Цианирование и экология

Применяемые на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ) цианистые препараты относятся к категории сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ). Условия их производства, транспортировки, хранения, так же как и приготовление из этих препаратов рабочих растворов, оговариваются специаль­ными инструкциями, строгое соблюдение которых является неотъемлемой частью организации общего технологического процесса. Аналогичные требования предъявляются к концентрированным кислотам, щелочам, сжиженным газам (аммиак, хлор, сернистый ангидрид) и другим химикалиям, используемым в цветной металлургии.

Вместе с тем многолетний опыт золотодобывающей промышленности убедительно свидетельствует о том, что работа с цианистыми растворами менее опасна и для человека, и для окружающей флоры и фауны, по сравнению со многими, в том числе с перечисленными выше ядовитыми веществами такой же группы опасности. Это обстоятельство определяется целым рядом факторов и, прежде всего, условиями самого процесса выщелачивания золота из руд и концентратов. Как правило, для этой цели используют растворы с очень низкой концентрацией цианида (десятые доли грамма на литр и ниже). Процесс осуще­ствляют при комнатной температуре в слабощелочной среде (pH=9-11), которая создается введением в пульпу извести СаО (агитационное выщелачивание), либо извести и каустической соды NaOH (кучное выщелачивание). Указанные реагенты играют роль так называемой «защитной щелочи», предотвращая гидролиз NaCN и выделение в газовую фазу высокотоксичного цианистого водорода HCN. Кроме того, слабощелочная среда практически исключает случаи «химического травматизма» и профессиональных, в том числе аллергических заболеваний, часто имеющих место на предприятиях других подотраслей цветной металлургии.

В этой связи небезынтересно напомнить, что в конце 40-х и начале 50-х годов прошлого столетия трудящиеся на цианистых ЗИФ Балея и других золотодобывающих регионов СССР не пользовались льготами, положенными за работу во вредных условиях, так как работа с цианидами не считалась опасной для здоровья. Они вели длительную и упорную борьбу за право обеспечения указанными льготами, пока, наконец, эти льготы все же не были получены.

В известной статье Т.МакНалти «Заменители цианидов», опубликованной в журнале «Mining Magazine» (№5, май 2001 г.), отмечается, что за весь ХХ век в североамериканской горной промышленности, связанной с производством благородных металлов, было зарегистрировано лишь 3 смертельных случая «возможно (!?) по причине отравления цианидом». Большинство других источников информации свидетельствуют о том, что при соблюдении элементарных правил техники безопасности при работе с цианидами на ЗИФ факты отравления не должны иметь места.

Чрезвычайно важным экологическим аспектом цианистого процесса является возможность полного обезвреживания отработанных технологических растворов до требуемых санитарных норм (ПДК) перед сбросом их в водоемы общего пользования. В настоящее время имеется, по крайней мере 5, хорошо освоенных промышленностью методов детоксикации цианидов в сточных водах: хлорирование, озонирование, разложение сернистым газом или пероксидами (натрия, водорода), биологическое окисление. Все они по существу сводятся к переводу цианидов (CN^-) в малотоксичные цианаты (CNO^-), которые в дальнейшем разлагаются с образованием солей аммония и углекислоты, хорошо усваиваемых растительностью.

Аналогично протекает естественная деградация простых и сложных цианистых соединений под воздействием природных факторов: солнечной радиации, окисления кислородом воздуха, микробиологических и криогенных процессов, которые усиливают действие химических методов очистки циансодержащих стоков, а в ряде случаев и вообще исключают необходимость применения таких методов (Фабрики «Карсон Хилл, «Месквит» в США и др.).

В связи с вышесказанным, природа в районе деятельности ЗИФ с цианистой технологией выглядит гораздо более привлекательной, нежели вблизи металлургических заводов свинцово-цинковой, медной, никель-кобальтовой и, особенно, алюминиевой промышленностей, а отработанные земельные участки, по окончании сроков эксплуатации ЗИФ, легко поддаются рекультивации и ревегетации (восстановлению растительности).

Мировой опыт показывает, что уже после 2-х лет после прекращения производственного цикла следы цианида в почвах практически полностью исчезают и ничто не напоминает о том, что здесь когда-то применялся цианистый процесс. Как подчеркивается в зарубежных монографических изданиях, а также в материалах многочисленных международных конгрессов, конференций и симпозиумов (состоявшихся в последние 10 лет), гораздо большую проблему создают в настоящее время на золотодобывающих предприятиях «кислые дренажи», образующиеся в местах хранения рудных отвалов и хвостов обогащения серусодержащих руд. Именно кислые дренажи способны создавать после себя «мертвые» зоны земли, практически не поддающиеся рекультивации. Поэтому борьба с ними сегодня приобретает особую актуальность.

