ИТС 49-2024. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Добыча драгоценных металлов

(утв. Приказом Росстандарта от 16.09.2024 № 2232)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ИТС 49-2017"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-49-2017" "ИТС 49-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Добыча драгоценных металлов (утв. Приказом Росстандарта от 15.12.2017 N 2840)"
  n1["ИТС 49-2024"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-49-2024" "ИТС 49-2024. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Добыча драгоценных металлов (утв. Приказом Росстандарта от 16.09.2024 N 2232)"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Утвержден Приказом Росстандарта от 16 сентября 2024 г. № 2232

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ДОБЫЧА ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

Extraction of precious metals

ИТС 49-2024

Дата введения 1 июня 2025 года

Введение

Наилучшая доступная технология — технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения целей охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.

Наилучшая доступная технология определяется в информационно-техническом справочнике и является инструментом технологического нормирования, применяемого к субъектам хозяйствования, отнесенным к I категории объектов негативного воздействия.

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Добыча драгоценных металлов» (далее — справочник НДТ) представляет собой документ национальной системы стандартизации Российской Федерации, разработанный на основе анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых для обеспечения высокой эффективности использования материальных и энергетических ресурсов и экологической результативности при добыче драгоценных металлов с учетом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации.

Справочник НДТ разработан взамен справочника НДТ ИТС 49-2017 «Добыча драгоценных металлов» в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 10 июня 2022 года № 1537-р «Об утверждении поэтапного графика актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [1].

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 113.00.03-2019 [2], формат описания технологий - ГОСТ Р 113.00.04-2020 [3], термины приведены в соответствии с ГОСТ Р 113.00.12-2023 [4].

Краткое содержание справочника

Справочник НДТ содержит следующие разделы.

Введение. Представлено краткое содержание настоящего справочника НДТ.

Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется настоящий справочник НДТ.

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития добычи драгоценных металлов в Российской Федерации, приведен краткий обзор экологических аспектов.

В разделе 2 представлено описание типовых процессов добычи драгоценных металлов.

В разделе 3 приведена информация о регламентируемых и фактических уровнях эмиссий в окружающую среду для существующих технологических процессов. Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Российской Федерации в рамках разработки настоящего справочника НДТ, а также различных литературных источников.

В разделе 4 описаны подходы к определению НДТ, примененные при разработке настоящего справочника НДТ.

В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для процессов добычи драгоценных металлов, в том числе технические и технологические решения и методы минимизации негативного воздействия на окружающую среду при процессах добычи открытым способом, подземным способом, процессах первичной переработки минерального сырья. Описаны технологии обращения с отходами и побочными продуктами производства, обеспечивающие рост ресурсосбережения и энергоэффективности, снижение уровня эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду.

В разделе 6 рассматриваются ключевые факторы, оказывающие влияние на экономическую эффективность внедрения НДТ на предприятиях, осуществляющих добычу драгоценных металлов.

В разделе 7 приведен перечень перспективных технологий и технологий, находящихся на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ или опытно-промышленного внедрения, позволяющих повысить эффективность производства и сократить эмиссии в окружающую среду.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах технической рабочей группы (ТРГ), принимавших участие в разработке настоящего справочника НДТ. Даны рекомендации предприятиям по дальнейшим исследованиям различных аспектов их деятельности.

Приложения. В приложениях к справочнику НДТ приводится дополнительная информация.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке настоящего справочника НДТ.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 [5]. Перечень областей применения наилучших доступных технологий определен распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. № 2674-р [6].

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, характерных для добычи драгоценных металлов, и содержащим описание применяемых в настоящее время и перспективных технологических процессов, технических способов, методов предотвращения и сокращения негативного воздействия на окружающую среду, включая соответствующие параметры экологической результативности, ресурсо- и энергоэффективности, а также экономические показатели.

2 Информация о разработчиках

Настоящий справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Добыча драгоценных металлов» (ТРГ 49), состав которой утвержден приказом Минпромторга России от 10 апреля 2023 г. № 1256 «О создании технической рабочей группы „Добыча драгоценных металлов“.»

Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке настоящего справочника НДТ, приведен в разделе «Заключительные положения и рекомендации».

Настоящий справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее — Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Настоящий справочник НДТ содержит описание применяемых при добыче драгоценных металлов технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, потребление воды и ресурсов, повысить экологическую безопасность.

Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены те, которые на сегодняшний день являются НДТ. Для НДТ в настоящем информационно-техническом справочнике НДТ установлены соответствующие технологические показатели, где это необходимо и возможно.

4 Взаимосвязь с международными и региональными аналогами

Настоящий справочник НДТ разработан в соответствии со ст. 28.1, п. 7 Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [7] на основе результатов анализа деятельности предприятий по добыче драгоценных металлов в Российской Федерации и с учетом материалов справочника Европейского союза по наилучшим доступным технологиям по обращению с отходами и пустыми породами горнодобывающей промышленности (BREF for the Management of Waste from the Extractive Industries).

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при добыче драгоценных металлов в Российской Федерации, собрана в соответствии с Порядком сбора и обработки данных, необходимых для разработки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 18 декабря 2019 г. № 4841 [8].

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми (актуализируемыми) в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 10 июня 2022 года № 1537-р «Об утверждении поэтапного графика актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [1], приведена в разделе «Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 16 сентября 2024 г. № 2232 и введен в действие с 01 июня 2025 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности по извлечению драгоценных металлов из коренных (рудных), россыпных и техногенных месторождений с получением концентратов и других полупродуктов, содержащих драгоценные металлы, а именно:

• добычу (извлечение) руд драгоценных металлов на коренных месторождениях;
• добычу (извлечение) песков драгоценных металлов на россыпных месторождениях;
• добычу драгоценных металлов из отходов добычи полезных ископаемых и связанных с ней процессов извлечения драгоценного металла;
• технологические процессы по первичной переработке руд и песков драгоценных металлов.

Справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать масштабное негативное воздействие на окружающую среду во всех аспектах (выбросы, сбросы, отходы):

• методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;
• хранение и транспортировку продукции и отходов добычи драгоценных металлов.

Вопросы, связанные с производством драгоценных металлов из концентратов и шламов, описаны в информационно-техническом справочнике НДТ 14 «Производство драгоценных металлов».

Дополнительные виды деятельности, осуществляемые в рамках добычи драгоценных металлов, и соответствующие им справочники НДТ, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Дополнительные виды деятельности

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 2.

Таблица 2

Сфера распространения настоящего справочника ИТС НДТ

Раздел 1 Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

1.1 Общая информация

Добыча драгоценных металлов — извлечение драгоценных металлов из коренных (рудных), россыпных и техногенных месторождений с получением концентратов и других полупродуктов, содержащих драгоценные металлы [9].

К драгоценным металлам относятся золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий).

Драгоценные металлы могут находиться в любом состоянии (виде), в том числе в самородном и аффинированном, а также в сырье, сплавах, полуфабрикатах, промышленных продуктах, химических соединениях, ювелирных и других изделиях, монетах, ломе, отходах производства и потребления [9].

Раздел 1 настоящего справочника сформирован на основе открытых данных, основным источником информации являются данные Государственного доклада «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 году» [10].

1.2 Информация о добыче золота в России и в мире

В соответствии со Стратегией развития минерально-сырьевой базы до 2050 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 11 июля 2024 № 1838-р [11], золото относится к полезным ископаемым второй группы, для которых достигнутые уровни добычи недостаточно обеспечены запасами разрабатываемых месторождений. По оценкам, сроки исчерпания балансовых запасов, разрабатываемых собственно золоторудных месторождений в целом по стране, составляют около 18 лет, россыпных — 6 лет, комплексных — менее 33 лет. Кроме того, золото входит в перечень стратегических видов минерального сырья, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р [12].

Россия обладает значительной по масштабам сырьевой базой золота, которая характеризуется высоким уровнем освоенности. Главенствующее положение в ней занимают коренные собственно золоторудные месторождения. Вторыми по значимости являются руды комплексных месторождений, в которых золото учтено попутно. Важную роль играют россыпные месторождения. Положение техногенных месторождений несущественно.

Страна обладает полным производственным циклом переработки добываемого из недр золотосодержащего минерального сырья: от золотосодержащих концентратов и сплавов до аффинированного металла, из которого выпускаются изделия из золота разной пробности широкой номенклатуры. Товарная продукция каждого передела реализуется как внутри страны, так и поставляется на экспорт.

По состоянию на 01.01.2022 балансовые запасы золота составили 15453,5 т, они заключены в 5571 месторождении: 568 коренных (405 собственно золоторудных и 163 комплексных) и 5003 россыпных. На долю собственно золоторудных месторождений приходится чуть более 68% балансовых запасов, комплексных золотосодержащих — 24,7%, россыпных — 7,2%. Еще 586 месторождений (39 собственно золоторудных, 17 комплексных, 530 россыпных) содержат только забалансовые запасы. Забалансовые запасы золота в целом по стране составляют 3728,7 т.

Кроме того, учитывается 29 техногенных месторождений с балансовыми запасами золота 48,4 т, еще 2 техногенных месторождения содержат только забалансовые запасы. Забалансовые запасы золота техногенных месторождений в целом по стране составляют 14,5 т.

Основу сырьевой базы золота России составляют месторождения Сибири и Дальнего Востока; суммарно в их недрах заключено почти 86% российских запасов золота (табл. 1.4).

В таблице 1.1 отображено состояние сырьевой базы золота в Российской Федерации [10]. Данные по использованию сырьевой базы золота Российской Федерации в 2021 г. представлены в таблице 1.2, [10].

Таблица 1.1

Состояние сырьевой базы золота Российской Федерации

Таблица 1.2

Воспроизводство и использование сырьевой базы золота Российской Федерации, тонн (2021 г.)

Основным источником золота в мире являются коренные золоторудные месторождения. Важную роль также играют комплексные месторождения, в которых золото присутствует в качестве попутного компонента. Россыпи имеют подчиненное значение; добыча из них ведется в России, Китае, Канаде, США (морские россыпи разрабатываются на Аляске), Австралии, а также некоторых других странах.

Россия входит в тройку крупнейших стран продуцентов драгоценного металла. Производство аффинированного золота из минерального сырья в стране ежегодно растет. В структуре добычи преобладают коренные собственно золоторудные месторождения, на долю россыпных объектов приходится менее пятой части российской добычи. По качеству руд отечественные золоторудные месторождения в целом сопоставимы с зарубежными.

Запасы золота, локализованные в недрах более 100 стран мира, оцениваются в 51,4 тыс. т (основная их часть сосредоточена в России, ЮАР, Австралии, США и Индонезии); ресурсы превышают 140 тыс. т.

Увеличение добычи в Индонезии, Перу, ЮАР и ряде стран Латинской Америки, Азии и Африки отчасти компенсировало ее снижение в Китае, США, Австралии и Мексике.

Таблица 1.3

Запасы золота и объемы его производства в мире

Китай сохраняет за собой позицию крупнейшего продуцента золота в мире. Его сырьевая база в основном представлена средними и мелкими коренными месторождениями различных геолого-промышленных типов (ГПТ), а также россыпями.

Уровень развитости перерабатывающих производств в странах-продуцентах определяет виды товарных продуктов золота (от концентратов и сплавов до аффинированного металла), получаемых из минерального сырья и поставляемых на мировой рынок. Кроме того, осуществляются торговые операции со вторичным сырьем (лом, отходы различного производства), а также аффинированным золотом, находящимся в резервах различных финансовых институтов (центральных банков, биржевых инвестиционных фондов и др.).

Ситуация на рынке золота определяется макроэкономическими факторами — возможным замедлением мировой экономики, потребительским спросом со стороны ведущих стран (Китая и Индии), действий регуляторов и институциональных инвесторов.

Крупнейшими запасами золота в России (почти 2641 т, или 17,1% запасов страны) располагает Красноярский край. Они главным образом сосредоточены в металлогенических зонах Енисейского Кряжа. Здесь разрабатываются крупные месторождения золото-мышьяково-сульфидных и золото-кварцевых руд. Золото-мышьяково-сульфидные руды по своим технологическим свойствам являются труднообогатимыми; для извлечения из них золота применяется технология бактериального выщелачивания.

Сопоставимое количество запасов учтено на территории Иркутской области, значительную часть которой охватывает Байкало-Витимская металлогеническая провинция. Здесь разрабатывается одно месторождение и подготавливаются два уникальных крупных по запасам золото-сульфидно-кварцевых месторождений.

На юге Сибири (Алтайский край, республики Бурятия, Алтай, Хакасия и Тыва) запасы золота невелики и заключены преимущественно в небольших золоторудных объектах и комплексных месторождениях.

В Магаданской области локализовано 13% российских запасов, основное количество которых заключено в золото-кварцевых объектах в терригенных толщах, в том числе в малосульфидных золото-кварцевых месторождениях. Руды данных месторождений легкообогатимые, но концентрации металла в них сравнительно невысокие. Коренное оруденение сопровождается многочисленными россыпями.

Чуть более 11% запасов России разведано на территории Республики Саха (Якутия). Золоторудные месторождения относятся к различным ГПТ. Среди разрабатываемых наиболее значимыми объектами также являются группы месторождений золотоносных кор выветривания и золото-кварцевые месторождения. В Республике также разведаны месторождения золото-кварц-сульфидного, золото-уранового и других типов и разномасштабные россыпи.

В недрах Забайкальского края локализовано почти 8,5% российских запасов. Более половины запасов металла заключено в собственно золоторудных месторождениях. Более трети металла учтено в комплексных золотосодержащих месторождениях, а также в россыпных месторождениях.

На территории других дальневосточных регионов суммарно заключено почти 15% российских запасов золота.

В Хабаровском крае разрабатывается крупное серебряно-золотое месторождение, разведываются средние и крупные по масштабу золото-кварцевые и медно-порфировые месторождения.

В Чукотском АО эксплуатируется крупное золото-мышьяково-сульфидное месторождение. Завершается отработка остаточных запасов серебряно-золотых месторождений. Разведывается крупное медно-порфировое месторождение, в рудах которого золото является попутным компонентом.

В Амурской области осваиваются золото-кварцевые месторождения, разведаны месторождения серебряно-золотых и медно-порфировых руд.

На территории Камчатского края расположен ряд серебряно-золотых среднемасштабных месторождений с содержанием Au 5,8 — 10,6 г/т.

Чуть более 7% запасов золота локализовано на территории Южного Урала. Подавляющая их часть заключена в комплексных медноколчеданных месторождениях, где золото является попутным компонентом.

Еще около 5% запасов заключено в месторождениях Среднего Урала: золото-сульфидных, медноколчеданных и медно-порфировых, а также в россыпях.

На территории Северо-Кавказского региона локализовано чуть более 1% российских запасов золота; здесь разведаны собственно золоторудные месторождения, а также золотосодержащие месторождения медноколчеданных, свинцово-цинковых и полиметаллических руд с попутным золотом.

В Северо-Западном ФО запасы золота также невелики (1%); здесь разведаны средние по масштабу золото-сульфидные месторождения, комплексные сульфидно-медно-никелевые месторождения, где золото является попутным компонентом, а также россыпи.

Российская сырьевая база характеризуется высокой степенью освоенности. По состоянию на 01.01.2022 в распределенном фонде находилось 88,1% балансовых запасов золота страны, при этом на месторождения, имеющие статус разрабатываемых, приходилось 62,5% запасов.

В нераспределенном фонде оставалось всего 11,9% запасов (1 835,8 т): 6,3% — заключенных в собственно золоторудных месторождениях, 2,6% — в комплексных и 2,9% — в россыпных.

Почти 75% (738,6 т) запасов нераспределенного фонда недр собственно золоторудных месторождений заключены в десяти объектах. Остальные учтены на 87 месторождениях, балансовые запасы каждого из которых составляют менее 10 т золота.

В нераспределенном фонде недр находятся 2565 россыпных объектов, характеризующихся более низкими содержаниями золота по сравнению с разрабатываемыми. Значительная их часть предназначена для открытой отработки.

В таблице 1.4 представлена информация об основных золотосодержащих месторождениях [10].

Таблица 1.4

Основные месторождения золота

За последние 10 лет в России добыча золота из недр увеличилась в 1,5 раза, производство золота из минерального сырья — на 57%.

Переработка вторичного сырья по сравнению с 2012 г. выросла в 3,8 раза; стимулом для этого послужил рост цен на золото в национальной валюте.

Более 66% российского золота добывается из руд собственно золоторудных месторождений. Комплексные месторождения с попутным золотом (медноколчеданные, сульфидные медно-никелевые и др.) обеспечивают еще 13,8% добычи. Доля россыпей в отечественной золотодобыче по-прежнему остается высокой — 19,9%. Кроме того, 0,7 т золота добыто из техногенных месторождений.

Основные центры золотодобычи страны сосредоточены на Дальнем Востоке и в Сибири. Лидером по добыче золота является Красноярский край, обеспечивающий почти 18% национального показателя. Здесь разрабатываются крупные месторождения в терригенно-карбонатных и терригенных толщах Енисейского кряжа, а также россыпи. Ведется добыча попутного золота на сульфидно-медно-никелевых месторождениях Норильского рудного района.

Вторым по значимости золотодобывающим регионом страны является Магаданская область (почти 16% российской добычи), где разрабатываются уникальные по количеству запасов золото-кварцевые и золото-серебряные месторождения. Ведется добыча из многочисленных россыпей, которые обеспечили 30,2% показателя области.

В Республике Саха (Якутия) (14,7% добычи) в пределах Центрально-Алданского рудного района разрабатываются месторождения различных ГПТ: золотоносные коры выветривания, золото-сульфидные, золото-урановое, а также многочисленные россыпи. На юге республики эксплуатируются золото-кварцевые месторождения.

В других дальневосточных регионах, в каждом из которых добывается более 5 т золота (Забайкальский, Хабаровский и Камчатский края, Амурская обл., Чукотский АО, Республика Бурятия), разрабатываются месторождения золото-серебряных, золото-сульфидно-кварцевых, комплексных золотосодержащих скарновых, колчеданно-полиметаллических руд, а также россыпного золота.

В десятку крупнейших регионов входит Иркутская область (6,8% добычи России), где основной вклад в добычу вносят золото-сульфидные, золото-сульфидно-кварцевые и золото-кварцевые месторождения.

Уральский регион остается ведущим по добыче золота из руд медноколчеданных месторождений, где оно является попутным компонентом: в Оренбургской и Челябинской областях, в Республике Башкортостан. Кроме того, в Челябинской области разрабатываются золото-сульфидно-кварцевые, золото-кварцевые и медно-порфировые месторождения; роль руд последнего типа в добыче золота в перспективе продолжит расти.

Суммарная добыча в каждом из остальных 13 субъектов Российской Федерации составила менее 5 т, при этом в девяти из них — менее 1 т. Почти 67% добычи и производства золота в стране обеспечивают 12 золотодобывающих компаний.

Россия располагает значительной сырьевой базой золота и обладает перспективами увеличения добычи золота из недр, в том числе за счет интенсивного освоения месторождений с упорными, труднообогатимыми рудами Дальнего Востока и Сибири.

В течение последних 10 лет в эксплуатацию введены одно уникальное и 4 крупных собственно золоторудных месторождений в Республике Саха (Якутия) и в Иркутской области, целый ряд средних и мелких по запасам объектов (в Амурской области, в Хабаровском крае, в Республике Саха (Якутия), а также комплексное медно-магнетитовое золотосодержащее в Забайкальском крае.

В России также реализуются проекты по созданию и развитию центров переработки концентратов упорных (двойной упорности) золотосодержащих руд. Такие центры позволят увеличить производство металла за счет освоения месторождений с трудноизвлекаемым золотом и конкурировать с ведущими мировыми центрами по переработке концентратов за поставки сырья из третьих стран.

На территории Арктической зоны Российской Федерации действовало 460 лицензий на право пользования недрами: 115 на разведку и добычу золота, 63 совмещенных и 282 на геологическое изучение с целью поисков и оценки (включая 273 лицензии, выданных по «заявительному» принципу).

Для поддержания действующих производств и развития новых недропользователи продолжают разведочные работы на ряде месторождений, включая их фланги и глубокие горизонты. В числе таковых: серебряно-золотые месторождения в Чукотском АО и Камчатском крае, золото-кварцевые в Хабаровском крае и Республике Саха (Якутия). Разведка ведется и на остальных золоторудных объектах в основных золотодобывающих регионах страны: в Красноярском, Хабаровском и Забайкальском краях, Амурской и Иркутской областях, Республике Саха (Якутия) и др.

Потенциал для наращивания сырьевой базы золота в России достаточно высок — прогнозные ресурсы категорий P1 и P2 в пересчете на C2усл. составляют 6,2 тыс. т.

Более 80% и 73% прогнозных ресурсов золота категорий P1 и P2 локализовано в дальневосточных регионах и Сибири, прежде всего в Иркутской и Магаданской областях, Республике Саха Якутия, Красноярском и Камчатском краях. В их пределах разрабатываются, подготавливаются к освоению и разведываются уникальные, крупные и среднемасштабные золоторудные месторождения. Эти же регионы обладают потенциалом для выявления новых объектов золото-кварцевого, золото-сульфидно-кварцевого, золото-сульфидного, золото-серебряного и серебряно-золотого типов.

В Красноярском крае локализовано чуть более 8% и почти 5% российских прогнозных ресурсов золота категорий P1 и P2, преимущественно — в минерагенических зонах Енисейского кряжа (Алтае-Саянская металлогеническая провинция), перспективных на обнаружение золото-сульфидно-кварцевых и золото-сульфидных месторождений. 7,8% прогнозных ресурсов золота категории P1 и 8,9% ресурсов категории P2 локализовано в южных регионах Сибири (в Кемеровской обл., республиках Алтай, Хакасия, Тыва, Алтайском крае), в минерагеническом отношении также относящихся к Алтае-Саянской провинции. Здесь возможно выявление среднемасштабных золото-сульфидно-кварцевых, золото-кварцевых, серебряно-золотых месторождений, а также комплексных объектов с попутным золотом.

Почти 14% и 13% прогнозных ресурсов категорий P1 и P2 страны сосредоточено на территориях Дальнего Востока, входящих в Тихоокеанский вулкано-плутонический пояс; здесь возможно выявление объектов золото-серебряного, серебряно-золотого и медно-порфирового типов; последний пока представлен сравнительно малым количеством (менее 100 т) ресурсов этих категорий (10,4%) и 15,1% ресурсов категорий P1 и P2 локализовано в пределах Верхояно-Колымской провинции (захватывает территории Республики Саха (Якутия), Магаданской области и Хабаровского края), где возможно выявление золото-кварцевых, золото-сульфидно-кварцевых, золото-сульфидных месторождений.

Около 11% и 18% российских прогнозных ресурсов категорий P1 и P2 локализовано в пределах Уральской металлогенической провинции — в Свердловской, Челябинской и Оренбургской областях, Республике Башкортостан, Ямало-Ненецком и Ханты-Мансийском — Югра автономных округах. На территории этих субъектов возможно выявление месторождений золотоносных кор выветривания, золото-кварцевого и золото-сульфидно-кварцевого промышленных типов, а также комплексных объектов с попутным золотом.

Россия располагает значительной сырьевой базой золота и развитой золотодобывающей промышленностью, что позволяет ей оставаться одним из крупнейших мировых производителей драгоценного металла. В разработку интенсивно вовлекаются месторождения с упорными (труднообогатимыми) рудами.

Обеспеченность действующих добывающих предприятий балансовыми запасами собственно золоторудных месторождений составляет около 18 лет, комплексных — менее 33 лет, россыпных — 6 лет.

Освоение сырьевой базы золота ведется очень активно. Доля балансовых запасов, находящихся в распределенном фонде недр, по состоянию на конец 2021 г. составила 88,1%. Лицензирована подавляющая часть значимых месторождений золота. В связи с этим для устойчивого развития отрасли требуется существенное расширение геологоразведочных работ по воспроизводству сырьевой базы золота страны.

Одним из важнейших направлений ГРР на золото остается выявление коренных месторождений как в традиционных золотодобывающих регионах Дальнего Востока и Сибири, так и в пределах территорий приоритетного развития — Арктической зоны и Северного Кавказа.

1.3 Информация о добыче серебра в России и в мире

В соответствии со Стратегией развития минерально-сырьевой базы до 2050 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 11 июля 2024 № 1838-р [11], серебро относится к полезным ископаемым второй группы, для которых достигнутые уровни добычи недостаточно обеспечены запасами разрабатываемых месторождений — сроки исчерпания запасов категорий A + B + C1 для разрабатываемых собственно серебряных месторождений в целом по стране не превышают 9 лет. Кроме того, серебро входит в перечень стратегических видов минерального сырья, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р [12].

Россия входит в пятерку крупнейших продуцентов серебра, обеспечивая около 6% его мирового производства. Страна располагает крупной сырьевой базой металла, представленной как собственно серебряными, так и комплексными месторождениями, на долю которых приходится около 37 и 63% российской добычи серебра, соответственно. Страна обладает полным производственным циклом переработки добываемого из недр серебросодержащего минерального сырья: от серебросодержащих концентратов и сплавов до аффинированного металла, из которого выпускаются изделия из серебра широкой номенклатуры. Товарная продукция каждого передела реализуется как внутри страны, так и поставляется на экспорт.

Россия по количеству запасов серебра занимает второе место в мире, а по его рудничному производству — четвертое. Основу сырьевой базы страны составляют руды собственно серебряных месторождений; серебро также извлекается как попутный компонент из комплексных серебросодержащих руд, в которых главными полезными ископаемыми являются золото или цветные металлы (медь, свинец, цинк, никель и др.).

Мировые запасы серебра подсчитаны в 65 странах мира и составляют 531 тыс. т, ресурсы выявлены в 92 странах и превышают 1 600 тыс. т.

Ведущие страны — производители первичного серебра:

1. Мексика

2. Китай

3. Перу

4. Россия

5. Австралия

6. Польша

Крупнейшим производителем серебра является Мексика, сырьевая база которой представлена собственно серебряными (золото-серебряными) и комплексными серебросодержащими месторождениями.

По состоянию на 01.01.2022, по предварительным данным, балансовые запасы серебра в России составили 123,1 тыс. т, которые заключены в 529 месторождениях (487 коренных и 42 россыпных), еще на 36 месторождениях учтены только забалансовые запасы в количестве 1 348,6 т. Забалансовые запасы в целом по стране составили 20,5 тыс. т. Кроме того, в техногенных образованиях заключено 551,7 т металла.

Россия располагает значительной сырьевой базой серебра, в структуре которой преобладают комплексные серебросодержащие месторождения — на их долю приходится 80,7% запасов; на собственно серебряные месторождения — только 19,3%.

Основная часть запасов (почти 83%) металла сконцентрирована в восточных регионах России (Дальневосточный и Сибирский ФО), где расположены крупные месторождения собственно серебряных руд (Прогноз в Республике Саха (Якутия) и Дукатское в Магаданской области) и многочисленные комплексные серебросодержащие месторождения: сульфидные медно-никелевые в Красноярском крае, свинцово-цинковые в Республике Бурятия, Забайкальском и Красноярском краях, а также крупное месторождение медистых песчаников в Забайкальском крае и др.

В Уральском и Приволжском ФО (суммарно более 13% запасов) металл присутствует в рудах медноколчеданных месторождений в качестве попутного компонента. Самые значимые месторождения расположены в Оренбургской и Челябинской областях, а также в Республике Башкортостан.

