Основные направления вовлечения в эксплуатацию техногенных образований россыпного золота

Приложение к Постановлению главы администрации Хабаровского края

от 30 мая 2000 г. N 180

ВВЕДЕНИЕ

История золотодобычи в Хабаровском крае насчитывает более 130 лет. Начинали добычу золота из россыпей старатели одиночки с помощью лотка и колоды - "проходнушки". В 1870 году был организован первый прииск, который разрабатывал россыпные месторождения Херпучинка, Кайгочан, Хон и др. К 1900 году были организованы около 30 золотодобывающих компаний, которые добыли за 30 лет порядка 8,2 тонны золота. В течение шестидесяти лет, с 1932 года по 1992 год, предприятия, занятые добычей драгоценных металлов, работали в составе государственного производственного золотодобывающего предприятия "Приморзолото" (последнее название объединение - "Приморзолото"). В 1993 году все артели старателей, Нижнеамурский ГОК, Колчанский и Херпучинский прииски вышли из состава объединения "Приморзолото" и преобразовались в самостоятельные акционерные общества. Все эти годы добыча золота из россыпных месторождений ведется гидравлическим способом или драгами. В Хабаровском крае 90 процентов золота и вся платина добывается из россыпных месторождений. Разработка рудных месторождений - это будущее края.

Основным обогатительным устройством для извлечения благородных металлов из россыпных месторождений с древних времен и по настоящее время являются шлюзы той или иной конструкции. Это обусловлено высокой плотностью и удельным весом благородных металлов и, как следствие, удовлетворительным извлечением в шлюзовой концентрат фракции металла крупнее 0,5 мм. Низкая стоимость шлюзов и низкие эксплуатационные затраты толкают эксплуатационщиков на использование шлюзов в ущерб более полному извлечению. И раньше и сейчас порой выгоднее промыть на шлюзах дополнительный объем песков, чем применять более дорогое и более сложное обогатительное оборудование, неся при этом более высокие эксплуатационные затраты.

Применяемые при добыче россыпного золота промывочные приборы различных конструкций и драги допускают потери от 10 до 40% тонкого и мелкого золота. При этом создаются техногенные образования галечных и эфельных отвалов, содержащие от 50 до 500 мг/куб. м драгоценных металлов. Десятки миллионов кубометров таких образований сегодня накоплено на отработанных горных полигонах края.

Кроме этого, в россыпных месторождениях Хабаровского края, как и всей России, присутствует мелкое и тонкое золото (далее - мелкое золото), не извлекаемое при традиционных способах отработки россыпей. Ресурсы такого золота не оцениваются при проведении геологоразведочных работ, не планируется его добыча, при отработке россыпей не определяются и не учитываются его потери.

Потенциал мелкого золота велик и имеет большое значение. По оценкам в разных районах Хабаровского края доля мелкого трудноизвлекаемого золота (-0,4 мм) в россыпях колеблется от 26 до 63%, доля теряемого тонкого золота (-0,25 мм) колеблется от 3 - 5 до 23 - 57%. Такое золото прослеживается в Нимано-Кербинском, Нижне-Амурском, Аллах-Юньском, Кет-Капском, Майско-Джанинском золотоносных районах и Предджукджурской зоне. В связи с этим проблема извлечения мелкого золота наиболее остро стоит перед такими предприятиями, как: ОАО "Приморзолото", ООО "АС "Заря", Артель старателей "Херпучинская", ЗАО "АС "Охотск", ОАО "АС "Чэатын", ЗАО "АС "Амур", ПК "АС "Прибрежная" и др., а также перед предприятиями, перерабатывающими техногенные образования.

Из вышеизложенного следует, что работы по вовлечению в эксплуатацию техногенных образований россыпного золота складываются из:

1) выбора эффективной технологии по извлечению тонкого и мелкого золота;

2) разработки методики разведки техногенных россыпей и оценки запасов с применением этой технологии;

3) технологии и техники отработки техногенных образований золота.

В настоящей программе предусматривается решение первого пункта работ - выбор эффективной технологии по извлечению тонкого и мелкого золота. Эти работы предполагается проводить как на "целиковых", так и на техногенных россыпях.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ ТОНКОГО И

МЕЛКОГО ЗОЛОТА, В ТОМ ЧИСЛЕ В ХАБАРОВСКОМ КРАЕ

Все работы и исследования по извлечению мелкого золота в концентраты условно делятся на три направления:

1. Усовершенствование шлюзов;
2. Использование отсадочных машин и концентрационных столов;
3. Разработка и использование аппаратов на основе действия центробежных сил.

4. В отдельное направление можно выделить доводку золотосодержащих концентратов до шлихового золота или слитка.
Первое направление - усовершенствование шлюзов. Пульпа золотосодержащих песков (смесь воды, золота, сопутствующих минералов и пустой породы) крупностью от нескольких микрон и до 120 мм, а в некоторых случаях и более, поступает на шлюзы для извлечения золота. При этом за счет оптимальных соотношений твердого к жидкому компонентов пульпы и угла наклона шлюзов золото остается на шлюзах, а пустая порода и сопутствующие минералы сбрасываются в отвал. Для обеспечения транспортировки по шлюзам крупных кусков породы требуются высокие скорости потока пульпы, которые препятствуют извлечению мелкого золота и сносят его в отвал. В связи с этим все разработки по усовершенствованию шлюзов сводятся к выделению из пульпы фракций той или иной крупности (обычно 5 - 15 мм) и извлечению из нее золота в более благоприятных условиях - на шлюзах мелкого наполнения.

В Хабаровском крае первый прибор на основе этого принципа был изготовлен по чертежам Иргиредмета на Колчанском прииске объединения "Приморзолото" в конце 60-х годов. По данным Иргиредмета и результатам опробования эфельных хвостов промывки прииском общее извлечение повысилось на 15%. Прибор показал хорошие результаты и проработал более двадцати лет.

Достоинства прибора со шлюзами мелкого наполнения:

- высокая производительность по пескам, до 80 куб. м/час;

- удовлетворительное извлечение мелкого золота;

- низкие затраты по уборке эфельных хвостов.

Недостатки:

- громоздкость и сложность при перестановке;

- требуется наличие месторождения с соответствующими параметрами;

- высокие энергетические затраты (требуется землесос для подачи песков);

- несовершенство системы гидрогрохочения песков по классу менее 16 мм и, как следствие, высокие потери золота с эфельными хвостами.
В конце 70-х начале 80-х годов начались работы по модернизации основного применяемого золотодобытчиками Хабаровского края обогатительного промывочного прибора ПГШ-II-50 за счет внедрения двухстадиальной схемы обогащения песков. Его модернизация была обусловлена следующими причинами:

- стандартная длина шлюзов ПГШ-II-50 составляет 25 метров, что приводит к длительным простоям при перестановках и сполоске;

- большой объем шлюзового концентрата, что связано с большими потерями золота при его доводке, большими затратами времени и трудозатратами;

- около 85 - 90% извлекаемого золота осаждается на первых 10 - 12 метрах шлюзов.

При модернизации был использован тот же принцип выделения из основного потока пульпы фракции 5 - 10 мм за счет гидрогрохочения и обогащения ее на шлюзах мелкого наполнения.

Теоретические разработки в этом направлении были проведены Костроминым Н.С. (Иргиредмет). Первый усовершенствованный промывочный прибор ПГШ-II-50 был построен в 1994 году в артели старателей "Охотск" на участке "Озерный". Дополнительное извлечение золота составило около 40%. После этого в течение 2-х лет все промывочные приборы артели старателей "Охотск" были модернизированы по этой схеме. С этого времени началась модернизация таких приборов по всем золотодобывающим предприятиям края. Даже при самых неудачных и неправильных конструктивных решениях при модернизации менее 2% дополнительного извлечения не было.

При кажущейся простоте модернизации требуется знание индивидуальных особенностей месторождения, грамотный расчет всех параметров конструкции и изготовление шлюзов и грохотов согласно этим расчетам. Это блестяще доказал Федулкин В.В., который освоил методику расчетов и технологию модернизации как обогатитель артели "Охотск" и, перейдя на работу в артель "Дальневосточные ресурсы", полностью раскрыл возможности модернизированного промывочного прибора ПГШ-II-50.

Необходимо отметить, что наиболее полно возможности двухстадиальной схемы обогащения на шлюзах проявляются только там, где шлюзовой концентрат перерабатывается на хорошо оснащенной шлихообогатительной установке - ШОУ (грохот, отсадка, стол, плавильная печь).

Однако шлюзовая технология извлечения золота ограничена по возможностям извлечения золота размером менее 0,25 мм. Золото фракции менее 0,1 мм шлюзами любой конструкции извлекается не более чем на 10 - 15%. Это было подтверждено эксплуатацией промывочных приборов конструкции Иргиредмета - "Ромашка", "ШНРК" и зигзагообразных шлюзов конструкции ЭКОПРОМТЕХНОЛОГИИ.

Ранее предпринимались попытки извлекать мелкое золото путем заливки ртути на шлюза. Исследования показали несостоятельность данного направления. Бесконтрольное применение ртути привело к заражению золотоносных территорий.
Второе направление - отсадочные машины и концентрационные столы.

Большими возможностями по извлечению мелкого золота обладают технологии с использованием отсадочных машин и концентрационных столов. Отдельные фрагменты этой технологии были использованы в промприборах на участке "Куян" артели "Хабаровская", где дополнительное извлечение за счет отсадки составило 40%, и при освоении месторождения платины Кондер. На Кондере эти промприборы после незначительной реконструкции действуют и ныне. По отсадочной технологии работала драга N 621 и два года драга N 99.

В полном объеме отсадочная технология была реализована на драге N 10 Нижнеамурского ГОКа. В технологии обогащения песков на этой драге было реализовано все лучшее, чем обладал Советский Союз при обогащении песков, и были реализованы все мысли и разработки Иргиредмета - ведущего института по обогащению россыпей.
Технология обогащения этой драги была осуществлена по следующим основным этапам:
1. - Резку глинистых песков высоконапорными струями (до 180 атм.).
2. - Грохочение в бочке по классу 20 мм.
3. - Дезинтеграция глинистых песков менее 20 мм в центробежных дезинтеграторах.
4. - Основная отсадка дезинтегрированных песков с высоким выходом подрешетного концентрата (примерно 30% от исходного).
5. - Вторичная отсадка подрешетного концентрата основной отсадки.
6. - Концентрация и перечистка до шлихового золота подрешетного концентрата вторичной отсадки.
7. - Шламовая ветка по извлечению тонкого золота из сливов сгустителей с применением короткоконусных гидроциклонов и концентрационных столов.
Часовая проектная производительность драги 400 куб. м, годовая 2 млн. куб. м. Драга была предназначена для отработки техногенной россыпи по р. Колчан.

Пуск драги в эксплуатацию и освоение технологии совпали с годами перестройки и распада СССР, что в конечном итоге привело к печальным результатам. В настоящее время драга частично разукомплектована и после временной консервации готовится в 2000 году к пуску в эксплуатацию.
Причины неудачного опыта драги N 10:

1. Очень высокие энергетические затраты, поэтому уже на стадии монтажа из схемы были исключены землесосы ЗГМ-2М для перекачки эфельных хвостов драги и высоконапорные насосы для резки глинистых песков.

2. Недостаточная геологическая изученность месторождения, что практически в 2,3 раза снизило производительность установленного обогатительного оборудования по пескам и привело к потерям золота в сростках с кварцем и амальгамой.

3. Низкое качество отечественных песковых насосов для транспортировки продуктов обогащения.

4. Отсутствие системы водоподготовки оборотной воды, что приводило к постоянной закупорке пульповодов и завалу песками отсадочных машин.

5. Не была решена проблема извлечения золота из конечных

концентратов.

6. Отсутствие авторского надзора Иргиредмета за пуском и наладкой установленного оборудования.

7. Отсутствие материальной и моральной заинтересованности ИТР и персонала драги.
До 1993 года в России по отсадочной технологии работало 4 драги с емкостью ковша 250 литров и одна береговая обогатительная фабрика в объединении "Алданзолото". Из-за низкого содержания золота в песках, высоких эксплуатационных расходов и изменившейся экономической ситуации все эти объекты сейчас не работают, хотя извлечение на них достигло 85 - 87%.

В начале 90-х годов ООО "Эйприл-2" и ассоциация "Хабаровскзолото" разработали чертежи конструкции для извлечения мелкого золота из целиковых и техногенных месторождений по отсадочной технологии на базе промприбора ПГШ-II-50 для артели "Охотск".

Производительность прибора составляет 35 - 40 куб. м/час. Извлечение золота на отсадке на одном из техногенных месторождений составило 90% от общего количества золота, а на другом 60%. Практически все золото, извлеченное отсадкой, находится в классе - 0,25 мм. Этот прибор находится в эксплуатации в настоящее время на техногенной россыпи артели "Охотск". Суточные съемки 200 - 250 г золота.

Аналогичный прибор был построен для переработки хвостов промывки участка "Соболиный" ЗАО "Дальневосточные ресурсы". При эксплуатации выяснилось, что 90% золота извлекается шлюзами, и поэтому эксплуатацию прибора прекратили, заменив его прибором ПГШ-II-50, оснащенным шлюзами мелкого наполнения. Этот опыт показал необходимость тщательного изучения россыпи, ситовой характеристики золота и целесообразность включения новых технологий извлечения только после исчерпания всех возможностей шлюзовой технологии.

Низкие содержания золота в техногенных россыпях для рентабельной разработки требуют переработки больших объемов золотосодержащих пород и применения таких технологий, которые наряду с высоким извлечением мелкого золота имели бы и высокую часовую производительность, сравнимую со шлюзами и даже больше. Отсадочная технология из-за своей громоздкости, большого количества уборки хвостов и низкой, по сравнению со шлюзами производительностью, вряд ли будет широко востребована на существующих техногенных россыпях в нынешней экономической ситуации.

Перечисленные сложности отсадочной технологии не позволили добиться успеха в обогащении мелкого золота на техногенных россыпях ОАО "Чэатын" в 1998 году и ООО "Альфа" в 1999 году.
Третье направление - гидроциклоны и центробежные сепараторы.

В последние 20 лет в России и за рубежом ведутся интенсивные работы по созданию аппаратов на основе действия центробежных сил. Это короткоконусные гидроциклоны, центробежные сепараторы Тульского машиностроительного завода, Орокон, Кнельсон, Бол, Фальконе. Общими особенностями этих аппаратов являются:

1.Крупность загружаемого материала не более 5 мм, а лучше 1,5 - 2 мм.

2.Создание строго определенного соотношения твердого к жидкому в питании аппарата.

3.Строго индивидуальная регулировка подачи питания и подпорной воды.

4.Подача исключительно чистой воды (без механических примесей).

5.Наличие технологии и оборудования под нее для конечной переработки получаемого концентрата обогащения до слитка.

Наиболее сложным в данной технологии является подготовка питания агрегата (п. 1 и п. 2), которая и определяет производительность и эффективность всей установки. Не менее важным является и переработка концентрата (п. 5), так как при его доводке можно упустить золото и значительно снизить эффективность работы всей установки.

Внедрением канадских концентраторов "Кнельсон" и разработкой технологии для извлечения мелкого золота, главным образом из техногенных образований, занимается в Хабаровском крае и в Амурской области научно-производственное объединение "Новые технологии". Проведено испытание приставки ПНТ к промывочному прибору для улавливания мелкого золота на участке "Дуакан" Кербинского прииска, извлечение мелкого золота составило 50% от извлечения промывочным прибором. Но так как все выше перечисленные 5 пунктов внедрены не были, нет и высоких результатов извлечения.

Наиболее успешный опыт по применению центробежных аппаратов имеет артель старателей "Заря". В 1998 году на предприятии построен и запущен в эксплуатацию прибор с использованием "Орокона" на разведке техногенной россыпи "Павловский". Основная масса извлеченного золота находится в классе - 0,1 мм. Среднее содержание в техногенной россыпи порядка 300 - 350 мг/куб. м при исходном содержании в целиковой россыпи 980 мг/куб. м. Этот относительно успешный опыт достигнут за счет выполнения всех 5 пунктов, изложенных выше.

На основе промывочной установки артели "Заря" была разработана документация и изготовлена установка с конвейерной подачей песков, с более надежным приводом "Орокона" и доводочным сепаратором для переработки концентрата "Орокона". Установка была смонтирована на техногенных отвалах участка Верхняя Уда ОАО "Чэатын". После доводки установки была достигнута производительность более 60 куб. м/час по исходным пескам. После "Орокона" в концентрат было извлечено практически все золото, содержащееся в песках. Полученный концентрат содержал золота 2,5 кг/т, но из-за отсутствия технологии переработки этого концентрата (п. 5) практически все золото было упущено. В настоящее время эта технология разрабатывается.

Доводка концентратов

При обогащении песков по отсадочной и особенно по центробежным технологиям получают концентраты, содержащие золотины в несколько микрон и золото в сростках, поэтому для извлечения золота из них требуется совершенная аппаратура. До сегодняшнего дня на предприятиях края применялись в основном концентрационные столы и концентраторы "Кнельсона" малого диаметра.

ООО "Эйприл-2" разработало концентратор для доводки концентратов, который прошел технологические испытания в ДВИМСе, артелях "Приморье", "Рос-ДВ" и "Чэатын". При производительности 75 кг/час, крупности питания менее 1 мм извлечение золота на уровне сепаратора Кнельсона.

Полученный концентрат необходимо очистить от примесей и получить слиток. Существует два пути - плавкой или химической переработкой. На сегодня применяется наиболее экологически чистая технология - методом плавки в индукционных печах. Плавку концентрата до слитка производят ЗАО "АС "Амур", ЗАО "АС "Дальневосточные ресурсы", ОАО "ЗКС "Приморье", ООО "Рос-ДВ", ЗАО "АС "Охотск", артель "Прибрежная". Остальные предприятия отправляют металл в шлихе для переработки на аффинажные заводы.

Имея такой потенциал в технологии, технике и заинтересованных предприятиях проблема извлечения мелкого золота и разработки техногенных образований с целью извлечения мелкого золота определяется экономической целесообразностью, наличием заинтересованного квалифицированного персонала. Разработку и внедрение новых аппаратов предполагается вести с привлечением институтов (ДВИМС, Институт горного дела ДВО РАН и др.), проектных организаций, в тесном сотрудничестве с промышленными предприятиями.