Серьезное внимание, особенно в зарубежной прессе, уделяется вопросу регенерации цианида из отработанных технологических растворов. К настоящему времени разработаны и апробированы (в том числе и в опытно-промышленных масштабах) несколько вариантов такого рода технологии, известных как процессы AVR, Cyanisorb, AFT, SART и др. Все они основаны на подкислении растворов (а в ряде случаев — и хвостовых цианистых пульп) серной кислотой с последующим улавливанием образующегося HCN щелочью (NaОН). Регенерируемый при этом цианид натрия в виде растворов с самой различной концентрацией NaCN (которая регулируется по желанию технологов) возвращается в основной технологический цикл, т. е. на выщелачивание руды или концентрата. Экономическими расчетами показано, что стоимость регенерируемого таким образом цианида примерно в 2 раза ниже стоимости свежего реагента, которая должна быть дополнена затратами на химическую детоксикацию цианидов в сточных водах. Однако сам процесс регенерации представляется достаточно сложным в аппаратурном отношении и может быть далеко небезопасным для обслуживающего персонала.

Поэтому предпочтительными объектами для его реализации считаются ЗИФ, где цианированию подвергаются золотые и золотосеребряные руды с повышенным содержанием цианисторастворимых минералов меди, цинка, никеля и некоторых других цветных металлов. Химическое взаимодействие этих металлов с NaCN не только вызывает повышенный расход растворителя, но также приводит к существенному загрязнению растворов перечисленными выше металлами, на которые (например, на медь) существуют очень жесткие нормы ПДК, сопоставимые с ПДК на NaCN. Установлено, что путем подкисления обеззолоченных цианистых растворов, содержащих повышенные концентрации меди, цинка и других «цианисидов», одновременно с регенерацией цианида можно очистить эти растворы от металлических примесей и попутно извлечь цветные металлы в соответствующую легкореализуемую товарную продукцию.

Для подавляющего же большинства ЗИФ наиболее приемлемым способом утилизации цианида из хвостовых растворов или рудных пульп является организация системы внутрифабричного (после сгущения и фильтрации) или внешнего (через хвостохранилища) водооборота. В последнем случае хвосты цианирования, как правило, не подвергают обезвреживанию. Хранение их в прудах-отстойниках производят с соблюдением специальных мер предосторожности, исключающих проникновение растворов в почву и подземные воды. Чаще всего такую систему используют на предприятиях, где производится флотация руды и цианирование получаемых флотоконцентратов. Хвосты цианирования концентратов хранятся в отдельных (от хвостов флотации) секциях хвостохранилища, экипированных надежными противофильтрационными экранами. Типичными предприятиями такого рода являются американские фабрики «Ройял Маунтин Кинг» и «Джеймстаун».

На Ройял Маунтин Кинг хвосты цианирования концентратов (5-7 г Аи на 1 т хвостов) складируют в хвостохранилище субаэрационного типа, из которого растворы собирают в отдельный прудок и далее пропускают через серию угольных колонн для доизвлечения растворенного золота, после чего направляют в основной гидрометаллургический цикл.

Особенностью фабрики «Джеймстаун», также осуществляющей субаэрационное хранение хвостов цианирования, является укрытие пруда предохранительной сеткой от мигрирующих птиц.

Необходимо отметить, что защите фауны от воздействия горнодобывающей промышленности в США придается достаточно серьезное значение. В полной мере это касается и цианирования. Наиболее уязвимыми объектами с точки зрения экологической опасности считаются установки кучного цианистого выщелачивания. Это объясняется не только размещением указанных установок на открытых площадях, но и (в еще большей степени) — большими поверхностями растворных прудов. Условия функционирования установок кучного выщелачивания золота в каждом штате регламентируются жесткими требованиями, неисполнение которых может привести к приостановке деятельности или даже закрытию предприятия. Опыт США — страны, которая первой в мире осуществила широкомасштабное промышленное освоение технологии кучного цианистого выщелачивания, представляет в этом плане особый интерес.

Классическим примером хорошо «задуманной», запроектированной и функционирующей фабрики кучного выщелачивания является Кэур Рочестер, где с 1986 г осуществляется переработка таким методом бедных по содержанию металлов серебряно-золотых руд (Au 0,34; Ag — 53 г/т) с общим объемом производства: 6,4 млн.т руды, 1,7 т золота и 165 т серебра в год. Предприятие расположено на высоте 2 тыс.м над уровнем моря и работает круглогодично (в том числе при температуре минус 10-12°С ) в основном благодаря системе капельного орошения. Извлечение металлов из растворов кучного выщелачивания производят цинковой пылью с получением высококачественных осадков (85% суммы золота и серебра), допускающих возможность их прямой плавки в отражательной печи на золотосеребряный сплав. Обеспечение экологической безопасности процесса достигается за счет двух основных мероприятий:

1.  Укрытие всех трех прудов (два — для исходных золотосодержащих растворов, один — для обеззолоченных растворов) пластиковыми сетями с размером ячеек 10,3x8,9 см (подвешены на канатах) с целью защиты птиц и животных от контакта с цианистыми растворами. Покрытия сконструированы с учетом противостояния снеговой нагрузке в зимний период.

2.  Применение комбинированной системы детоксикации цианистых сточных вод (гипохлорит + пероксид водорода).

