Опыт практической реализации проектов с круглогодичной эксплуатацией установок кучного выщелачивания золота в районах с отрицательными среднегодовыми температурами

Круглогодичное кучное выщелачивание золота в условиях Сибири и Крайнего Севера сегодня стало реальной производственной практикой. Однако работа в условиях отрицательных среднегодовых температур требует специальных инженерных решений: от водоснабжения и подогрева растворов до зимнего орошения, борьбы с кальцинацией и строительства площадок на мерзлых грунтах. В статье рассмотрены основные проблемы и проверенные на производстве способы их решения.

 

Эффективное кучное выщелачивание в северных условиях — не редкость

 

Основные причины, которые требуют вести круглогодичную переработку

 

1. Технологические. Относительно теплый период года в районах с развитием вечной мерзлоты составляет до 100 дней, в то время как достижение необходимого процента извлечения может достигать и 200 суток.

2. Экономические. При остановке производства готовой продукции нет возможности обслуживать кредиты, закрывать кассовые разрывы и пр. Неравномерность загрузки обуславливает требования к повышенной производительности оборудования (и повышенные капитальные затраты).

3. Логистические проблемы. Многие предприятия Севера используют зимний завоз. То есть основная работа отдела материально-технического снабжения предприятия приходится на зиму, и отрывать его от основного производства — значит заведомо срывать производственные задачи. Оперативно завезти что-то крупное (те же трубы или колонну СНК) не получится.

4. Кадровые проблемы. Набрать персонал на нормальный вахтовый режим работы гораздо проще, чем организовывать завоз большого количества рабочей силы на сезонные работы.

 

В настоящее время теплый период года предприятию с кучным выщелачиванием реально нужен только для того, чтобы качественно (с трамбовкой, гидроизоляцией) подготовить основание под укладку руды на ближайший год.

 

Чем обусловлены «высокие» затраты при ведении процесса кучного выщелачивания в условиях севера? Можно выделить две причины:

- расходы на подогрев растворов;

- повышенная кальцинация и вызываемое этим снижение технологических показателей.

 

Основной же производственный опыт, позволяющий вести круглогодичную переработку руды на открытых площадках, — это разработка и применение типового набора оборудования и процедур для выполнения основных технологических операций: укладки руды и ввода ее в орошение, очистки растворов от шламов и борьбы с кальцинацией, подогрева технологических растворов, водообеспечения и устройства оснований секций КВ, а также дробления и укладки глинистых руд.

 

Разберем основные практические проблемы, которые должен решить недропользователь (менеджмент предприятия) при строительстве и круглогодичной эксплуатации установки кучного выщелачивания в низкотемпературных условиях и их типовые решения:

1. Водоснабжение.

2. Подогрев технологических растворов.

3. Зимнее орошение — предотвращение замерзания технологических растворов на секциях и промерзания уложенной руды.

4. Очистка продуктивных растворов от шлама и очистка выщелачивающих растворов от угольной мелочи.

5. Борьба с кальцинацией, которая может довести до прекращения переработки продуктивных растворов или подачи выщелачивающих растворов.

6. Строительство оснований площадок КВ на вечномерзлых грунтах.

7. Предотвращение залипания при дроблении и укладке глинистых руд.

 

Далее подробнее о проблемах и основных методах их решений.

 

Водообеспечение установок кучного выщелачивания УКВ

 

В районах с развитием многолетней мерзлоты вода в поверхностных водотоках появляется на короткий период — до 4 месяцев из 12 месяцев года. Поэтому основной источник воды — скважинный. Предприятию же, помимо запуска УКВ, для ежедневной подпитки технологического процесса может требоваться (в зависимости от объемов перерабатываемой руды) до 100 и более кубометров воды в сутки — на растворение реагентов, на санитарно-гигиенические потребности, работу отдельного технологического оборудования и пр. Гидрогеология участка изучается в составе инженерно-геологических изысканий, однако задать скважину так, чтобы она располагалась недалеко от потребителей и обеспечивала воду в необходимом количестве и качестве, часто невозможно. Глубина развития мерзлоты может составлять от 50 м и до 300 м, соответственно и глубина скважины должна быть такой, чтобы пройти дальше зоны развития мерзлоты. Дебит таких скважин неустойчивый, требует постоянного мониторинга, реально определяется только по данным опытной прокачки.

Поэтому основным методом решения является бурение нескольких скважин, с устройством теплового контура и демпфирующих ёмкостей на поверхности.

Также надо организовывать бурение скважин максимально близко к пойменной, устьевой части рек и ручьев, вести наблюдение в зимний период за выходами наледей, таликовыми зонами. Эксплуатация скважины требует постоянного контроля для предотвращения ее замерзания.

 

Подогрев технологических растворов

 

Входящие продуктивные растворы большую часть года имеют температуру от 2 до 7 град. С. Ввод в орошение такими растворами новых секций, уложенных в холодный период, приведет к образованию промороженных зон, поэтому подогрев технологических растворов является обязательным технологическим процессом и реализуется через:

- подогрев через трубчатые теплообменники;

- подогрев через пластинчатые теплообменники.

(Подогрев растворов прямой открытыми электродами технически безграмотен и не должен использоваться).

По месту установки теплообменников в цехе гидрометаллургии могут быть варианты:

1. Перед сорбцией, подогрев продуктивных растворов.

2. После сорбции, доукрепления, перед подачей выщелачивающих растворов на секции.

Источником тепла для подогрева растворов, в зависимости от организации энергообеспечения предприятия, могут быть:

- Блочно-модульные котельные.

- Системы утилизации тепла от дизельно-генераторных установок (ДГУ). Этот метод позволяет наиболее эффективно использовать ДГУ на отдаленных участках.

Пример. На участке кучного выщелачивания по переработке 1,5 млн тонн руды в год использование системы утилизации тепла (СУТ) на комплексе дизель-генераторных установок позволило отказаться от котельной для цеха гидрометаллургии (ЦГМ).

Итак, еще раз необходимо подчеркнуть — использование СУТ при энергообеспечении от ДГУ полностью снимают проблему затрат на подогрев технологических растворов (при условии правильного выбора теплообменника).

 

Зимнее орошение для предотвращения замерзания технологических растворов на секциях и промерзания уложенной руды

 

Основным фактором, позволяющим вести орошение в морозный период, помимо подогрева растворов, являются комплектные системы орошения (типа «СКВ-Т»). В их составе XL-эмиттерные трубки, регуляторы давления, дополнительные насосы (толкачи), автоматические и грязевые фильтры, запорная арматура с утеплением и подогревом. Эмиттеры должны быть типа XL 20 мм.

Эмиттерные трубки необходимо укладывать при помощи специального укладчика с заглублением до 30–50 см.

Все подающие трубопроводы и запорная арматура должны иметь утепление и подогрев от греющего кабеля, манометры.

Укрытие сверху секций КВ необязательно, но боковые части секций должны быть защищены от ветрового промерзания. Методы укрытия могут быть различны — от отсыпки пустой породой до пленочных укрытий.

Обязательно должен вестись контроль (мониторинг) орошения:

-через контрольные трубы, уложенные в основание вновь отсыпаемой секции;

-через манометры на подающих трубопроводах.

 

Необходимо учитывать, что выведенная из орошения секция (или имеющая перерыв в орошении, с неправильно уложенной системой орошения) навсегда превращается в монолит замороженной руды и повторный ввод ее в орошение будет невозможен.

 

Неправильно выбранная система орошения в морозный период

 

Правильная система орошения — важнейший технологический фактор, обеспечивающий наиболее полное извлечение металла. На практике часто наблюдаются попытки упростить систему орошения за счет увеличения объема подаваемого раствора, вплоть до прямой промывки секций большими объемами растворов и чрезмерного увеличения отделения сорбции. Либо вместо налаживания технологической дисциплины начинается самодеятельная экономия, обычно только ухудшающая ситуацию. Именно в таких случаях чаще всего появляются всевозможные «колхозные» варианты системы орошения. Редкий технолог удосуживается смотреть проектные решения и довести процесс до проектных показателей.

Поэтому стандартным решением для достижения плановых показателей извлечения также стало неоднократное перекапывание экскаватором уже проработанной растворами руды. При этом хорошо выявляются все огрехи укладки и орошения.

 

Очистка входящих продуктивных растворов от шлама и очистка выщелачивающих растворов от угольной мелочи

 

Стандартным решением при работе в холодном климате является работа секций КВ без прудков-накопителей. Продуктивные растворы поступают напрямую в металлические ёмкости, расположенные в насосной станции, откуда подаются на сорбцию. Повышенного выноса шлама и илов с секций КВ при регламентной работе обычно не наблюдается, но возможно выключение из технологической схемы отдельных ёмкостей для их очистки.

Очистка выщелачивающих растворов от угольной мелочи — также обязательный процесс, он нужен, в первую очередь для того, чтобы не забивалась система орошения; во вторую очередь — это безвозвратные потери металла. При низком технологическом контроле такие потери существенны, так как насыщенный уголь выносится не только на секции, но и (при нарушениях технологического процесса) в аварийные прудки и под ложные днища сорбционных колонн.

Для очистки растворов разработаны различные варианты фильтров (СКВ-Т) — от автоматических и полуавтоматических до обычных «грязевиков». Расположение фильтров нужно учитывать в рамках проектирования системы орошения.

Обычные «грязевые» фильтры недороги и должны широко применятся в технологических трубопроводах.

 

Работа УКВ без фильтров, вынос активированного угля на секции

 

Борьба с кальцинацией

 

Одной из существенных проблем в холодный период является кальцинация технологического оборудования (улит насосов, трубопроводов, активированного угля, систем эмиттерного и вобблерного орошения, ёмкостей).

Источников кальция два:

1.Основной — подача реагентов — цианида натрия и защитной щелочи — гидроксида натрия (или гидроксида калия).

2.В незначительном количестве минеральный состав добываемой руды может повышать щелочность растворов.

 

Кальцинация в сорбции

 

 Растворимость реагентов в холодных условиях снижается и избыточные карбонаты осаждаются на технологическом оборудовании в виде нерастворимых соединений. При резком охлаждении растворов также происходит выпадение гидроксидов (осаждение CaCO₃, MgCO₃, Ca(OH)₂, Ca(OH)₂ с образованием твёрдой фазы (кальцификации) в трубопроводах.

Существенный фактор кальцинации — низкокачественный (дешевый) цианид натрия. Поэтому борьбу с кальцинацией надо начинать с качества используемого цианида.

Помимо прямой очистки оборудования, хорошо известно применение антискалянтов. Но они не на каждом объекте одинаково работают, зачастую их применение формально.

 

Работа без фильтров, забитие подающих труб угольно-карбонатной смесью

 

Строительство оснований площадок КВ на вечномерзлых грунтах

 

Строительство оснований обычно не вызывает проблем, но есть примеры, что строительство на вечной мерзлоте, пусть и вялой, имеет свои неприятные особенности в виде плывущих грунтов, на которых устройство основания секции КВ невозможно.

Варианты решений проблем следующие:

1. Обычная выемка в существующем рельефе с уборкой почвенно-растительного слоя, пучинистых грунтов, возможно с буровзрывными работами и доведение до требуемых углов и размеров площадки.

2. Отсыпка по существующему рельефу без уборки почвенно-растительного слоя. Здесь надо понимать, каким материалом и в каком количестве будет производится отсыпка.

Выбор варианта должен основываться на практическом опыте выполнения аналогичных работ и конкретных условиях рельефа и грунтов на участке.

 

Подготовка основания площадки КВ и укладка гидроизоляционного слоя (коллетанж)

 

Предотвращение залипания при дроблении и укладке глинистых руд

 

Предотвращение залипания дробильно-сортировочного комплекса при переработке глинистых руд реализуется комплексом методов — от подготовки руды к дроблению до правильного выбора оборудования.

Подготовка руды заключается в выкладке в бурты для промораживания, снижении влажности и шихтовании путем добавки скальной породы для возможности прохода через дробильно-сортировочный комплекс.

Рудный склад и конвейерное оборудование должны иметь укрытия для защиты от атмосферных осадков.

При выборе оборудования целесообразно пробовать варианты с молотковыми дробилками — либо как самостоятельное оборудование, либо в составе дополнительного оборудования для подготовки руды.

 

Заключение

 

Подводя итоги, можно сказать, что накопленный опыт и применение современных, проверенных в производственных условиях технических решений позволяют уверенно планировать и вести работы по кучному выщелачиванию руды в суровых северных условиях.

Однако, чтобы технология кучного выщелачивания была эффективной, недропользователь еще на стадии согласования с проектантами основных технических решений должен четко представлять, как он будет решать предстоящие проблемы и обеспечивать плановую добычу золота в установленные сроки. Иначе потом придется вносить переделки в уже прошедший Главгосэкспертизу проект, что бывает сложно и требует времени. 

Если собственного опыта недостаточно, целесообразно привлекать специализированные подрядные организации, обладающие практическим опытом строительства таких объектов. Они могут выполнить полный комплекс работ по созданию установок кучного выщелачивания — от строительства до ввода в эксплуатацию, передавая заказчику уже готовый к работе объект.

  

---

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница