МАСТОНОВ Р.А

1

АННОТАЦИЯ

Работа изложена на 108 страницах, включает 4 таблиц, 16 иллюстраций,

количество используемых источников 26.

Ключевые слова: Кучное выщелачивание, золоторудная, технология выщелачивания, организация производств, производственные процессы.

В работе представлена организация кучного выщелачивания золота на золотосодержащих месторождениях. На примере месторождения «Мурунтау»

(Узбекистан) извлечение золота методом кучного выщелачивания. Выполнено технико-экономическое обоснование производства КВ, получены основные технико-экономические показатели работы участки КВ.

SUMMARY

Work is outlined on 108 pages, includes 4 tables, 15 illustrations, the number of used sources 26.

Key words: Heap leach gold mining, leaching technology, organization of production, production processes.

The work presents the organization of heap leaching of gold in the gold-bearing fields. On the example of the field «Muruntau» (Uzbekistan) extracting the gold by heap leaching. Performed a feasibility study of production of the heap leaching, received the main technical and economic indicators of work areas heap leaching.

	2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	4
ГЛАВА 1. КУЧНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ - ПЕРСПЕКТИВНОЕ
НАПРАВЛЕНИЕ В ОСВОЕНИИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ	8
1.1. Основные этапы развития кучного выщелачивания	8
1.2. Типы руд, пригодные для кучного выщелачивания. Горно-геологические
особенности месторождений	14
1.3. Обзор патентов по кучному выщелачиванию золота	18
Выводы по главе	28
ГЛАВА 2. ПРОЕКТЫ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ,
СТАДИЙНОСТЬ И ОЦЕНКА ИХ РЕАЛИЗАЦИИ	30
2.1. Обоснование целевых установок проекта.	30
2.2. Стадийность оценки месторождения и проектирования предприятия	33
2.2.1. Оценка геологической информации (первая стадия)	35
2.2.2. Обоснование детальных геологоразведочных работ (вторая стадия
оценки)	40
2.2.3. Разработка технико-экономического обоснования (третья стадия
оценки)	43
2.2.4. Проектирование строительства предприятия	45
Выводы по главе	47
ГЛАВА 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ПРОЕКТАХ КУЧНОГО
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ	48
3.1.Система кучного выщелачивания и ее структура	48
3.1.1. Состав системы кучного выщелачивания	52
3.1.2. Технологические операции и методы кучного выщелачивания	54
3.2. Формирование штабеля и выщелачивающее воздействие на КВ	63
3.2.1. Способы укладки штабеля	69
3.2.2. Подача выщелачивающего раствора на штабель	69
Выводы по главе	76
ГЛАВА 4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПУТЕМ
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОКОМКОВАНИЕ РУД	77

	3
4.1. Окомкование руды при кучном выщелачивании золота	77
4.2. Техническая характеристика окомкователя	78
4.3. Устройство окомкователя	79
4.4. Указания по эксплуатации окомкователя	79
4.5. Барабан-окомкователь на обрезиненных катках танкового типа	80
4.6. Окомкователь барабанного типа на обрезиненных катках	81
Выводы по главе	86
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТОВ КУЧНОГО
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ	87
5.1. Обоснование предстоящих затрат на первой стадии изучения и оценки
объекта	87
5.2. Обоснование предстоящих затрат на второй стадии изучения и оценки
объекта	88
5.3. Обоснование предстоящих затрат на третьей стадии изучения объекта,
сопряженные капитальные затраты и непредвиденные расходы	89
5.4. Сравнительная характеристика капитальных затрат на различных
стадиях изучения и оценки	89
5.5. Калькуляция эксплуатационных затрат	90
5.6. Организация производства на действующем предприятии	91
5.7. Исследование вариантов организации кучного выщелачивания золота,
влияющих на экономический результат	93
Выводы по главе	103
Заключение	105
Список литературы	106

4

ВВЕДЕНИЕ

Для полного обеспечения народного хозяйства минерально-сырьевыми ресурсами необходимо разработать и осуществить в горнодобывающей промышленности комплексные программы технического перевооружения и реконструкции производства, его обновления на базе новой техники и передовой технологии.

В основных направлениях экономического развития Республики Узбекистан, предусматривающих подъем экономики страны, особое место отводится ускорению научно-технического прогресса в горнодобывающей промышленности.

Горнодобывающая промышленность - одна из ведущих отраслей народного хозяйства, поставляющая сырье для цветной и черной металлургии, химической промышленности и промышленности строительных материалов.

Перед горнорудной промышленностью стоят задачи интенсификации добычи и переработки сырья при минимальных затратах и комплексном использовании недр.

С переходом на более глубокие горизонты открытый способ разработки становится все менее выгодным. Кроме того, при открытом способе и большой глубине разработки земная поверхность нарушается на длительное время на очень большой площади, как в результате самих работ, так и в связи с размещением пустых пород. С учётом условий разведанных месторождений можно считать, что в перспективе удельный вес подземного способа будет постепенно возрастать.

На подземных рудниках в настоящее время уже используется сотни различных типов машин с современными средствами контроля, управления и связи. Расширяется применение новейших технических средств, основанных на последних достижениях в области физики. Имеется широкая сеть сигнализации и связи.

Кроме того, для доступа к месторождению с поверхности и обеспечения возможности его отработки вынимают, перемещают и складируют в отвалы пустые породы, объем которых, как правило, в несколько раз превышает объем добываемого полезного ископаемого.

5

Золотосодержащее месторождение Мурунтау является типичным примером такого характера. Параметры открытых горных работ увеличиваются с каждым годом. Размеры карьера Мурунтау на данный момент времени в плане составляют 3,5x2,5 км, а глубина превышает 450 м и продолжает интенсивно увеличиваться. При этом понижение открытых горных работ на значительную глубину привело к сокращению рабочей зоны; уменьшению параметров рабочих площадок; увеличению объема вскрышных работ; увеличению расстояния транспортирования; ухудшению санитарно-гигиенических условий и др. В связи с этим представляется весьма актуальным рассмотрение технологии подземной разработки прибортовых запасов месторождения Мурунтау.

Единственным путем создания экономически эффективного производства является внедрение новых эффективных технологий, позволяющих вовлекать в производство нетрадиционные и бедные по содержанию золота виды сырья.

Одним из таких направлений является технология кучного выщелачивания

(КВ), позволяющая снизить капитальные и эксплуатационные затраты, вовлечь в переработку руды с содержанием даже около 1 г/т золота и повысить выработку на одного работающего с 1 кг до 5-20 кг за сезон.

Высокие технико-экономические показатели кучного выщелачивания по сравнению с традиционными методами подтверждены 30 летней практикой золотодобычи в США, Австрии, ЮАР и многих других стран. Например на месторождение Крипл Крик (США, Колорадо) ежегодно кучным выщелачиванием перерабатывается 10 млн. т руды с содержанием золота 1 г/т при извлечении 69-70 %. Общие годовые затраты составляют 3,5 млн. долл. США, а

стоимость годовой продукции 7 млн. долл. США.

В России (ранее в СССР) широкое применение кучного выщелачивания сдерживалось отсутствием экономических стимулов, необоснованными экологическими опасениями и существующими представлениями о неблагоприятности климатических условий.

Институтом Иргиредмет проведены исследования, позволяющие с успехом применять кучное выщелачивание в регионах с холодным климатом. В настоящее время успешно эксплуатируются установки кучного выщелачивания,

расположенные в суровых климатических условиях (продолжительность теплого

6

периода составляет 4-5 месяцев), при сложном рельефе местности и под постоянным экологическим контролем (вблизи рыбоохранных водоемов).

Первый опыт кучного выщелачивания в СССР получен Иргиредметом на Васильковском ГОКе (Казахстан).

Успешное внедрение в 1994 г. установки кучного выщелачивания в а/с "Саяны" - республика Хакасия (с 1997 г. - ЗАО ЦРУ «Центральное рудоуправления») на Майском месторождение производительностью 100 тыс. т

руды в год с содержанием золота 4 г/т явилось эффективным прорывом этой технологии в Российскую золотодобычу. Своевременное освоение кучного выщелачивания в а/с "Саяны" обеспечило стабильное экономическое положение предприятия даже в сегодняшних крайне неблагоприятных условиях. Выработка на 1-го работника поднялась с 0,5-1 кг до 8-9 кг за сезон. В настоящее время в ЗАО ЦРУ «Центральное рудоуправления» с участием Иргиредмета освоен метод кучного выщелачивания на втором участке-месторождение "Мурунтау".

Цель работы – Организация кучного выщелачивания золота на золоторудном месторождении Мурунтау.

Идея работы – Выявление и обоснование технологии кучного выщелачивания, требующей наименьших затрат.

Объект исследования – Горно-металлургическое предприятии в г. Навои,

Узбекистан в частности золоторудное месторождение «Мурунтау».

Предмет исследования – Система кучного выщелачивания на золоторудном месторождение «Мурунтау».

Новизна работы - выполнен анализ, имеющегося опыта кучного выщелачивания золота за рубежом и в Узбекистане, систематизированы основные параметры этой технологии.

Апробация работы – Материалы исследований доложены на международной и российской научно-практической конференции:

1.Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр. Москва, РУДН. 2011.,

2.«XXI век: инновационные технологии в металлургии. Проблемы.

Перспективы». Оскемен (Казахстан). ВКГТУ. 2012.,

7

3.Всероссийская научная конференция-конкурс студентов выпускного курса Санкт-Петербург (Россия) НМСУ «Горный» 2012.

Публикации

По материалам магистерской диссертации опубликовано 3 тезиса докладов

(на международных и российских конференциях).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 108 с. машинописного текста (включая 16 ил., 4 табл. и

библиографию из 26 наименований).

Защищаемое положение:

Разработка базовых подходов к созданию ресурсовоспроводящих технологий недропользования.

Исследование вариантов организации кучного выщелачивания золота,

влияющих на экономический результат.

8

ГЛАВА 1. КУЧНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ - ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ОСВОЕНИИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1 Основные этапы развития кучного выщелачивания

Основные этапы развития кучного выщелачивания. Современная технология кучного выщелачивания благородных металлов получила свое развитие в основном в последние 20 лет, хотя применение этого метода давнюю историю.

Например, на шахтах Венгрии извлекали медь из под отвальных медьсодержащих вод еще в середине XVII века, а испанские горняки делали то же самое, пропуская кислые растворы через крупные кучи окисленных медных руд на берегах Рио Тинго в 1752 году. К 1900 г. уже использовались такие технологии, как циклическое выщелачивание с выстаиванием с целью повышения извлечения металла. С конца 50-х годов кучное выщелачивание как кислыми, так и щелочными растворами практикуется в урановой отрасли. [5]

Извлечение золота методом цианирования превратилось в коммерческий процесс благодаря пионерской работе шотландцев братьев Роберта и Уильямса Форрестов, а также Д.С. Макартура. В 1887 г. они получили британский патент, а

в 1889 г. - целую серию американских патентов. Патенты охватывали процессы агитации пульпы в присутствии воздуха и последующее осаждение золота цинком из выделяемого золотоцианидного раствора. Это стало подлинной вехой в развитии металлургии золота, поскольку был наконец, открыт химический метод переработки золотосодержащих руд. Демонстрационная полупромышленная установка была построена в 1888 году в Равенсвуде, Квинсленд, а первая промышленная установка цианирования рудного золота - на месторождение Краун Майн, провинция Окленд в Новой Зеландии. Использование цианида в Витватерсранде впервые произошло на месторождение Робинсон в 1890 г. Две первые фабрики в США были пущены в 1891 г. в Меркуре, штат Юта и Калумете,

штат Калифорния. Благодаря применению цианирования, производство золота в Южной Африке возросло с 300 унций в 1890 г. до 300000 унций в 1893 г. В

период с 1892 по 1905 гг производство золота в США увеличилось с 1,7 млн.

унций до 4,6 млн. унций, и это существенно, поскольку большая часть прироста

9

была получена за счет переработки руд, плохо поддававшихся гравитационному обогащению и амальгамации, а так же за счет повторной обработки хвостов,

образовавшихся ранее.

Цианирование оказалось настолько дешевым и эффективным методом обработки золотосодержащих руд, что не только стало практически повсеместно применяться для обработки руд и хвостов на новых рудниках, ни и быстро вытеснило и полностью заменило все другие способы выщелачивания.

Эволюционное развитие метода на практике шло на протяжении десятилетий,

сопровождаясь иногда революционными прорывами, такими как разработанные Горным Бюро США и внедренные в 1952 г. методы извлечения золота из продуктивного раствора угольной адсорбцией и последующего каустического элюирования.

За последние 20 лет около 92% всего произведенного в мире золота получено с использованием цианидов; остальное - это главным образом попутный продукт, извлекаемый из флотационных концентратов основных цветных металлов путем плавки и рафинирования. Кучное выщелачивание руд благородных металлов с использованием цианирования впервые было предложено Горным бюро США в 1967 г. Первое коммерческое применение этого процесса было осуществлено в конце 60-х годов компанией Карлин Голд Майнинг в северной Неваде.

Первое предприятие кучного выщелачивания промышленного масштаба

(использовавшее метод угольной адсорбции) было запущено в Кортезе, штат Невада в 1974 г. Исходным сырьем являлись складированные на месторождение бедные руды с содержанием золота менее 2,5 г/т.

В США кучное цианирование для переработки бедных руд быстро развивалось, так как цены на золото в середине 1970-х годов стали расти. В 1980-е

годы метод получил глобальное распространение, эффективность его возросла после реализации в 1979 году разработок Горного Бюро США по окомкованию

(агломерации) руд. [3]

Многие из открытых в те годы месторождений не могли быть освоены с использованием традиционных методов кучного выщелачивания из-за того, что глинистые частицы (либо другая тонкая фракция, возникающая в результате

10

дробления) препятствовали равномерному просачиванию раствора через рудный штабель. Технология агломерационного кучного выщелачивания оказалась пригодной для переработки большинства руд, отходов, хвостов гравитационного

ифлотационного обогащения и привела к резкому увеличению объемов производства золота. [4]

Впоследующие годы развитие и совершенствование технологии кучного выщелачивания происходило по всем возможным направлениям. Были введены высокопроизводительные способы дробления и подготовки руд к выщелачиванию

иукладки руды в штабели, системы регулируемого капельного орошения куч и эффективные режимы фильтрации, способы уменьшения потерь при хранении растворов, контроля и управления химическими реакциями, происходящими в процессе выщелачивания и др. Золотодобывающие компании США и Канады широко используют комплексные заводы по переработке продуктивных растворов кучного выщелачивания, совмещающие в себе традиционный процесс осаждения золота цинковой пылью и современную индукционную плавку цинковых шламов после их сернокислотной обработки и обжига на золотосеребряный сплав.

Кучное выщелачивание, позволившее вовлекать в отработку крупные месторождения с бедными (1-1,5 г/т) рудами, стало главным фактором развития золотодобычи в США, Австралии, Канаде, Мексике, Бразилии, Чили и других странах и дало им возможность за двадцать лет в 2-3 раза увеличить добычу золота. Использование кучного выщелачивания позволило вовлекать в отработку не только крупные месторождения бедных руд, но также и вскрышные породы,

техногенное золотосодержащее сырье (хвосты обогащения руд цветных и драгоценных металлов) и небольшие по запасам месторождения (от нескольких десятков килограммов до 1-2 тонн), расположенные в малоосвоенных районах.

В настоящее время примерно половина мировой добычи золота приходится на технологию кучного выщелачивания. Несмотря на довольно большой объем исследований, технология кучного выщелачивания в бывшем СССР долго не была востребована из-за преобладавшего здесь простого и выгодного способа добычи золота из аллювиальных россыпей. Первая установка была запущена в Казахстане на Васильковском ГОКе в 1991 году. Первые установки были