Экологическим аспектам процесса кучного цианирования золото- и серебро-содержащих руд уделяется большое внимание и в России. Существенный вклад в решение этой проблемы вносят специалисты лаборатории охраны окружающей среды Иргиредмета. Лабораторией выполнен широкий комплекс научных и прикладных исследований по изучению техногенного воздействия установок кучного выщелачивания на окружающую среду, экологическому обеспечению разрабатываемых Иргиредметом технологических регламентов на проектирование промышленных установок кучного выщелачивания, а также по целому ряду других направлений. Одним из них, в частности, является разработка математической модели прогнозирования экологических последствий аварийных ситуаций на предприятиях, использующих цианид. Данный вопрос в настоящее время представляется чрезвычайно важным, поскольку он вызывает особую озабоченность мировой общественности, выступающей, как правило, против создания новых и расширения действующих производств по цианированию золоторудного сырья.

В статье Т.МакНалти имеется ссылка, что за последние 25 лет прошлого столетия в горной промышленности мира произошло 33 крупных инцидента экологического характера, 14 из которых относятся к области добычи и обработки благородных металлов. Из этих 14 инцидентов 10 связаны с прорывом плотин хвостохранилищ, 2 — с происшествиями во время транспортировки и 2 — с пробоинами трубопроводов. Растворы цианида присутствовали в 5-ти из 14 случаев. Они не явились причиной смерти людей, однако нанесли существенный ущерб окружающей фауне (рыбы, птицы).

Наибольший резонанс в мире вызвала аварийная ситуация на золотом руднике «Байя Маре» в Румынии в январе 2001 г., когда из-за обильных дождей и сильного снеготаяния произошел перелив через дамбу хвостохранилища порядка 100 тыс.м³ неочищенных сточных вод, содержащих цианид (30 мг/л) и тяжелые цветные металлы (медь, цинк, свинец). Это вызвало загрязнение нескольких рек—притоков Дуная.

Экологи из Баварии и других стран, по территории которых протекает Дунай, потребовали от Европейского Союза (ЕС) выделения необходимый средств для устранения последствий аварии, а также проведения профилактических мероприятий для исключения подобных катастроф в будущем. Предъявлен иск австралийской компании «Эсмеральда», которая является владельцем рудника, о возмещении убытков, нанесенных в результате гибели рыб. В свою очередь ЕС потребовал ужесточения горнорудного законодательства в Европе после происшедшей утечки цианида.

Объяснения румынского правительства, что основная масса цианида в реках за относительно короткие сроки нейтрализована и уже через месяц после аварии отмечено восстановление бактерий, водорослей и бентоносной фауны, во внимание не приняты. Информация о сегодняшней ситуации на руднике «Байя Маре» нет. Однако известны планы Румынии увеличить в ближайшие годы добычу золота в стране примерно до 20 т в год за счет строительства крупных предприятий «Росиа Монтана» и «Кертей» на месторождениях с запасами руды 370 млн.т и средним содержанием золота в руде 1,5 г/т. Вероятнее всего, переработка таких руд также будет производиться с применением цианистого процесса.

Примером «обратного» характера является иск компании «Кеньон Ресеч» к правительству штата Монтана (США) с требованием компенсации финансового ущерба в связи с наложением в 1998 г. запрета на использование цианида в технологических схемах горных предприятий по переработке руд. Финансовые потери компании оцениваются в 500 млн.долл., включая консервацию строительства золотодобывающего предприятия «МакДональд» вблизи Линкольна. Одновременно компания предложила экологическим организациям штата выкупить принадлежащие ей права на 4 тыс. км² площадей геологоразведочных и добычных работ на территории штата.

Приведенные выше примеры достаточно ярко отражают ту напряженность, которая существует между компаниями — производителями золота, которые активно участвуют в укреплении промышленного и экономического потенциала своих стран, и общественными организациями, справедливо озабоченными постоянно ухудшающейся общей экологической обстановкой в мире.

В качестве инструмента, который мог бы снять или, по крайней мере, уменьшить эту напряженность, рассматривается «Международный кодекс использования цианида», разработанный в июле 2005 г. Международным институтом использования цианида (www.cyanidecode.org/theinstitute), дислоцированным в Вашингтоне.

Кодекс явился результатом добровольной инициативы со стороны представителей золотодобывающей промышленности, а также производителей и перевозчиков цианида (используемого при извлечении золота) и направлен на дополнение существующих требований, регулирующих деятельность гидрометаллургических предприятий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Минеев Г.Г., Панченко А.Ф. Растворители золота и серебра в гидрометаллургии.- М.:Металлургия,1994.-241 с.

2.Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2-х томах.-Иркутск: Иргиредмет,1999.- 775 с.

3.Лодейщиков В.В. Возможности и перспективы промышленного использования нецианидных растворите­лей золота и серебра //Горный журнал.- 2005,- № 8. - С.80-84.

Terry McNulty. Cyanide Substitutes //Mining Magazine. -Vol.184, №5,- May 2001.-P.256-258, 260-261.

-0+1

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница