
На Дальнем Востоке открытый способ добычи полезных ископаемых чаще всего применяется при разработке россыпных месторождений благородных металлов. Неглубокое, до 30 метров, залегание россыпей, сложные условия вечной мерзлоты – все это делает выбор этого способа разработки россыпей на Дальнем Востоке оптимальным.
Открытый способ имеет ряд существенных преимуществ. Главное — это более высокая степень извлечения полезных ископаемых и относительная простота разработки месторождения. Кроме того, открытая разработка месторождений снижает себестоимость добычи и позволяет в случае необходимости относительно легко увеличить производственную мощность предприятия. В зависимости от вида оборудования, которое применяется при подготовительных и добычных работах, различают несколько вариантов открытой разработки россыпных месторождений: бульдозерная, экскаваторная, экскаваторно-бульдозерная и скреперная. Но вне зависимости от варианта разработки комплекс процессов включает в себя одинаковый набор видов работ — предварительные, горно-подготовительные и добычные работы, и в завершение — рекультивация земель.
При подготовке участка к добыче производится комплекс работ, который включает в себя вырубку и корчевание леса в пределах участка, удаление технических и хозяйственных построек, устройство подъездных дорог и прочее. На этих работах горнодобывающие предприятия применяют в основном средние и легкие бульдозеры. Чаще всего это машины отечественного производства марок Четра (Т-15.01) и ЧТЗ (Т-130).
Бульдозеры этого класса имеются в парках многих предприятий — ЗАО «Хэргу», ОАО «Прииск Соловьевский» (Амурская область), артель старателей «Сияние» (Чукотка), артель старателей «Пламя» (Республика Саха (Якутия) и др. Очень часто предварительные работы, если участки мало залесены, совмещают с горно-подготовительными работами (вскрытие россыпи, вскрышные работы). Горно-подготовительные работы включают в себя осушение участка, вскрышные работы, отвалообразование. Они производятся для подготовки полигона к разработке собственно продуктивного слоя россыпи, и их основная задача — удалить пустые породы и обеспечить комфортные условия промывки «песков».
Работы по осушению россыпи
Работы по осушению россыпи при открытой разработке – один из важнейших моментов. Они обеспечивают возможность высокопроизводительной работы выемочных машин и предупреждают потери и разубоживание. Осушение производят обычно при помощи канав. Наиболее эффективные машины для проходки этих выработок – небольшие экскаваторы с обратной лопатой. Так, ГК «Золото Верхоянья» использует экскаваторы ЭО-4121, а ЗАО «Хэргу» – Doosan. Но чаще всего для этого вида работ используются те же средние и тяжелые бульдозеры. К примеру, ЗАО «Хэргу» – Четра Т-35.01, ЧТЗ Т-170; «Сусуманзолото» – Komatsu Д10, Д11; ГК «Майская»– Четра Т-35.01; «Золото Верхоянья» – ЧТЗ Т-170 . В условиях вечной мерзлоты большое значение при выемочных работах имеет предварительное рыхление пород. В этом случае иногда применяют буровзрывные работы или механическое рыхление мощными тракторами с навесным оборудованием.
Наиболее трудоемким и техникоемким процессом при открытом способе являются вскрышные работы. Объем их в зависимости от глубины разработки может достигать 90 % общего объема перерабатываемой горной массы. Основная задача вскрышных работ – удаление так называемых «торфов» (пород, не содержащих полезные ископаемые) и организация доступа добычной техники к продуктивному слою россыпи. Именно в процессе переработки этого слоя и добываются искомые полезные ископаемые. Мощность слоя «торфов» может достигать значительных размеров (от 2-5 до 20-50 метров). Если же месторождение расположено в условиях вечной мерзлоты, не обойтись без тяжелой горной техники.
Однако большинство разрабатываемых россыпей на Дальнем Востоке имеют небольшие площади и небольшую мощность слоя «торфов». Для вскрыши продуктивного слоя россыпи на таких участках не требуется значительных перемещений объемов пустых горных пород. В этих случаях горнодобывающие предприятия для вскрышных работ применяют только тяжелые бульдозеры, часто с навесным оборудованием, для предварительного рыхления. Если раньше все предприятия использовали для этих работ исключительно отечественную технику, такую как ДЭТ250 и Т500, то сейчас она осталась лишь у небольших предприятий (артель старателей «Пламя»). В основном же дальневосточные недропользователи на вскрышных работах используют мощные бульдозеры японского (Komatsu) и американского (Caterpillar) производства. Мощные и надежные, они прекрасно справляются с поставленными задачами. Значительную роль при выборе техники этих производителей имеет налаженная поставка запчастей и инженерный сервис через российские представительства компаний-производителей.
К примеру, парк тяжелых бульдозеров ОАО «Сусуманзолото» составляют Komatsu D-375. Другие предприятия Магаданской области также отдают предпочтение тяжелой технике этой марки. Например, «Магаданская горная компания», ГК «Майская», ООО «Гран» используют различные модификации бульдозеров Komatsu D-375 и D-475.
В Якутии, в схожих с магаданскими климатических и горно-геологических условиях, тяжелые бульдозеры Komatsu D-375 и D-355 работают на полигонах ОАО «Нижнее-Ленское» и ЗПК «Золото Верхоянья». В Амурской области бульдозеры этой марки применяются ЗАО «Хэргу» и ОАО «Прииск Соловьевский». Еще одной маркой тяжелых бульдозеров, пользующейся спросом у горнодобывающих предприятий Дальнего Востока, является Caterpillar (США). Бульдозеры этой марки работают на полигонах артелей старателей «Сияние» (Чукотка), «Аметистовое» (Камчатка), ОАО «Корякгеолдобыча» и других.
При больших площадях вскрышных работ, мощном слое «торфов», требующих перемещения значительных масс горной породы, при вскрышных работах применяется экскаваторный метод разработки. В подобных случаях часто оказывается целесообразным применение транспортных схем, основанных на использовании мехлопат (экскаваторов) и автотранспорта. Как правило, речь идет о тяжелых шагающих экскаваторах и мощных самосвалах. И здесь уже преимущество у отечественной техники и техники из стран СНГ. Это шагающие экскаваторы ЭШ 545 и ЭШ 1070 (ОАО «Прииск Соловьевский»), карьерные самосвалы БелАЗ, МоАЗ (ОАО «Прииск Соловьевский», ГК «Майская», ОАО «Корякгеолдобыча»).
В добычные работы при открытой разработке россыпных месторождений входят: переработка продуктивного слоя россыпи («песков»), доставка их на обогатительную установку или фабрику и уборка хвостов обогащения. Основная добычная машина при разработке мерзлых россыпей – бульдозер. Ведь в основе добычных работ при этом виде россыпей лежит послойная выемка оттаявшего (взрыхленного) слоя по всей площади разработки. Бульдозеры позволяют производить послойную выемку при толщине оттаявшего слоя всего в 5-8 см. Применение мощных бульдозеров типа Komatsu D-375 и подобных им, с навесным рыхлительным оборудованием, позволяет ускорить выемку как оттаявшего, так и мерзлого грунта. К тому же, экономически целесообразно при добычных работах использовать ту же технику, что применялась при горно-подготовительных работах (на вскрыше).
Применение экскаваторов при добычных работах возможно лишь на талых «песках». Впрочем, и бульдозеры, и экскаваторы при проведении добычных работ играют вспомогательную функцию – обеспечение бесперебойной работы обогатительно-перерабатывающей техники.
Собственно сама организация добычных работ зависит от принятой технологической схемы промывки «песков» (обогащения). Она может производиться на стационарной обогатительной фабрике либо на переставных промывочных установках. На небольших россыпях наиболее эффективны переставные установки.
Флагманом отрасли по производству таких установок является Магаданский механический завод. Его установки для разработки глинистых и валунистых «песков» применяют горно-добывающие предприятия Дальнего Востока и Сибири. Так, ПБШ-40, ПГШ-50, ГГМ-3 работают на полигонах «Сусуманзолота», ПБШ-40, ГГМ-3 и ГГМ-5 – на ГК «Майская», ООО «Гран» (Магаданская область). Промприборы Магаданского механического завода используются в ОАО «Артель старателей «Амур», ООО «Конго», ЗАО «Корякгеолдобыча», ОАО «Прииск Соловьевский», ОАО «Прииск Усть-Кара», ОАО «НижнеЛенское» и многих других. Простые в обслуживании, надежные и долговечные, эти установки заслужили добрую славу.
Загрузку подготовленной бульдозерами породы в промприбор и загрузку вывозимых в отвалы отработанных песков производят с помощью фронтальных погрузчиков. И в этой группе машин первенство — за импортной техникой. Чаще всего применяются мощные фронтальные погрузчики Komatsu. Например, в ОАО «Сусуманзолото» применяют фронтальные погрузчики WA700 и WA420, в ОАО «Хэргу» — WA600, W600, а в ГК «Майская» — WA380, WA420.
Особым, специальным, методом разработки россыпей является дражный. Он выделен в особый вид открытых горных работ. Ведь драга – основной инструмент по разработке россыпей в этом варианте. Это плавучий горно-обогатительный комплекс, выполняющий весь спектр работ по извлечению и обогащению «песков» продуктивного слоя россыпи, что дает ряд существенных преимуществ: возможность высокопроизводительной работы по поточной технологии, автоматизация добычных и обогатительных процессов, механизация вспомогательных операций. Драга — довольно дорогостоящее оборудование, сложное в транспортировании и монтаже, поэтому применение этого метода целесообразно на россыпях, имеющих большие площади и большие запасы. Хотя производители оборудования не стоят на месте и в последние годы отмечен тренд в сторону производства небольших модульных драг. Они, в силу своей относительно невысокой стоимости и транспортной мобильности, призваны применяться на небольших россыпях. При приобретении драг, как и в случае с тяжелыми экскаваторами и карьерными самосвалами, предприятия выбирают продукцию отечественных производителей. Импортные драги, возможно, и продуктивней, и эффективней, но и значительно дороже. Крупнейшим производителем дражного оборудования в Сибири и на Дальнем Востоке является Иркутский завод тяжелого машиностроения. Производимые им драги длительное время успешно работают на россыпях Иркутской области, Якутии, Бурятии, Читинской и Амурской областей, Хабаровского края, Магадана и Чукотки.
Cчитается, что применение драг в условиях вечной мерзлоты не очень эффективно, но золотодобывающие предприятия Дальнего Востока успешно применяют их в этих непростых условиях. Вот что говорят специалисты артели старателей «Дражник», ведущей работу на юго-востоке Якутии: «…Несмотря на то, что разработка месторождения р. Аллах-Юнь проходит в сложных горно-геологических условиях Якутии, при всей трудоемкости технологического процесса подготовки полигонов к отработке, при их обводненности и вечной мерзлоте дражный способ добычи является наиболее эффективным». С ними наверняка согласятся и представители других предприятий, занимающихся разработкой россыпей в сложных условиях вечной мерзлоты. Применение все более мощной горной техники, совершенствование технологий подготовки полигонов и отработки продуктивного слоя делают этот способ добычи все менее затратным и более эффективным. География его применения постоянно расширяется.
Соловьевский прииск (Амурская область). Заместитель генерального директора Виктор Иванович Бурдинский:
— У нас открытый способ добычи. Во время вскрышных работ приходится перелопачивать огромные объемы породы. Соответственно здесь нужна тяжелая техника. Используем мощные отечественные шагающие экскаваторы ОАО «Уралмаш» — ЭШ 5/45, ЭШ 10/70. Всего их 5 единиц. Драги у нас тоже российские – ЗТМ (Завод тяжелого машиностроения, г. Иркутск), их обслуживанием занимаются несколько бульдозеров Четра Т 11 и экскаваторов Komatsu РС 300. Автотранспорт у нас отечественный.
Как выбираем технику… Все достаточно просто. Три критерия: надежность при использовании в дальневосточных условиях, производительность и мобильность. Технику-то, в принципе, мы можем привезти любую. Но обслуживать ее все равно придется на месте. C этим у нас проблем нет. Даже если в регионе нет сервисного сопровождения от того или иного производителя, мы заранее создаем условия для самостоятельного ремонта. Заключаем долгосрочные договоры и запасаемся запчастями на год-два вперед. Например, с тем же Komatsu работаем через представителей в Хабаровске. Никаких задержек и срывов сроков поставки. А по поводу качества тут и говорить не о чем, на моей памяти только один случай за 20 лет случился, когда нам попалась бракованная деталь. Повторюсь, все высокого качества и всегда в срок, главное – плати.
Мы перепробовали много техники – американский САТ DH9 (не очень новая модель), чебоксарские бульдозеры Т 500 и ДЭТ 250. Но нас не устроила их мощность. В итоге, прислушавшись к мнению наших специалистов, сформировали парк из тех машин, о которых я говорил вначале.
Стабильная работа и хорошая прибыль дают возможность приобретать практически любую необходимую нам технику. В отличие от малых артелей можем купить машины и подороже, но такие вложения себя оправдывают. Что касается китайской техники, то мы ее не пробовали, поэтому ничего не могу сказать. Возможно, в будущем мы и перейдем на нее, но пока нас устраивает японская. И, само собой, отечественная техника. Без наших шагающих экскаваторов ЭШ — никуда.
Березитовый рудник (Амурская область). Технический директор Денис Владиславович Вавилов:
— На Березитовом руднике применяется открытый способ добычи золота. Соответственно нам не обойтись без обширного парка мощной карьерной техники, большинство которой иностранного производства. Так, гидравлические лопаты у нас почти все японского производства — это Hitachi 1200 и Komatsu 1250. Также мы используем российские ЭКГ 5. Основу нашего автотранспортного парка составляют самосвалы БеЛаз и CAT (Caterpillar). Белорусские машины имеют грузоподъемность 45, а американские 55 тонн. Что касается вспомогательной и бульдозерной техники, опять же, на руднике эксплуатируются САТ (бульдозеры D9R,колесные погрузчики CAT-980) и Hitachi (малые вспомогательные экскаваторы). А вот грейдеры мы используем отечественные.
В переработке у нас преимущество отдано оборудованию американских производителей. Стоит оговориться, что есть техника, состоящая на 100 % из оригинальных фирменных агрегатов (например, дробилки Terex), так и техника, в которой применены узлы – аналоги. Например, фабрика по переработке сырья у нас была завезена из-за рубежа, но ее монтаже полностью использовались металлоконструкции местного производства. В процессе, при замене каких-то деталей, узлов и механизмов мы можем применять и аналоги российского производства. Мельницы и насосы у нас только американские.
В выборе техники мы ориентируемся главным образом на доступность обслуживания и приспособленность техники к конкретно нашим условиям. У «американцев» и «японцев» качество очень высокое, да и ремонтировать их можно достаточно быстро, ведь в область идут прямые поставки запчастей, а также существуют фирменные сервисные центры, готовые обслужить по гарантии технику «Березитового рудника». БелАЗы – машины простые и понятные, ремонтировать их можно, как говорится, «в поле». Еще одно преимущество — импортный,мощный и надежный двигатель.
Сегодня, кстати, наших золотодобытчиков активно соблазняют использовать китайскую технику. В качестве аргументов «за» приводят доступность и идентичность (тот же китайский Shantui полностью скопирован с японского Komatsu). Я скептически к этому отношусь. Не спорю, покупка этих «клонов» в рамках тендерной системы кажется изначально выгодной. Но собственный опыт показывает – ресурс у «китайцев» до 3-х раз ниже и ломаются они чаще американской и японской техники. Скупой в этом случае платит дважды, а то и трижды.
К сожалению, не могу рассказать о предпочтениях нашего предприятия в выборе техники для геологоразведки. У нас этим занимается сторонняя организация – «Амургеология» и «Урангео-бурение». Используют они для бурения импортное высокопризводительное оборудование, которое хорошо зарекомендовало себя по всей России.
Источник