В ряде регионов европейской части России расположены преимущественно мелкие по запасам серебра месторождения комплексных руд, из которых выделяются два средних: свинцово-цинковое в Архангельской области и медноколчеданное в Карачаево-Черкесской Республике.

Степень промышленного освоения российской сырьевой базы серебра достаточно высокая: в разработку вовлечено 37% его балансовых запасов, еще 49,2% заключено в подготавливаемых к освоению и разведываемых месторождений. Лицензирована подавляющая часть наиболее крупных по запасам серебра как собственно серебряных месторождений, так и комплексных серебросодержащих.

В нераспределенном фонде недр остается 13,7% балансовых запасов серебра. Наиболее крупные по запасам месторождения государственного резерва находятся в Республике Бурятия и в Республике Саха (Якутия).

В таблице 1.5 представлена информация об основных серебряных и серебросодержащих месторождениях [10].

Таблица 1.5

Основные месторождения серебра

Обеспеченность балансовыми запасами серебра основных производителей на разрабатываемых объектах различна — для некоторых собственно серебряных месторождений она не превышает 8 — 13 лет, тогда как для месторождений комплексных серебросодержащих руд (медноколчеданных, медно-никелевых) превышает несколько десятилетий. Добываемые руды перерабатываются с получением серебросодержащих концентратов и сплавов (сплав Доре и др.).

При обогащении собственно серебряных и золото-серебряных руд извлечение серебра в собственный концентрат и сплавы достигает 90% и более; полученные продукты поступают на аффинажные предприятия. Из комплексных руд цветных металлов получают медные, цинковые и свинцовые серебросодержащие концентраты, извлечение серебра в которые редко превышает 40%. Получение серебра из этих концентратов осуществляется при их металлургическом переделе на российских или зарубежных (если концентраты экспортируются) предприятиях.

По состоянию на 01.01.2022 г. действовало 672 лицензии на право пользования недрами: 234 на разведку и добычу серебра (в том числе в качестве попутного компонента), 235 совмещенных (на геологическое изучение, разведку и добычу) и 203 на геологическое изучение с целью поисков и оценки (включая 178 лицензий, выданных по «заявительному» принципу).

На территории Арктической зоны Российской Федерации действовали 83 лицензии на право пользования недрами: 27 на разведку и добычу серебра (в том числе в качестве попутного компонента), 15 совмещенных и 41 на геологическое изучение с целью поисков и оценки (включая 39 лицензий, выданных по «заявительному» принципу).

Недропользователи продолжают разведочные работы на объектах с собственно серебряным оруденением в Магаданской области, а также на комплексных — серебряно-золотых, золото-кварцевых и медноколчеданных месторождениях в Чукотском АО, Хабаровском крае, Республике Саха (Якутия) и в Республике Башкортостан.

Возможности расширения сырьевой базы серебра связаны с наращиванием запасов на известных месторождениях за счет флангов и глубоких горизонтов, реализацией прогнозных ресурсов в запасы, а также с выявлением новых собственно серебряных с качественными рудами и комплексных серебросодержащих объектов.

Потенциал для наращивания сырьевой базы серебра в России достаточно высок — апробированные прогнозные ресурсы категорий P1 и P2 в пересчете на C2усл. составляют 45,3 тыс. т, что превышает треть текущих балансовых запасов.

Большая часть прогнозных ресурсов серебра связана с Верхояно-Колымской складчатой областью в Дальневосточном ФО, в основном — с рудами четырех типов: полиметалльно-серебряным, серебро-полиметаллическим, золото-серебряным и серебряным.

Основная часть прогнозных ресурсов наиболее достоверной категории P1 локализована в пределах трех регионов: Республики Саха (Якутия) — 52,7%, Магаданской области — 21,5%, Приморского края — 14,4%. По качеству прогнозные ресурсы категории P1 и балансовые запасы сопоставимы.

В Сибирском ФО прогнозные ресурсы серебра сосредоточены в объектах комплексных руд Алтайского края и Новосибирской области.

В европейской части России ресурсы категории P1 локализованы на свинцово-цинковом месторождении в Архангельской области, в рудах которого серебро является попутным. На Северном Кавказе, в Республике Северная Осетия-Алания, учтены незначительные ресурсы комплексных золото-серебро-полиметаллических руд.

В стране ежегодно ведутся ГРР ранних стадий (поиски и оценка), направленные на воспроизводство сырьевой базы серебра.

В рамках Федерального проекта «Геология: возрождение легенды» в 2022 г. проведены оценочные работы на полиметаллических объектах Забайкальского края, выявленных ранее в результате поисковых работ за счет бюджетного финансирования. Одним из их целевых назначений является получение запасов попутного серебра на объектах серебросодержащих полиметаллических руд. Также в рамках этого проекта планируются поисковые работы на серебряные руды в Республике Саха (Якутия).

Россия обладает крупной сырьевой базой серебра, которая позволяет стране находиться в пятерке основных продуцентов серебра, обеспечивать не только внутренние потребности в металле, но и экспортные поставки.

В текущем десятилетии ожидается увеличение добычи серебра за счет ввода в эксплуатацию новых крупных объектов и расширения мощностей действующих предприятий.

Поддержание и развитие сырьевой базы серебра России возможно как при использовании имеющегося ресурсного потенциала, так и в результате проведения ГРР ранних стадий за счет всех источников финансирования, направленных на выявление собственно серебряных и комплексных серебросодержащих объектов.

Перспективы развития сырьевой базы связаны с дальнейшим изучением Верхояно-Колымской складчатой области, где уже локализованы прогнозные ресурсы серебра и выявлены собственно серебряные месторождения крупного и среднего масштаба.

Новым направлением для расширения сырьевой базы серебра служит внедрение в практику ГРР прогнозно-минерагенических работ на мало изученных территориях с целью локализации площадей, пригодных для поисковых работ на серебро, в том числе попутное.

1.4 Информация о добыче металлов платиновой группы в России и в мире

В соответствии со Стратегией развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2050 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 11 июля 2024 № 1838-р [11], платиноиды относятся к полезным ископаемым первой группы, сырьевая база которых по качеству и количеству достаточна для обеспечения потребностей экономики в долгосрочной перспективе при любых сценариях развития и не требует в долгосрочной перспективе проведения активных геологоразведочных работ для ее расширения. Кроме того, платиноиды входят в перечень стратегических видов минерального сырья, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р [12]. Масштаб действующего производства позволяет стране сохранять позицию второго в мире поставщика рафинированных платиноидов, а геологические особенности эксплуатируемых объектов позволяют занимать первое место в мире по производству палладия. Подготовленная сырьевая база в состоянии обеспечить сырьем высокого качества на длительную перспективу как действующие мощности, так и проектируемые предприятия. Однако, внутреннее потребление продукции незначительное — уровень развития потребляющих секторов промышленности внутри страны низкий.

Россия занимает второе место в мире по запасам платиноидов в целом 29,4% и первое (45,5%) — по запасам палладия. В структуре сырьевой базы платиноидов страны главную роль играют месторождения сульфидного медно-никелевого типа Норильского района, в рудах которых платина и палладий (наряду с никелем и медью) являются основными компонентами. При этом в запасах в целом преобладает палладий (соотношение с платиной 3,13:1). Позиция в мировом рейтинге стран, добывающих и платиноиды в целом, и палладий аналогичная. Это обеспечило России лидерство в мировых поставках палладия — более 39%.

Сырьевая база платиноидов географически ограничена: запасы оценены только в семи странах и составляют 52,3 тыс. т, ресурсы в количестве 75 тыс. т оценены на территории 17 стран.

Сведения о состоянии сырьевой базы металлов платиновой группы России представлены в таблице 1.6 [10]. Данные о воспроизводстве и использовании сырьевой базы платиноидов Российской Федерации приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.6

Состояние сырьевой базы металлов платиновой группы Российской Федерации, тонн

Таблица 1.7

Воспроизводство и использование сырьевой базы платиноидов Российской Федерации, тонн (2021 г.)

Крупнейшим в мире держателем запасов платиноидов (более 56%) и главным центром их добычи (более половины мирового показателя) является ЮАР, где разрабатываются малосульфидные платинометалльные месторождения Бушвельдского интрузивного комплекса: рифов Меренского (Merensky Reef-MR), хромититового горизонта UG-2 (Upper Group-2) и Платриф (Platreef-PR). В рудах рифов MR и UG-2 преобладает платина (Pt/Pd = 2,3 и 1,6 соответственно), в рудах PR незначительно преобладает палладий (Pt/Pd = 0,9).

Ведущие страны по запасам и объемам производства платиновой группы:

1. ЮАР

2. Россия

3. Зимбабве

4. США

5. Канада

Суммарная доля производства всех остальных зарубежных стран, добывающих платиноиды, составляет менее 20% мирового показателя.

В Зимбабве в разработку вовлекаются малосульфидные платинометалльные руды рифа Главной Сульфидной Зоны (Main Sulfie Zone, MSZ) расслоенного интрузива Великая Дайка, сходному по строению с Бушвельдским комплексом в ЮАР. В рудах наблюдается незначительное преобладание платины над палладием (Pt/Pd = 1,6).

В Канаде платиноиды добываются попутно из медно-никелевых руд месторождений комплекса Садбери (Sudbury) (Pt/Pd = 0,8) и малосульфидных платинометалльных руд месторождения Лак-дез-Иль (Lac des Iles), в рудах которого заметно преобладает палладий (Pt/Pd = 0,1).

В США разрабатываются богатые малосульфидные платинометалльные руды продуктивного рифа Джонс-Мэнвилл (Johns-Manville, J-M), являющегося одним из рудных горизонтов расслоенного массива Стиллуотер (Stillwater). В рудах рифа J-M преобладает палладий (Pt/Pd = 0,27).

Существенно меньшее количество МПГ производится в Китае, Австралии и Финляндии. Встречаемость в природе и индивидуальные особенности конкретных металлов платиновой группы в совокупности с их рыночной ценой определили различия в сферах и объемах их использования.

В отраслевой структуре потребления палладия основной объем (81%) приходится на автомобилестроение, где он используется для изготовления каталитических нейтрализаторов выхлопных газов бензиновых двигателей; остальное обеспечивают электроника (7%), химические катализаторы (7%), стоматологические сплавы (2%), ювелирная промышленность (1%) и прочие сферы (2%). Основными центрами потребления палладия являются Китай (26%), а также страны Северной Америки (22%), Европы (21%) и Япония (10%); на остальной мир приходится 21%.

Отраслевая структура потребления платины существенно иная: на изготовление каталитических нейтрализаторов выхлопных газов дизельных двигателей (может также частично заменять палладий в катализаторах для бензиновых моторов) приходится 36%, ювелирных изделий — 26%, химических катализаторов — 9%, производства стекла — 8%, электроники — 3%, в прочих областях — 18%. Основным потребителем платины являются Китай (30%), страны Европы (24%), Северной Америки (17%), Япония (10%); на остальной мир приходится 19%.

Родий применяется в первую очередь в автокатализаторах всех типов (более 88%), а также в химической промышленности, производстве стекла и электронике.

Платина, палладий также широко используются в качестве инструмента для инвестиций. Их форма может варьировать от монет и мерных слитков до инвестиций в физическую платину биржевых фондов (ETF).

По состоянию на 01.01.2022 балансовые запасы платиноидов в России, заключенные в 32 коренных и 92 россыпных месторождениях, составляют 16,03 тыс. т. Еще 20 месторождений содержат только забалансовые запасы. Забалансовые запасы в целом по стране составляют 1,06 тыс. т. Кроме того, учитываются запасы пяти техногенных месторождений (204 т).

В рудах коренных месторождений, содержащих практически все запасы платиноидов (99,7%), основными компонентами являются палладий и платина (их соотношение в структуре запасов составляет 3,2:1); прочие платиноиды являются попутными. В россыпях, где заключено всего 0,3% запасов, доминирует платина (до 95% и более шлиха).

Балансовые запасы коренных платиноидов главным образом заключены в рудах восьми комплексных платиноидно-медно-никелевых (92%) и восьми собственных малосульфидных платинометалльных месторождениях (4,4%). Остальные запасы (3,6%) учтены на 19 месторождениях четырех типов: комплексном медно-платинометалльном, медно-никелевом, ванадиево-железо-медном и уран-ванадиевом.

Комплексные платиноидно-медно-никелевые месторождения в настоящее время являются единственным в России промышленным источником получения платины, палладия, родия, иридия и рутения из коренных месторождений в виде товарной продукции.

Общие балансовые запасы платиноидов учтены на территории 11 субъектов страны (на территории двух из них запасы связаны только с россыпями). Основная их часть (93,5%) сконцентрирована в пределах Красноярского края. Существенные запасы также разведаны в объектах Мурманской области (3,7%), Республики Карелия и Забайкальского края (по 1%). На территории остальных субъектов учтено около 0,8% российских запасов.

В Красноярском крае коренные месторождения располагаются в Норильском и Кингашском рудных районах и существенно различаются составом руд и содержанием в них МПГ. Медно-никелевые месторождения Норильского рудного района не только уникальны по запасам, но и не имеют аналогов в мире по уровню содержаний МПГ в медно-никелевых рудах.

В месторождениях Норильского района, в отличие от МПГ-содержащих медно-никелевых месторождений Кингашского и других рудных районов России, а также зарубежных стран, на долю платиноидов приходится до 70% общей стоимости товарной продукции. В связи с этим их можно выделить в особый тип комплексных сульфидных месторождений — платиноидно-медно-никелевый (норильский тип). Все балансовые запасы платиноидов Норильского района учтены в четырех уникальных по запасам месторождениях.

В Кингашском рудном районе на юге Красноярского края расположены крупные платиноидно-содержащие медно-никелевые месторождения, руды которых относятся к вкрапленному типу.

Практически все запасы Мурманской области (94%) и Республики Карелия (99,1%) заключены в малосульфидных платинометалльных рудах. В Мурманской платиноиды сосредоточены в крупных малосульфидных месторождениях. В качестве извлекаемых компонентов в рудах также учтены запасы золота, серебра, никеля и меди.

В Республике Карелия 97,6% запасов разведаны в одном крупном малосульфидном платинометалльном месторождении. В качестве извлекаемых компонентов в рудах также учтены запасы золота, серебра и меди. Остальные запасы учтены в рудах того же типа и в платиноидно-содержащем уран-ванадиевом месторождении.

В Амурской области разведано крупное платиноидно-содержащее медно-никелевое месторождение, в качестве попутных компонентов в рудах также учтены запасы кобальта, золота и серебра.

Запасы сульфидных медно-никелевых руд с попутными платиноидами учтены также в Воронежской области и Камчатском крае.

В Свердловской области разведано ванадиево-железо-медное месторождение с попутным палладием в рудах и коренное платиновое месторождение в хромитсодержащих дунитах.

В Хабаровском крае выявлен новый для России рудно-формационный тип месторождений МПГ — медно-платинометалльный в флогопитизированных титаномагнетитовых клинопироксенитах.

Запасы платиноидов в россыпях учтены на территориях шести субъектов Российской Федерации. Среди россыпных месторождений выделяются собственно платиновые, платино-палладиевые и комплексные россыпи трех промышленных типов: платино-золотоносные, золотоносные с содержаниями платины и алмазоносные с содержаниями платины.

Основные запасы сосредоточены в собственно платиновых россыпях Камчатского, Хабаровского, Пермского краев, Свердловской области и платино-палладиевых россыпях Красноярского края.

Запасы платиносодержащих россыпей золота Свердловской области и алмазов Республики Саха (Якутия) составляют менее 10% их количества в России.

Освоенность российской сырьевой базы МПГ высокая: в нераспределенном фонде недр остается всего 1,1% балансовых запасов страны. В разработку вовлечено почти 53,4% запасов; 45,5% заключено в подготавливаемых и разведываемых объектах. В нераспределенном фонде находятся 11 коренных месторождений и 67 россыпей.

В таблице 1.8 представлена информация об основных месторождениях платиноидов [10].

Таблица 1.8

Основные месторождения платиноидов

В последние 10 лет добыча и производство платиноидов демонстрируют волнообразную динамику с тенденцией к понижению.

Основным регионом платиноидной промышленности является Норильский рудный район (РР) Красноярского края, где сосредоточена большая часть запасов и добычи платиноидов страны.

Главной российской экспортной продукцией является аффинированный палладий (содержание 99,98%) в различных формах выпуска.

Объемы экспорта этих металлов превышают объемы их производства из руд и концентратов, так как поставки за рубеж включают вторичный металл. В незначительных объемах ведется торговля родием, рутением, иридием и осмием.

Перспективы увеличения добычи и производства МПГ главным образом связаны с комплексными платиноидно-медно-никелевыми месторождениями Красноярского края.

По состоянию на 01.01.2022 действовало 12 лицензий на право пользования недрами: 44 на разведку и добычу МПГ (в том числе в качестве попутного компонента), 20 совмещенных (на геологическое изучение, разведку и добычу), 48 — на геологическое изучение с целью поисков и оценки.

На территории Арктической зоны Российской Федерации действовало 47 лицензий на право пользования недрами: 19 на разведку и добычу МПГ (в том числе в качестве попутного компонента), 6 совмещенных и 22 на геологическое изучение с целью поисков и оценки (включая 19 лицензий, выданных по «заявительному» принципу).

Сырьевая база платиноидов имеет высокую обеспеченность запасами, при этом возможность существенного прироста за счет объектов с прогнозными ресурсами весьма ограничена. Российская сырьевая база платиноидов и существующее производство металлов платиновой группы значительны по своим масштабам, однако практически целиком сосредоточены в пределах одного региона — Норильского рудного района (НРР).

Ресурсный потенциал малосульфидного платинометалльного геолого-промышленного типа как по количеству, так и по качеству не может обеспечить значительного прироста запасов за счет выявления новых месторождений. При этом единственным регионом, обладающим необходимыми условиями для их открытия, является Карело-Кольский, на территории которого располагаются все разведанные месторождения и рудопроявления этого типа с локализованными прогнозными ресурсами.

1.5 Применение драгоценных металлов

Драгоценные металлы, главным образом золото, выполняют функцию валютных металлов. Серебро ранее активно использовалось в качестве денег, но затем, после чрезмерного насыщения рынка, оно фактически утратило эту функцию. В настоящее время серебро хранится в составе валютных резервов некоторых Центральных банков, но в достаточно малых объемах.

Драгоценные металлы в основном в виде сплавов в больших количествах применяются в ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве.

Спектр применения драгоценных металлов в технике очень широк. В электротехнической промышленности — для изготовления контактов с большой степенью надежности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги).

В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60% до 5% палладия).

Представляют интерес металлокерамические контакты, изготовляемые на основе серебра как токопроводящего компонента. Магнитные сплавы драгоценных металлов с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов драгоценных металлов (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.

Стойкие металлы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратура для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления.

Драгоценные металлы используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах. Химические реакторы и их части делают целиком из драгоценных металлов или только покрывают фольгой из драгоценных металлов. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности. Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5% — 25%), родием (3% — 10%) и рутением (2% — 10%). Примером использования драгоценных металлов в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок.

В медицине драгоценные металлы применяют для изготовления инструментов, деталей приборов, протезов, а также различных препаратов (главным образом на основе серебра). Сплавы платины с иридием, палладием и золотом почти незаменимы при изготовлении игл для шприцев. Из медицинских препаратов, содержащих драгоценные металлы, наиболее распространены ляпис, протаргол и др. Драгоценные металлы применяют при лучевой терапии (иглы из радиоактивного золота для разрушения злокачественных опухолей), а также в препаратах, повышающих защитные свойства организма.

В электронной технике из золота, легированного германием, индием, галлием, кремнием, оловом, селеном, делают контакты в полупроводниковых диодах и транзисторах. Золотом и серебром напыляют поверхность волноводов (скин-эффект).

В качестве защитных покрытий драгоценные металлы предохраняют основные конструкции от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие драгоценным металлам (например, отражательная способность, цвет, блеск и т.д.). Золото эффективно отражает тепло и свет от поверхности ракет и космических кораблей. Для отражения инфракрасной радиации в космосе достаточно тончайшего слоя золота в 1/60 мкм. Для защиты от внешних воздействий, а также для улучшения наблюдения за спутниками на их внешнюю оболочку наносят золотое покрытие. Золотом покрывают некоторые внутренние детали спутников, а также помещения для аппаратуры с целью предохранения от перегрева и коррозии.

Драгоценные металлы используют также в производстве зеркал (серебрение стекла растворами или покрытие серебром распылением в вакууме). Тончайшую пленку драгоценных металлов наносят изнутри и снаружи на кожухи авиационных двигателей самолетов высотной авиации. Драгоценными металлами покрывают отражатели в аппаратах для сушки инфракрасными лучами, электроконтакты и детали проводников, а также радиоаппаратуру и оборудование для рентгено- и радиотерапии. В качестве антикоррозийного покрытия драгоценные металлы используют при производстве труб, вентилей и емкостей специального назначения. Разработан широкий ассортимент золотосодержащих пигментов для покрытия металлов, керамики, дерева.

Припои с серебром значительно превосходят по прочности медно-цинковые, свинцовые и оловянные, их применяют для пайки радиаторов, карбюраторов, фильтров и т.д.

Высокие каталитические свойства некоторых драгоценных металлов позволяют применять их в качестве катализаторов: платину — при производстве серной и азотной кислот; серебро — при изготовлении формалина. Радиоактивное золото заменяет более дорогую платину в качестве катализатора в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

1.6 Анализ приоритетных проблем добычи драгоценных металлов

1.6.1 Основные проблемы, связанные с воздействием на окружающую среду в процессе добычи драгоценных металлов

Строительство и эксплуатация предприятий по добыче драгоценных металлов оказывают негативное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды.

В процессе извлечения минерального сырья из недр и при первичной переработке его на фабриках в атмосферный воздух выделяются загрязняющие вещества, в основном представленные взвешенными веществами, оксидом азота, серы, углерода, а также веществами, используемыми в технологии на обогатительных фабриках.

Воздействие на почвенно-растительный покров происходит при механическом нарушении почв. Химическое воздействие на почвенно-растительный покров происходит за счет воздействия выхлопных газов и проливов нефтепродуктов, образующихся при работе горной техники и автотранспорта, другой техники.

Воздействие на природные воды может происходить через их изъятие на производственные и хозяйственно-бытовые нужды предприятий, а также в результате сброса сточных вод после очистки в водные объекты.

Процесс ведения горных работ, связанный с нарушением естественных условий залегания подземных вод, приводит к образованию депрессионных воронок.

В некоторых случаях при добыче драгоценных металлов требуется перенос русел рек и ручьев, что приводит к деградации естественных мест обитания гидробионтов.

При разработке россыпных месторождений в ряде случаев образуются излишки воды, при сбросе которой может быть нанесен ущерб водным объектам.

Отчуждение земельных участков оказывает негативное воздействие и на животный мир. При работах затрагивается растительный покров и почвенные горизонты, что приводит к нарушению сложившегося биоценоза.

В процессе ведения работ на животных влияют различные виды антропогенного воздействия. Акустическое воздействие, вызываемое работой механизмов и транспортных средств, взрывными работами, распространяется на значительное расстояние от технологических объектов. Реакция животных на шум различна и зависит от индивидуальных особенностей вида.

В целом, горные работы дают 70% — 80% от объема всех промышленных отходов [13] и вносят весомый вклад в общее загрязнение окружающей среды.

В настоящее время практически все золотодобывающие предприятия работают с соблюдением действующих в РФ экологических нормативов. Применение рассматриваемых в настоящем справочнике НДТ технологий позволит уменьшить техногенное воздействие на окружающую среду и улучшить экономические показатели предприятий.

Раздел 2 Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в рассматриваемой отрасли промышленности

Драгоценные металлы в качестве полезных ископаемых, пригодных к добыче и последующему извлечению, присутствуют в рудных и россыпных месторождениях. Способы разработки месторождений и дальнейшей первичной переработки добытого минерального сырья в зависимости от типа месторождения и вида драгоценного металла существенно отличаются.

Россыпные месторождения драгоценных металлов разрабатываются по специальным технологиям ([14], [15], [16], [17], [18], [19], [20]), в связи с этим, описание технологических процессов добычи драгоценных металлов из россыпей представлено в отдельном разделе (2.1.1).

При добыче драгоценных металлов из рудных (коренных) месторождений, применяются известные или инновационные технологии разработки рудных месторождений полезных ископаемых. Добытое минеральное сырье подлежит первичной переработке по специальным технологиям, учитывающим специфику и физико-химические свойства извлекаемого драгоценного металла.

2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

2.1.1 Разработка россыпных месторождений драгоценных металлов

2.1.1.1 Горно-подготовительные работы

Горно-подготовительные работы включают процессы, обеспечивающие подготовку месторождения к эксплуатации. В комплекс горно-подготовительных работ входят:

• подготовка площади месторождения для дальнейшего проведения вскрышных и добычных работ (удаление в пределах горного отвода деревьев и кустарников, корчевка пней, снятие плодородного слоя почвы и/или потенциально плодородных пород, в случаях соответствия их по агрохимическим показателям требованиям к снятию, на участках, где его толщина превышает 0,1 м, и последующее его хранение на складах, планировка поверхности и т.д.);
• осушение площади месторождения;
• проведение вскрывающих выработок.

Осушение россыпей, как правило, производится канавами. По назначению и расположению канавы могут быть:

• руслоотводными, служащими для отвода русла водотока, если оно проходит непосредственно по участку ведения горных работ, пересекает такой участок, или проведение горных работ затрагивает его водоохранную зону;
• нагорными, назначение которых — перехват поверхностных незагрязненных стоков с вышележащей по склону территории, не затронутой ведением работ, и отвод их за пределы разрабатываемого участка;
• разрезными, когда они проходят непосредственно по участку россыпи, подлежащему разработке, с целью его осушения;
• капитальными, служащими для принятия воды из разрезных канав и сброса ее ниже участка эксплуатационных работ;
• водозаводными, которые проходят для обеспечения водой промывочных установок.

При больших глубинах залегания пласта песков (горной породы, содержащей драгоценные металлы (золото, серебро, платина), в виде чешуек, крупинок и самородков различного размера и массы), когда осушение карьера невозможно осуществить капитальной канавой, устанавливается насосная станция.

Вскрывающие выработки обеспечивают доступ к пласту песков. Для россыпных месторождений вскрывающей выработкой обычно является пионерный котлован (или пионерный блок). Для дражного способа разработки вскрывающая выработка представляет собой котлован, в котором производится монтаж драги.

При раздельном способе разработки россыпей дном вскрывающего котлована является кровля пласта песков.

Размер пионерного котлована и его конфигурация в плане зависят от производительности промывочной установки и мерзлотной обстановки на месторождении. Так, если пески находятся в мерзлом состоянии, то площадь пионерного котлована должна обеспечивать суточную производительность промывочной установки по объему оттаивающих за сутки песков на данной площади.

К горно-подготовительным работам относятся также работы по сооружению грунтовых террасированных площадок для монтажа на них промывочных установок и собственно монтаж установок, проходка зумпфов для насосных станций, обустройство илоотстойников и отстойников оборотного водоснабжения.

2.1.1.2 Вскрышные работы

Задача вскрышных работ — удаление и перемещение в отвалы вскрышных пород, не содержащих полезных компонентов (пустые породы или торфы), перекрывающих пласт песков.

Различают три основные операции вскрышных работ: непосредственно вскрыша («чистая» вскрыша), перемещение в отвал (отвалообразование) и перевалка.

Перевалка необходима в тех случаях, когда невозможно сразу же разместить отвал пустых пород (торфов) за пределами промышленной части россыпи. Сначала выкладываются временные отвалы, которые в дальнейшем «переваливаются» за контур россыпи. Чаще всего перевалка применяется при ведении вскрышных работ экскаваторами-драглайнами.

Технология вскрышных работ зависит от состояния пустых пород (торфов) (мерзлые или талые). Талые пустые породы (торфы) или мерзлые, но разрыхленные можно разрабатывать сразу на всю мощность или слоями любой мощности. Мерзлые пустые породы (торфы), которые оттаивают под действием солнечного света, разрабатываются только горизонтальными слоями.

По способу выемки пустых пород (торфов) вскрышные работы разделены на две группы — системы с послойной выемкой и с выемкой на всю глубину.

На мерзлых россыпях при их разработке слоями по мере их естественного оттаивания основной вскрывающей машиной является бульдозер и очень редко — колесный скрепер.

Бульдозер в этом случае может выполнять несколько операций: срезать талый слой пустых пород (торфов) до заполнения своего отвала и транспортировать их на определенное расстояние (чаще всего на подъем), а также осуществлять рыхление пород механическим способом (клык). Однако на операции транспортирования удельный расход дизтоплива у бульдозера кратно выше, чем, например, у автосамосвала или колесного погрузчика. В связи с этим, при больших расстояниях транспортировки вскрышных пород целесообразно применение двух типов машин: бульдозеров на снятии талого слоя и формировании временного отвала и колесной техники (автосамосвал или колесный погрузчик) на перемещении вскрышных пород в постоянный отвал (отвалообразование).

Выемка пустых пород (торфов) на всю мощность применяется либо на талых россыпях, либо на мерзлых после буровзрывного рыхления. Выемка пустых пород (торфов) возможна как шагающими драглайнами, так и гидравлическими экскаваторами с погрузкой в автосамосвалы.

Наиболее простой системой вскрышных работ на всю глубину является экскаваторная выемка с размещением пустых пород (торфов) сразу в постоянный отвал. Ширина заходки экскаватора зависит от мощности пустых пород (торфов) и длины стрелы экскаватора.

В настоящее время производятся экскаваторы-драглайны с длиной стрелы от 45 до 120 м. При ширине россыпи, кратно превышающей ширину заходки, целесообразно вскрывать россыпь по ленточной системе разработки. То есть после выемки песков на первой ленте вскрышная порода второй ленты (на ширину заходки) используется для засыпки выработанного пространства, что обеспечивает высокую производительность вскрышных работ и снижает их себестоимость.

Выемка пустых пород (торфов) на всю мощность гидравлическими экскаваторами с погрузкой в автосамосвалы и транспортировкой в постоянный отвал является универсальной технологией и пригодна для любых горнотехнических условий, однако, себестоимость вскрышных работ, в данном случае, выше, чем при использовании экскаваторов-драглайнов.

2.1.1.3 Разработка и транспортировка песков

Пески можно разрабатывать одновременно с их промывкой или в разное время. В первом случае пески сразу же после их отделения от массива поступают на промывочную установку, во втором — накапливаются в специальных отвалах на поверхности и поступают в промывку только в теплое время года. Второй вариант, как правило, характерен для подземной разработки многолетнемерзлых россыпей, однако, иногда применяется и на открытых разработках на глинистых или обводненных песках, которые в теплый период трудно добыть.

Разработка многолетнемерзлых и сезонномерзлых песков открытым способом производится только бульдозерами путем послойного снятия верхнего оттаявшего слоя. Талые пески разрабатываются бульдозерами или экскаваторами.

Если драгоценный металл помимо пласта песков находится еще и в трещиноватом плотике (ложе из коренных пород, поверх которого располагаются пески, содержащие драгоценные металлы), который не поддается выемке бульдозером, то эта часть пласта рыхлится тяжелыми бульдозерами-рыхлителями, а затем вынимается по обычной технологии.

Особой технологии требует разработка высокольдистых песков, которые после оттаивания превращаются в плывуны, не поддающиеся транспортированию бульдозерами. Такие пески, как правило, разрабатываются в холодный период года путем рыхления пласта бульдозером-рыхлителем и последующей вывозки в плоский спецотвал вблизи промывочной установки. С наступлением тепла с поверхности мерзлого спецотвала послойно снимаются пески и подаются на промывочную установку.

Транспортировка вынутых песков к промывочной установке при небольших расстояниях (до 100 м), как правило, производится бульдозерами, а при удаленности промывочной установки более чем на 100 м пески доставляют колесными погрузчиками или автосамосвалами.

2.1.1.4 Извлечение драгоценных металлов из песков на промывочных установках

Промывочные установки включают два основных узла: узел дезинтеграции и грохочения песков и узел обогащения подгрохотной фракции (эфельная фракция).

Узел дезинтеграции и грохочения используется четырех типов:

• неподвижный перфорированный стол с отверстиями 50 — 100 мм с размывом подаваемых на стол песков струей воды из гидромонитора (применяется для хорошо промывистых песков с крупным золотом);
• скруббер-бутара в виде цилиндра, имеющего глухой дезинтегрирующий став и перфорированный для высевания золотосодержащей фракции (применяется для хорошо- и среднепромывистых песков, включающих гравийно-галечную фракцию, способствующую при вращении скруббер-бутары дезинтеграции песков);
• пластинчатый грохот с подвижным наклонным полотном, которому придается бегущая поперечная волна, обеспечивающая переваливание песков и истирание комковатого материала (применяется для хорошо промывистых песков с включением крупных (до 1 м) глыб и валунов);
• двух- и трехситные виброгрохоты с площадью просеивающей поверхности 10 — 12 м2 (применяются для средне- и труднопромывистых песков).

Состав узла обогащения подгрохотной фракции зависит от крупности частиц драгоценного металла и может включать следующие аппараты для их улавливания:

• шлюзы глубокого и среднего наполнения (для крупных частиц — более 1 мм);
• шлюзы мелкого наполнения с подшлюзками (для частиц средних размеров — 0,5 мм);
• отсадочные машины и концентрационные столы (для мелких частиц, менее 0,1 мм);
• центробежные аппараты (для частиц, мельче 0,05 мм).

Подача песков на дезинтеграцию и грохочение осуществляется бульдозерами (на неподвижный перфорированный стол), экскаваторами (в бункер скруббер-бутары или виброгрохота), автосамосвалами и колесными погрузчиками (в бункер-питатель скрубберных и шлюзовых промывочных установок).

В результате промывки песков могут образовываться отходы недропользования, состоящие из:

• галечной фракции (надгрохотный продукт узла дезинтеграции и грохочения);
• зернистой фракции (эфельный материал, накапливающийся вблизи промывочной установки);
• илисто-шламовой фракции (тонкодисперсный материал, переносимый водным потоком в углубленные участки илоотстойника).

Для обеспечения бесперебойной работы промывочных установок галечная и зернистая части хвостов периодически удаляются в отвал бульдозером или колесным погрузчиком.

Площадка первичной переработки песков включает, кроме промывочной установки, илоотстойник, огороженный защитными дамбами, и систему оборотного водоснабжения. Она состоит из переставной насосной станции, зумпфа, защищенного дамбой от попадания в него илисто-шламовой фракции хвостов, и напорного водовода.

2.1.1.5 Дражный способ разработки россыпных месторождений

Дражный способ применяется для разработки обводненных россыпей, представленных породами различной крепости. Исключение составляют весьма валунистые, крепко сцементированные породы и вязкие глины. Многолетнемерзлые россыпи могут разрабатываться драгами (комплексно-механизированным горно-обогатительным агрегатом, работающим по принципу многоковшового цепного экскаватора, установленным на плавучую платформу и имеющим многочерпаковый рабочий орган для подводной разработки) только после их предварительной оттайки.

Обязательными горно-подготовительными операциями являются удаление пустых пород, оттайка многолетней мерзлоты (при ее наличии) и предохранение талых переходящих на следующий промывочный сезон запасов от сезонного промерзания.

Вскрышные работы выполняются той же техникой, что и при раздельном способе разработки россыпей.

Оттаивание мерзлых пород производится следующими основными методами:

• теплом солнечного света (для небольшой мощности пласта);
• фильтрационно-дренажным (для песков с хорошей фильтрационной способностью);
• гидроигловым с использованием естественно нагретой воды (для глубины залегания песков 5 м и более);
• гидроигловым с использованием горячей воды или пара (применяется в небольших объемах в начале промывочного сезона).

Предохранение от сезонного промерзания талых запасов обычно производится затоплением площади переходящих запасов на зимний период. Успех этого способа зависит от надежности удержания воды на затопленном участке водоподъемной плотиной. Чем меньше коэффициент фильтрации пород, из которых сооружена плотина, тем надежнее удерживается вода на затопленной площади.

Ранее в небольших объемах применялись способы предохранения от сезонного промерзания путем покрытия поверхности искусственными теплоизоляционными материалами (пенопласты, замерзающая водно-воздушная пена, опилки и проч.), но они широкого использования не нашли по экономическим и экологическим причинам.

Обогатительное оборудование на драге подбирается по такому же принципу, что и для промывочных установок, т.е. исходя из крупности золота. Как правило, на современных драгах в качестве основных улавливающих аппаратов устанавливаются отсадочные машины.

Для снижения техногенного воздействия на природные водотоки дражный разрез обязательно изолируется от них дамбами или перемычками.

2.1.1.6 Подземный способ разработки россыпных месторождений

Подземный способ разработки применяется для разработки многолетнемерзлых россыпей с глубиной залегания пласта более 20 м.

Выбор способа разработки — открытый или подземный — определяется по результатам технико-экономического сравнения вариантов.

Вскрытие пласта производится наклонным стволом с углом наклона 10 — 30°. Подготовительные и нарезные выработки проходят по пласту песков. Высота главного (транспортного) штрека равна 2 м (но не меньше мощности пласта), а вентиляционной выработки — 1,5 м.

Отбойку породы как при подготовительных работах, так и при очистных производят буровзрывным способом.

Уборка отбитой породы осуществляется скреперными лебедками или погрузо-доставочными машинами. Выдается порода на дневную поверхность ленточным конвейером по наклонному стволу.

Промывка добытых песков проходит в теплый период года при послойном оттаивании песков, уложенных в виде плоского отвала.

2.1.1.7 Первичная переработка концентратов драгоценных металлов, добытых на россыпных месторождениях

Полученный в процессе первичной переработки россыпей концентрат (шлих) доводится на шлихообогатительных установках (ШОУ) и направляется на аффинаж в качестве конечного продукта, либо на плавку с получением слитков. В последнее время концентраты россыпного золота стали подвергаться интенсивному цианированию (по специальной технологии и на специальных установках), описанному в разделе 2.1.4.4.

2.1.2 Разработка коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным способом

Разработка месторождений драгоценных металлов, как правило, производится подземным, открытым или комбинированным способами ([21], [22], [23], [24], [25]).

Выбор способа разработки определяется горно-геологическими условиями залегания минерального сырья и обосновывается технико-экономическими расчетами. Если месторождение достигает поверхности земли или находится недалеко от поверхности, то применяется открытый способ. Более глубоко расположенные месторождения разрабатываются, обычно, подземным способом. Как вариант разработка начинается открытым способом и по мере углубления карьера продолжается подземным способом (комбинированный способ).

Преимущества и недостатки подземного способа разработки:

Основными преимуществами подземного способа разработки месторождений являются:

• возможность разработки месторождений на большую глубину (до 4 км);
• при разработке тонких и маломощных рудных тел возможность их селективной выемки без разубоживания минерального сырья пустыми породами с максимальным содержанием металла в отбитой горной массе;
• возможность использования пустых пород в качестве закладки выработанного пространства, в результате чего исключается перемещение большого количества пустых пород и необходимость их складирования на поверхности.

К недостаткам подземного способа разработки относятся:

• высокая себестоимость добычи минерального сырья в результате значительных материальных, трудовых и энергетических затрат;
• как правило, необходимость крепления горных выработок и поддержание крепи в течение длительного времени, иногда до конца разработки месторождения;
• высокие затраты на транспортировку добытого минерального сырья как внутри рудника, так и по поверхности к месту обогащения;
• сложность обеспечения промышленной безопасности и охраны труда.

В процессе разработки коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным способом можно выделить 3 основные стадии горных работ:

• вскрытие месторождения;
• горно-подготовительные работы (разделение месторождения на этажи и очистные блоки);
• добычные работы непосредственно внутри очистного блока (нарезные и очистные работы).

Вскрытие месторождения при подземном способе разработки осуществляется проведением главных выработок с земной поверхности до месторождения. К ним относятся вертикальные и наклонные стволы, штольни и автотранспортные съезды (уклоны). Эти выработки служат для транспортирования полезного ископаемого на поверхность, а также для передвижения людей, оборудования, доставки материалов и других целей.

Проходка вскрывающих выработок — наиболее дорогостоящий процесс, особенно при вскрытии месторождения вертикальными стволами, осуществляется, как правило, буровзрывным способом с отбойкой горной массы шпурами и производится по пустым породам.

Подготовка шахтного поля к очистной выемке заключается в разделении его на этажи проведением выработок основного горизонта, а также в разделении этажа на выемочные участки (очистные блоки). Подготовительные выработки служат для передвижения людей, транспортирования горной массы, доставки оборудования и материалов, проветривания и других целей. Проходятся они, как правило, по пустым породам (полевые выработки), буровзрывным способом с отбойкой горной массы шпурами, большая их часть проходится одновременно с очистными работами. При проходке подготовительных выработок существует возможность использования пустых пород для закладки подземной горной выработки подземного рудника, за счет чего сокращаются затраты на транспортировку и, в значительной степени, снижается себестоимость подготовительных работ.

Добыча полезных ископаемых (нарезные и очистные работы) производится системами разработки, выбор которых зависит от горно-геологических и горнотехнических условий отработки очистного блока. На одном месторождении могут применяться несколько систем разработки в зависимости от изменения, например, угла падения рудных тел или их мощности, устойчивости пород, склонности их к слеживаемости и самовозгоранию, удароопасности различных участков месторождения и т.д.

Системы разработки отличаются между собой по следующим параметрам:

• последовательностью выемки частей этажа;
• направлением подвигания очистной выемки относительно выработок основного горизонта;
• состоянием выработанного пространства во время разработки;
• способами отбойки горной массы при очистной выемке;
• способами перемещения горной массы в очистном пространстве.

Согласно правилам технической эксплуатации рудников и приисков, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов, в качестве единой классификации систем подземной разработки установлена классификация, в основу которой положен способ управления горным давлением (способ поддержания очистного пространства, таблица 2.1).

Таблица 2.1

Классификация систем разработки месторождений цветных, редких и драгоценных металлов

Для каждой системы разработки существуют определенные оптимальные условия, при которых ее применение дает наилучший технико-экономический эффект по сравнению с другими системами. При этом каждая система разработки применительно к тем или иным горно-геологическим и горнотехническим условиям дополнительно характеризуется по следующим показателям:

• безопасность очистной выемки;
• производительность труда и себестоимость добычи драгоценного металла;
• по величине потерь и разубоживания минерального сырья, возможности выдачи минерального сырья по технологическим сортам, возможности оставления в охранных целиках участков непромышленного минерального сырья;
• по интенсивности разработки и производительности рудника, которую можно развить, применяя данную систему.

Отбойку породы в очистном пространстве производят буровзрывным способом шпурами или скважинами.

2.1.3 Разработка коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов открытым способом

Преимуществами открытого способа разработки месторождений являются:

• более низкая себестоимость добычи минерального сырья;
• возможность добычи минерального сырья, начиная с первого года разработки, параллельно проводятся горно-капитальные работы;
• отсутствие на подавляющем большинстве объектов необходимости искусственной вентиляции объектов ведения горных работ;
• большая, по сравнению с подземным способом разработки, производительность добычных работ.

К недостаткам открытого способа разработки относятся:

• сведение лесной растительности, нарушение земель, снятие плодородного слоя почвы и/или потенциально плодородных пород со всеми вытекающими негативными последствиями для окружающей среды;
• необходимость сбора и очистки сточных (в т.ч. подземных) вод со всей площади нарушаемых земель, строительство необходимых для этого очистных сооружений, иногда искусственное отведение водных объектов (ручьев, рек и т.д.);
• занятие больших площадей для размещения объектов горнодобывающего комплекса (карьеры, отвалы, склады, фабрики, хвостохранилища, технологические емкости, дороги, объекты инфраструктуры и энергетики и т.д.);
• необходимость рекультивации нарушенных земель;
• зависимость от климатических условий района ведения работ.

Основные этапы разработки коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов открытым способом включают:

• горно-подготовительные работы;
• подготовку горных пород к выемке — отделению горных пород (или полезных ископаемых) от массива с одновременным ее механическим, или взрывным, рыхлением;
• погрузку горной массы в транспортные средства, транспортирование горной массы из забоев на промышленную площадку или склады железнодорожным транспортом, автомобилями, конвейерами, гидротранспортом, подвесными канатными дорогами и др.;
• размещение пустых пород в отвалах, планирование отвалов, рекультивацию в соответствии с планом развития горных работ.

Кроме основных технологических процессов на карьерах выполняются вспомогательные работы. Все основные производственные процессы объединяются в единую технологическую схему открытых горных работ на месторождении.

Наиболее распространенными являются классификации:

• профессора Е.Ф. Шешко — по направлению перемещения вскрышных пород в отвалы;
• академика Н.В. Мельникова — по способу транспортирования вскрышных пород на отвалы;
• академика В.В. Ржевского — по направлению продвигания фронта работ.

2.1.4 Первичная переработка минерального сырья

В настоящее время основная часть мировых запасов золота, серебра и металлов платиновой группы и их промышленной добычи приходится на коренные породы, находящиеся в недрах в виде монолитной горной массы. Разработка коренных (рудных) месторождений сопряжена с дорогостоящими процессами добычи и рудоподготовки минерального сырья, определяющими необходимость использования значительных масштабов производства. Поэтому разработке подвергают достаточно крупные месторождения (например, с запасами по золоту не менее ~ 0,5 т) со строительством крупнотоннажных мощностей (0,05 — 50 млн. т минерального сырья в год) по первичной переработке, обеспечивающих рентабельность производства.

Массовое содержание золота и серебра в коренных породах, подвергаемых промышленной первичной переработке, составляет относительно малую величину — обычно 0,5 — 50 г/т и 0,5 — 500 г/т, соответственно. Это определяет высокую вариативность, а зачастую и уникальность применяемых технологий. Существенное влияние на применяемую технологию оказывают формы нахождения полезных компонентов в минеральном сырье (свободная, крупная, тонкая, упорная, неупорная). Кроме того, горные породы, составляющие основную массу минерального сырья, проявляют различные технологические свойства, что в значительной степени определяет выбор рациональной технологии первичной переработки.

Технологии, применяемые на обогатительных фабриках, подразумевают первичную переработку минерального сырья и отличаются относительно высокой интенсивностью (по сравнению с геотехнологиями), позволяющей перерабатывать минеральное сырье за относительно небольшое время (продолжительность производственного цикла — 0,1 — 10 суток) с достаточно высоким сквозным извлечением металла, которое обычно составляет 70% — 95% ([26], [27], [28], [29]).

При этом переделы первичной переработки минерального сырья (рудо- и пульпоподготовка, сорбционное выщелачивание минерального сырья или хвостов обогащения) отличаются большой производительностью от десятков тысяч тонн до нескольких десятков миллионов тонн в год, в то время как переделы получения готовой продукции характеризуются периодическим малотоннажным производством с выпуском металла от десятков килограмм до нескольких тонн в год.

Критически важной является высокая технологическая и экономическая эффективность, экологическая безопасность переделов первичной переработки минерального сырья, которые обычно составляют преобладающую долю затрат на производство (50% — 95%).

На переделах первичной переработки богатых концентратов и получения готовых слитков лигатурного металла обычно имеют дело с небольшими объемами богатых золото- и серебросодержащих продуктов, первичная переработка которых занимает малую долю общефабричных эксплуатационных затрат. Поэтому приоритетным на этих переделах является максимальное извлечение драгоценного металла, для чего могут быть использованы относительно дорогостоящие методы вскрытия сульфидного минерального сырья (автоклавное окисление, бисерный помол и др.) и пирометаллургического получения готовой продукции (обжиг, плавка). Могут применяться чисто обогатительные или чисто гидрометаллургические методы (с малотоннажным пирометаллургическим переделом получения готовой продукции) либо их различные комбинации.

2.1.4.1 Рудоподготовка и пульпоподготовка

Складирование и усреднение минерального сырья

Складирование и усреднение минерального сырья производится на рудном складе, обычно с расположенным на нем дробильным комплексом. Шихтовочные и погрузочные работы производятся колесными погрузчиками и бульдозерами.

Предобогащение и сортировка минерального сырья

Предобогащение позволяет выделить из минерального сырья пустую породу с отвальным содержанием драгоценного металла и исключить ее из процесса первичной переработки.

Сортировка минерального сырья позволяет разделить ее на сорта по содержанию ценного компонента либо по технологическим свойствам с раздельной первичной переработкой полученных сортов по различным оптимальным технологиям (например, кучное выщелачивание бедного сорта минерального сырья и фабричное выщелачивание богатого). Практика осуществления обоих процессов аналогична.

Содержание драгоценных металлов в минеральном сырье (миллионные доли) является низким для прямого экспресс-анализа извлекаемых компонентов, поэтому чаще используют разделение по косвенным признакам, например, по оптическим (цвет, блеск и др.), или рентгенометрическим характеристикам вмещающих минералов (рентгенорадиометрическая и фотометрическая сепарация).

Для предобогащения и сортировки используют сепараторы специальной конструкции. Сортировка ведется в автоматическом режиме в потоке движущихся на конвейере или свободно падающих кусков минерального сырья крупностью от плюс 20 до плюс 100 мм. Фото- или рентгенометрические датчики настроены на регистрацию определенного участка спектра поглощения или испускания движущихся кусков минерального сырья. В случае удовлетворения спектра заданным условиям происходит автоматическая отсечка выбранного куска минерального сырья. Отсечку производят механическим (специальными бойками) или пневматическим (потоком сжатого воздуха) способами.

Рудоподготовка и пульпоподготовка

Рудоподготовка является одной из основных операций первичной переработки коренных пород. Основная ее задача состоит в получении продукта заданной крупности, обеспечивающей достаточно полное раскрытие ценных компонентов. Эта задача решается путем дробления и измельчения минерального сырья.

Дробление руды до оптимальной крупности чаще всего проводится в несколько стадий. Чем крупнее исходный материал и чем мельче конечная крупность, тем сложнее схема рудоподготовки. Операции дробления и особенно тонкого измельчения энергоемки, расходы на них составляют значительную долю общих затрат на первичную переработку минерального сырья 40% — 60%). Для первичного дробления минерального сырья наиболее распространены щековые и конусные дробилки, для мелкого — короткоконусные, реже молотковые или валковые дробилки, работающие в цикле с грохотами.

Дробление минерального сырья обычно осуществляют в одну, две или три стадии. На первой стадии (крупное дробление), используемой практически на всех золото- и серебродобывающих предприятиях, минеральное сырье забойной крупности с максимальным размером куска 500 — 1200 мм дробят до крупности 100 — 350 мм, которая может быть переработана методом мокрого само- или полусамоизмельчения в мельницах, либо подвержена дальнейшему среднему дроблению (вторая стадия) до крупности 30 — 100 мм и тонкому дроблению (третья стадия) до крупности 5 — 30 мм.

На первой и второй стадиях обычно используют щековые или конусные дробилки, на третьей — конусные, валковые, шнеко-зубчатые и др. Обычно целесообразным является межстадийное грохочение и классификация для вывода материала готовой крупности.

Выбор типа дробилок зависит от технологических свойств минерального сырья и производительности предприятия.

Измельчение золото- и серебросодержащего минерального сырья и продуктов их обогащения чаще всего осуществляют в водной среде в шаровых мельницах, мельницах само- и полусамоизмельчения барабанного типа различной конструкции.

Наибольшее распространение получило двух- и трехстадийное измельчение с самоизмельчением либо полусамоизмельчением на первой стадии до крупности 2 — 50 мм и шаровым измельчением на второй и третьей стадиях до крупности 0,04 — 0,5 мм. Возможен вариант использования только шарового помола с заменой первой стадии измельчения на тонкое дробление.

Шаровые мельницы и мельницы само- и полусамоизмельчения практически всегда работают в цикле с классификаторами (грохота, спиральные классификаторы, гидроциклоны и др.), что позволяет увеличить производительность мельниц без увеличения расхода энергии. Циркуляционная нагрузка при само- и полусамоизмельчении может составлять 30% — 300%, при шаровом измельчении — 70% — 700%.

При самоизмельчении мелющей средой являются куски самого минерального сырья крупностью минус 200 — 500 мм. Разновидностями самоизмельчения являются рудно-галечное измельчение, где измельчение ведется специально выделенной прочной фракцией минерального сырья (галей) крупностью 30 — 300 мм и полусамоизмельчение, где к измельчаемому минеральному сырью добавляют крупные стальные шары диаметром 50 — 100 мм в количестве 10% — 20% от рабочего объема мельницы.

Мельницы само- и полусамоизмельчения имеют увеличенное соотношение диаметра к длине мельницы. Диаметр мельниц самоизмельчения может составлять 5 — 12 м, рабочий объем — 20 — 500 м3, энергопотребление — 0,1 — 15 МВт.

Шаровый помол применяется для измельчения минерального сырья до крупности менее 0,04 — 0,5 мм, что сопряжено с существенными энергозатратами, составляющими обычно 30% — 60% общих затрат на первичную переработку минерального сырья. Измельчающей средой обычно являются стальные или чугунные шары диаметром 25 — 175 мм, загрузка которых составляет 30% — 40% от рабочего объема мельницы. Измельчение продукта осуществляется за счет ударов падающих шаров, а также за счет истирания между ними.

Диаметр промышленных шаровых мельниц может составлять 0,5 — 8 м, рабочий объем — 1 - 720 м3, энергопотребление — 0,05 — 16 МВт.

Пульпоподготовка подразумевает обычно обезвоживание пульпы до массовой доли твердого, необходимой для проведения последующих операций. Пульпоподготовка может применяться как для продуктов, направляемых на первичную переработку (минеральное сырье, концентраты или хвосты обогащения), так и для хвостов первичной переработки, направляемых в хвостохранилища или технологические емкости (например, фильтрация хвостов цианирования).

Широко распространены при первичной переработке золото- и серебросодержащего минерального сырья процессы классификации. При многостадийном дроблении и измельчении минерального сырья они позволяют выделять фракцию готовой крупности, что минимизирует холостую нагрузку на дробильно-измельчительное оборудование (повышает энергоэффективность производства) и позволяет избежать переизмельчения минерального сырья, которое в ряде случаев является не только бесполезным, но и вредным, т.к. снижает показатели извлечения ценных компонентов.

Часто процесс классификации по крупности сопряжен с обогащением материала, что широко используется на практике. Гидрометаллургические сорбционные процессы практически всегда сопряжены с процессами классификации, позволяющими отделить гранулированный сорбент (0,8 — 3,0 мм) от основной массы минерального сырья или механических примесей.

Для классификации крупных продуктов (20 — 200 мм) обычно применяют вибрационные и барабанные грохота, работающие по принципу просеивания материала через сито или решетку (соединенные с механическим приводом), с раздельным сбором продуктов, прошедших и не прошедших через сито. Грохота могут классифицировать как сухой материал, так и пульпы.

Для классификации продуктов средней крупности (2 — 20 мм) применяют вышеуказанные аппараты, а также спиральные, реечные и чашевые классификаторы, основанные на более быстром осаждении в пульпе крупных песков под действием силы тяжести. Пески осаждаются в нижней части классификатора и отделяются при помощи специального механизма, слив классификатора, содержащий более тонкие частицы, разгружается через верхнюю часть аппарата.

Для классификации тонких продуктов (крупностью 0,02 — 2 мм) наиболее широкое распространение получили гидроциклоны различной конструкции, работающие по принципу разделения частиц твердой фазы в центробежном поле, создаваемом вращающимся потоком пульпы. Обычно применяют не один гидроциклон, а несколько гидроциклонов меньшего размера (кластер гидроциклонов), что позволяет повысить технологическую эффективность процесса классификации при значительном уменьшении эксплуатационных затрат.

Гидроциклоны кроме классификации рудного материала по крупности также способны разделять его по плотности, т.е. выполнять функции гравитационных аппаратов. Это используется для обесшламливания минерального сырья и концентратов, что в некоторых случаях позволяет достичь существенного экономического эффекта за счет улучшения технологических показателей последующих переделов первичной переработки и сокращения объемов производства.

Для отделения пульпы от гранулированных искусственных сорбентов крупностью 0,8 — 3 мм при сорбционном выщелачивании обычно применяют грохочение пульпы на вибрационных, барабанных и статичных грохотах (дренажах), оборудованных сеткой с размером ячейки 0,6 — 0,8 мм.

Сгущение и отстаивание пульп

Практически на всех золото- и сереброизвлекательных фабриках, применяющих гидрометаллургические технологии, используют процессы сгущения. После измельчения и классификации получаемая пульпа обычно разжижена до отношения Ж:Т = 5:1 и выше. Перед гидрометаллургической первичной переработкой целесообразным является сгущение пульпы до отношения Ж:Т = 1 — 2:1. Сгущению могут подвергаться также хвосты обогащения с целью возврата оборотной воды на фабрику.

В результате осаждения твердых частиц верхние слои пульпы освобождаются от твердой фазы, образуя осветленный слой. Твердая фаза концентрируется в нижнем слое пульпы. Более тонкие частицы (шламы, илы) оседают медленно вследствие малой скорости осаждения и электрофизических явлений, вызывающих их взаимное отталкивание.

Для увеличения скорости осаждения используют коагулянты и флокулянты, приводящие к агрегации осаждаемых частиц за счет нейтрализации их одноименных электрических зарядов. В качестве коагулянта чаще применяют известь, так как при последующем цианировании она одновременно является защитной щелочью и не допускает выделения синильной кислоты (гидроцианида) и перерасхода цианида натрия.

Флокулянты представляют собой высокомолекулярные полимерные электролиты, адсорбирующиеся на осаждаемых частицах и способствующие образованию макромолекулярных связей между ними и, как следствие, агрегатов (флокул). Применение флокулянтов наиболее эффективно, так как многократно интенсифицирует процесс сгущения. Известны катионные, анионные и неионные флокулянты, подбираемые эмпирически и экспериментально для требуемых целей.

Сгущение (осаждение частиц) происходит под действием силы тяжести в ламинарном потоке. Удельная производительность сгущения (0,5 — 50 т/м2·сут) и массовая доля твердого в сгущенной пульпе (30% — 70%) в первую очередь зависят от физико-химических свойств минерального сырья (крупность твердой фазы, плотность и химический состав твердой и жидкой фаз, отношение Ж:Т и др.), типа используемых аппаратов и реагентов для сгущения.

Для сгущения крупнотоннажных потоков пульпы обычно применяют непрерывно действующие аппараты различных типов: радиальные сгустители с центральным и периферийным приводами, скоростные, пастовые и пластинчатые сгустители.

Для осветления небольших объемов богатых золотосодержащих растворов (или растворов, содержащих богатые шламы) могут быть использованы обычные баки периодического действия или отстойники другого типа. Осветление относительно больших количеств бедных растворов (например, растворов кучного выщелачивания) проводят также в прудах-отстойниках.

Отстаивание пульп и осветление растворов происходит в хвостохранилищах и/или технологических емкостях фабрик, что позволяет возвращать осветленные воды в производственный цикл и играет ключевую роль в организации оборотного водоснабжения предприятия.

Фильтрование пульп

Процесс фильтрования (фильтрации) пульп часто применяется при промышленном извлечении золота и серебра. Суть процесса заключается в разделении твердой и жидкой фаз с помощью пористой перегородки, через которую жидкая фаза проходит, а твердая нет. Разность давлений по обе стороны перегородки создается нагнетанием или вакуумированием, либо, в простейшем случае, под действием силы тяжести. В результате образуется относительно чистый фильтрат и влажный осадок (кек).

Фильтрацию обычно проводят с целью отделения растворенных драгоценных металлов или самой жидкой фазы (если фильтруют промежуточные продукты или хвосты предприятия), либо с целью удаления из пульпы вредных растворенных примесей (например, при фильтрации кислых пульп после автоклавного окисления). Иногда проводят операции промывки кека на фильтре (водой или специальным раствором) и просушки кека воздухом.

Удельная производительность фильтрации (0,2 — 20 т/м2·сут) и остаточная влажность кека (5% — 40%) зависят от физико-химических свойств минерального сырья (крупность твердой фазы, плотность и химический состав твердой и жидкой фаз, отношение Ж:Т, температура и др.), величины давления (разницы давлений) фильтрации и типа фильтрующей перегородки (обычно тканый или керамический материалы). Добавление коагулянтов и флокулянтов к пульпе обычно улучшает показатели ее фильтрации.

Для фильтрации крупнотоннажных потоков обычно используют пресс-фильтры, которые обладают достаточно большой поверхностью и производительностью фильтрации и могут фильтровать как сгущенные, так и разбавленные пульпы. Недостатком пресс-фильтров является периодический режим работы.

Для малотоннажных потоков (обычно для богатых концентратов) могут использовать пресс-фильтры, а также непрерывно действующие дисковые и барабанные вакуум-фильтры и др. Нутч-фильтры применяют в отделении готовой продукции для фильтрации малых объемов весьма богатых концентратов (например, катодных осадков и цементных осадков).

С течением времени фильтрующая перегородка засоряется мелкими частицами, проникающими в ее поры, и химическими соединениями, осаждаемыми внутри. Для регенерации фильтрующей перегородки используют механическую чистку и обработку растворами реагентов (HCl, HNO3 и др.).

Противоточная декантация

Одним из способов извлечения растворенных ценных (золото и серебро) или вредных (кислые продукты автоклавного окисления, токсичные цианидные соединения и др.) компонентов из пульп является противоточная декантация, при которой потоки твердой и жидкой фаз движутся противоточно через цепочку сгустителей, оснащенных распульповочными чанами.

При этом на каждой стадии пульпу разбавляют раствором с меньшей концентрацией растворимых компонентов и сгущают. Частично отмытый сгущенный продукт подается на следующую стадию отмывки, а раствор, обогатившийся растворимыми компонентами — на предыдущую. Число стадий противоточной декантации зависит от необходимой степени отмывки растворенных компонентов и обычно составляет 2 — 5.

Основные факторы, определяющие эффективность противоточной декантации, — это сгущаемость твердой фазы пульпы и сорбционная активность твердой фазы пульпы по отношению к извлекаемому компоненту.

К преимуществам противоточной декантации относятся простота и надежность технологии, низкие эксплуатационные затраты и лучшее качество отмывки, чем при фильтрации с промывкой кека, являющейся единственным альтернативным вариантом отмывки растворенных компонентов. К недостаткам противоточной декантации относятся большие капитальные затраты (необходимость установки сгустителей; значительные занимаемые площади); разбавление промывных растворов и снижение эффективности отмывки при сорбционной активности твердой фазы пульпы по отношению к извлекаемому компоненту.

Периодическую декантацию используют для промывки небольшого количества богатых по золоту и серебру концентратов после выщелачивания. Для этого пульпу сгущают в специальном чане и осветленный раствор декантируют (сливают). К сгущенному продукту добавляют свежую воду или раствор и после распульповки повторяют сгущение. После нескольких циклов распульповки-сгущения отмытый материал выгружают из чана, а промывные растворы направляют на извлечение металлов.

Центрифугирование

Одним из известных методов разделения твердой и жидкой фазы пульп является центрифугирование. Существуют промышленные центрифуги с периодическим и непрерывным режимом работы. На предприятиях применяется в достаточно редких случаях.

2.1.4.2 Обогащение минерального сырья

Суть процесса обогащения состоит в отделении ценных компонентов от пустой породы, а также во взаимном отделении ценных компонентов на основе различия их физических и физико-химических характеристик. Гравитационные методы основаны на высокой плотности драгоценных металлов и их минералов, которая существенно выше плотности пустой породы. Флотационные методы используют различия в поверхностных свойствах минералов (смачиваемость). Также применяются методы, основанные на различии магнитных свойств и электропроводности минералов. Зачастую целесообразным является использование простых или сложных комбинаций одного или нескольких из указанных методов.

В некоторых случаях, в зависимости от типа и технологических свойств минерального сырья, удается при первичном обогащении извлечь в концентраты 80% — 95% полезных компонентов и исключить из дальнейшей первичной переработки основную массу минерального сырья (50% — 99%), т.е. сбросить хвосты обогащения в хвостохранилище или технологическую емкость. В других случаях извлечение в концентраты оказывается ниже и возникает необходимость дополнительной первичной переработки хвостов гидрометаллургическими методами, однако и в этом случае обогащение целесообразно, если позволяет облегчить гидрометаллургическую первичную переработку хвостов. Другими словами, преимуществом обогатительных методов является возможность сокращения объема последующей переработки продуктов обогащения и повышение сквозного извлечения ценных компонентов из исходного минерального сырья за счет выделения упорных богатых концентратов, к которым могут быть применены специальные методы переработки (автоклавное окисление, окислительный обжиг и др.).

Обогащение используется для первичной переработки как исходного минерального сырья драгоценных металлов (россыпные и коренные породы), так и вторичного (доводка и первичная переработка концентратов текущей добычи, обогащение лежалых хвостов гравитации, флотации, амальгамации и др.).

Гравитационные методы

Драгоценные металлы, особенно золото, характеризуются высокой плотностью, кратно превышающей плотность вмещающих минералов, поэтому для извлечения самородных драгоценных металлов эффективны гравитационные методы. Для извлечения так называемого крупного золота с размером частиц более 0,1 мм гравитационные методы являются наиболее эффективными и приоритетными, так как позволяют выделить металл в виде быстрореализуемого концентрата. Крупное (или гравитационное) золото плохо извлекается флотационными и гидрометаллургическими методами.

Другой принципиальной возможностью является гравитационное обогащение по сульфидам, в которых часто сосредоточены золото и серебро.

При измельчении минерального сырья мельницы работают в замкнутом цикле с классификаторами. Вскрывшиеся при измельчении частицы золота практически не измельчаются в силу ковкости металла, поэтому крупные тяжелые частицы свободного золота аккумулируются в циркулирующей нагрузке (мельница-классификатор). Для вывода свободного золота на разгрузке мельницы перед классификатором обычно устанавливают гравитационные аппараты.

В современной практике для первичного обогащения минерального сырья обычно используют отсадочные машины, центробежные концентраторы, тяжелосредную сепарацию, шлюзы и др. для доводки первичных (черновых) концентратов — в основном концентрационные столы. Гидроциклоны, также выполняющие функции гравитационных аппаратов, применяют для обесшламливания и перечистки минерального сырья и концентратов.

Гравитационные концентраты, получаемые при первичной переработке коренных пород, содержат золото в количестве от 50 г/т до 5 — 10 кг/т. Обычно первичная переработка гравиоконцентратов проводится на месте получения, однако, возможен вариант с реализацией концентрата на заводы цветной металлургии, где он будет использован как флюс при плавке или конвертировании.

Отсадочные машины. Обогащение с помощью отсадочных машин основано на разделении минеральных зерен по плотности в воде, колеблющейся (пульсирующей) относительно разделяемых зерен в вертикальной плоскости. Основными параметрами отсадочной машины являются характеристика искусственной постели, частота и амплитуда пульсации, скорость восходящего потока подрешетной воды, производительность по твердому, разжижение пульпы.

Преимуществами отсадочных машин являются возможность первичной переработки неклассифицированного материала, высокая производительность по твердому на единицу поверхности, возможность работы на пульпах с большим диапазоном Ж:Т.

Недостатком является низкое качество получаемых концентратов, требующих последующей доводки, и невозможность улавливания тонкого золота крупностью менее 0,1 мм.

Центробежные концентраторы. В центробежных концентраторах материал разделяется на более и менее плотные фракции под воздействием центробежного поля, создаваемого вращением конусного ротора с рифлями и под обратным воздействием потока промывочной (флюидизирующей) воды. Более плотная фракция, обогащенная золотом и серебром, движется навстречу потоку промывочной воды к стенкам ротора, а легкая обедненная фракция вытесняется к оси вращения и уходит в хвосты. Используют аппараты различной конструкции с периодической либо непрерывной разгрузкой концентрата.

Преимуществами центробежных концентраторов являются возможность извлечения тонкого свободного золота крупностью менее 0,1 мм и высокие показатели по извлечению золота при обогащении минерального сырья относительно узких классов крупности. К недостаткам относятся невозможность эффективно обогащать сырье в широком диапазоне крупности вмещающей породы и ценных компонентов, потребность в относительно чистой воде без взвешенных частиц и высокая стоимость аппаратов.

Центробежные концентраторы широко используют не только для первичного обогащения минерального сырья, но и для обогащения и обесшламливания флотоконцентратов. При обогащении из флотоконцентрата выводят крупные золотины и сульфиды, наиболее обогащенные драгоценными металлами и перерабатываемые затем по отдельной технологии. При обесшламливании из флотоконцентрата удаляют тонкие частицы малой плотности, обедненные драгоценными металлами и зачастую вызывающие технологическую упорность минерального сырья (например, углистые шламы).

Концентрационные столы. Первичные гравиоконцентраты, получаемые на отсадочных машинах и центробежных концентраторах обычно подвергают гравитационной перечистке (доводке) с помощью концентрационных столов, на которых процесс разделения минеральных частиц по плотности происходит в тонком слое воды, текущей по слабонаклонной плоскости (деке), оснащенной рифлями и совершающей возвратно-поступательные движения. На столе образуется веер из частиц разной плотности и крупности, отдельные полосы веера собирают в разные приемники. Концентрационные столы отличаются большим многообразием форм, количества дек, типов приводного механизма и т.д.

Достоинством столов является возможность получения концентратов высокого качества при высоком извлечении золота. К недостаткам относится низкая производительность, поэтому столы, как правило, используют только в качестве перечистных аппаратов (например, для перечистки концентратов отсадочных машин и центробежных аппаратов).

Гидроциклоны. Гидроциклоны, как и центробежные концентраторы, используют для обесшламливания и обогащения минерального сырья и концентратов, что в некоторых случаях позволяет добиться существенного экономического эффекта за счет улучшения технологических показателей последующих переделов первичной переработки и сокращения объемов производства. Также гидроциклоны используются для тяжелосредной сепарации.

Тяжелосредная сепарация. В некоторых случаях тяжелосредная сепарация может быть применена для обогащения золото- и серебросодержащего минерального сырья. Процесс основан на разделении компонентов по их удельному весу в достаточной плотной жидкой или псевдожидкой среде в поле центробежных или гравитационных сил и сил сопротивления среды. Крупность перерабатываемого минерального сырья может составлять от минус 0,5 до 100 мм в зависимости от его вещественного состава и технологических свойств.

В качестве плотной (тяжелой) среды обычно используют устойчивые водные взвеси тонкодисперсных плотных веществ-утяжелителей (магнетит, ферросилиций, галенит и др. плотностью 4 — 8 г/см3 и крупностью минус 0,1 мм). Для регенерации утяжелителя продукты сепарации перечищают, например, методами, связанными с высокой магнитной восприимчивостью утяжелителя.

Применяют статические (корытные, барабанные, конусные и др.) и динамические (гидроциклоны) тяжелосредные сепараторы: в первых разделение происходит под действием силы тяжести, во вторых — под действием центробежного поля, создаваемого вращением пульпы.

Преимуществами тяжелосредной сепарации являются максимальная селективность разделения, благодаря возможности точного подбора плотности среды, и широкий диапазон крупности перерабатываемого минерального сырья. Недостатком тяжелосредной сепарации является наличие существенных потерь утяжелителя с продуктами сепарации, достигающих сотен граммов на 1,0 т переработанного минерального сырья, что приводит к снижению экономической эффективности операции.

Флотационные методы

Пенная флотация при промышленном извлечении драгоценных металлов является широко применяемым методом. В первую очередь ее высокая эффективность определяется возможностью извлечения как сульфидных минералов, обогащенных драгоценными металлами из бедного минерального сырья, хвостов гравитации, так и свободного тонкого золота.

Процесс основан на различной способности минералов удерживаться на границе раздела газовой и водной фаз. Суть процесса заключается в продувании воздуха через пульпу при интенсивном перемешивании. При этом гидрофобные частицы (обычно золото и сульфиды, обогащенные драгоценными металлами) прилипают к пузырькам продуваемого воздуха и увлекаются ими к поверхности пульпы, где их механически отделяют. Гидрофильные частицы остаются в слое пульпы, происходит селекция минералов.

Для некоторых типов минерального сырья целесообразным является предварительное флотационное обогащение с целью удаления компонентов, вредящих последующей первичной переработке (углистое вещество, минералы меди, сурьмы и др.).

При флотации широко используют различные реагенты, изменяющие поверхностные свойства разделяемых минералов и позволяющие управлять процессом. Применяют различные собиратели, селективно гидрофобизирующие поверхность целевых минералов: ксантогенаты (бутиловый, амиловый, этиловый) и аэрофлоты и др. Вспенивателями служат сосновое масло, реагенты Т-66, Т-92 и др. Также используют активаторы поверхности целевых минералов (медный купорос и др.) и подавители флотации пустой породы (жидкое стекло и др.).

Оптимальные параметры флотационного обогащения минерального сырья зависят от его технологических свойств и отличаются большим разнообразием.

Крупность материала, подаваемого на флотацию, как правило, составляет от минус 0,1 до минус 0,5 мм. Выход концентрата составляет до 10% — 15% от массы исходного минерального сырья и его первичная переработка обходится значительно дешевле. Кроме того, к концентрату могут быть применены специальные методы первичной переработки, снижающие или устраняющие его упорность и позволяющие повысить сквозное извлечение драгоценных металлов.

Скоростная флотация используется в цикле измельчения и классификации руды. Процесс проводится в специальном оборудовании в «энергонасыщенном» режиме на грубом материале, что позволяет извлекать крупное «гравитационное» золото и грубоизмельченные сульфидные минералы, однако, в большинстве случаев с такими задачами хорошо справляются более дешевые гравитационные методы обогащения.

2.1.4.3 Вскрытие сульфидного минерального сырья и концентратов

Многие породы и концентраты содержат драгоценные металлы в виде тонких вкраплений (менее 10 мкм) в сульфидные и реже иные минералы. Если шаровый помол такого минерального сырья до крупности минус 0,04 — 0,1 мм не дает приемлемой степени вскрытия целевых компонентов для их последующего выщелачивания, то такое сырье считают упорным и применяют для его первичной переработки специальные методы деструкции сульфидной (или иной) составляющей матрицы минералов.

Ниже описаны применяемые в промышленной практике гидрохимические, бактериально-химические и механохимические методы вскрытия сульфидного минерального сырья, а также другие специальные методы предварительной обработки, предваряющие процесс непосредственного выщелачивания драгоценных металлов.

Автоклавное выщелачивание

Жидкофазное автоклавное выщелачивание заключается в обработке пульпы техническим кислородом (редко кислородом воздуха) при температуре 100 — 200 °C и давлении 0,2 — 2 МПа в условиях перемешивания. При этом большинство сульфидных минералов окисляются до водорастворимых сульфатов. Например, для пирита характерна следующая реакция окисления:

4FeS2 + 15O2 + 2H2O = 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO4. (2.1)

Золото же в этих условиях практически нерастворимо, оно вскрывается, высвобождается и становится доступным для последующего выщелачивания. После окисления сернокислые пульпы выдерживают 1 — 2 ч при температуре 90 °C для частичного гидролиза солей железа и «состаривания», дегидратации и уплотнения образуемых осадков. Затем пульпу охлаждают, отмывают водой от растворенных сернокислых примесей. Окисленный продукт направляют на выщелачивание золота, которое чаще всего проводится методом цианирования после предварительного защелачивания. Также могут быть использованы нецианидные растворители.

Серебро также достаточно хорошо вскрывается в автоклавных условиях, однако, при снижении температуры и давления часть серебра соосаждается с паразитными соединениями и пассивируется для последующего выщелачивания. Разработаны и применяются способы минимизации данного явления.

Для окисления используют технический кислород, получаемый на специальном оборудовании (криоректификационные, адсорбционные и мембранные кислородные станции).

К преимуществам автоклавного окисления сульфидов относится его высокая технологическая эффективность: продолжительность окисления составляет 1 — 3 ч при степени окисления сульфидов более 90%, что обычно обеспечивает максимальное извлечение золота по сравнению с другими способами предварительно вскрытия.

К недостаткам технологии относится высокий расход реагентов (O2 на окисление, CaCO3 и CaO на нейтрализацию образующейся сернокислой жидкой фазы), сопоставимый с массой окисляемых сульфидов, необходимость использования дорогого кислотоупорного оборудования, работающего под давлением.

Существуют другие разновидности автоклавного окисления, например, в щелочной среде или с добавкой других реагентов (хлориды, тиосульфаты).

Для окисления используются автоклавы периодического и непрерывного действия.

Бактериальное выщелачивание

Бактериальное выщелачивание является довольно распространенным методом вскрытия золото- и серебросодержащего сульфидного минерального сырья с тонковкрапленными (тонкодисперсными) полезными компонентами. Суть процесса заключается в окислении сульфидных минералов кислородом воздуха при помощи особых видов бактерий (обычно тионовые железобактерии Thiobacillus ferrooxidans), которые существенно интенсифицируют процесс.

Обычно окислению подвергают флотационные концентраты с содержанием сульфидов, составляющим несколько десятков процентов. Вместе с тем, процесс бактериального окисления может быть использован для сульфидного и малосульфидного минерального сырья (в том числе в режиме кучного выщелачивания). Бактериальное окисление обычно ведут в агитационном режиме при аэрации пульпы, температуре 25 °C — 40 °C, отношении Ж:Т ~= 5:1 и значении pH 1 — 3.

К преимуществам процесса относится возможность достаточно полного безавтоклавного окисления сульфидов без использования кислорода (только воздуха) до степени, обеспечивающей высокое извлечение золота при последующем сорбционном выщелачивании.

К недостаткам процесса относится его низкая интенсивность — минимальная продолжительность окисления составляет обычно несколько суток. Кроме того, для процесса характерны высокие эксплуатационные затраты, связанные с большим расходом реагентов на последующее сорбционное выщелачивание окисленного продукта (из-за присутствия в пульпе элементной серы) и обезвреживание сернокислой жидкой фазы, необходимостью использования кислотоупорного оборудования и дорогостоящего передела «разведения» бактерий для постоянного поддержания процесса.

Известково-кислородное окисление

В ряде случаев при промышленной первичной переработке упорных золото- и серебросодержащих сульфидных концентратов целесообразным является частичное окисление сульфидов кислородом в мягких условиях при атмосферном давлении, что позволяет существенно сократить расходы реагентов на нейтрализацию сернокислой жидкой фазы по сравнению с автоклавным или бактериальным методом при незначительной потере в извлечении золота.

Процесс окисления сульфидов кислородом при нормальном давлении и температуре протекает весьма медленно. Для интенсификации процесса применяют ряд приемов. Обычно концентраты предварительно подвергают бисерному помолу до крупности 5 — 20 мкм. Окисление ведут в агитационном автогенном режиме при температуре 50 °C — 90 °C. В качестве окислителя используют технический кислород (95% O2), для повышения степени использования которого применяют сложные керамические и механические диспергаторы. Кроме того, процесс проводят при добавках извести (CaO) или известняка (CaCO3), поддерживая pH на уровне 4 — 12, что обеспечивает постоянное удаление из жидкой фазы пульпы продуктов реакции (серной кислоты, сульфатов железа и др.). Осаждаемые продукты являются рыхлыми и практически не препятствуют последующему выщелачиванию драгоценных металлов.

Например, реакцию известково-кислородного окисления пирита можно представить следующим образом:

4FeS2 + 15O2 + 2H2O + 8CaO = 4FeO(OH) + 8CaSO4. (2.2)

В редких случаях для окисления вместо кислорода может быть использован воздух или озон. После окисления сульфидов до достаточной степени (30% — 70%) пульпу защелачивают до значения pH = 10 — 11 и цианируют.

Преимуществами предварительного жидкофазного окисления сульфидных концентратов при атмосферном давлении являются снижение расхода реагентов (O2, CaCO3 или CaO) по сравнению с автоклавным и бактериальным методами окисления и снижение расхода реагентов на цианирование окисленных концентратов.

К недостаткам процесса относится его низкая интенсивность (продолжительность может составлять 4 — 72 ч), низкая степень использования кислорода (20% — 70%) и необходимость использования дорогостоящего сверхтонкого (бисерного) помола.

Кислотно-кислородное окисление

В редких случаях для окисления золото- и серебросодержащих сульфидов может быть использован процесс кислотно-кислородного выщелачивания, который основывается на достаточно быстром окислении сульфидных золото- и серебросодержащих минералов азотной кислотой (и оксидами азота), непрерывно регенерируемой в ходе процесса при использовании кислорода. Например, реакции окисления пирита кислородом можно представить следующим образом:

2FeS2 + 10HNO3 = Fe2(SO4)3 + 2H2SO4 + 10NO + 4H2O; (2.3)

4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3. (2.4)

Обычно процесс окисления сульфидных минералов проводят в агитационном режиме при атмосферном давлении, температуре около 80 — 100 °C, времени окисления 1 — 2 ч, концентрации азотной кислоты 10 — 100 г/л и отношении Ж:Т = 5 — 10:1.

Основными преимуществами процесса кислотно-кислородного окисления являются высокие показатели окисления сульфидов и вскрытия ценных компонентов.

К недостаткам этого процесса, как и любого другого кислого процесса, является высокий расход реагентов (азотной кислоты, нитратов или нитритов) на нецелевое растворение пустой породы и на нейтрализацию (известняк и известь) кислых жидких фаз, образующихся в процессе производства.

Сернокислотное выщелачивание

Сернокислотное выщелачивание может быть использовано в ряде случаев как предварительная операция для удаления примесей (цветных металлов и др.), усложняющих извлечение золота и серебра из минерального сырья (в т.ч. концентраты обогащения, цементные осадки и др.).

Для тонкоизмельченных продуктов (минеральное сырье и концентраты) обычно применяют пульповой процесс в агитационном режиме. Также возможен вариант с кучным сернокислотным выщелачиванием дробленого минерального сырья.

Условия обработки существенно отличаются в зависимости от технологических свойств и вещественного состава минерального сырья. Сернокислые растворы после выщелачивания могут быть подвергнуты селективному извлечению выщелоченных компонентов (например, меди и цинка), если это является рентабельным.

Сульфидно-щелочное выщелачивание

Сульфидно-щелочное выщелачивание применяют для первичной переработки концентратов, содержащих сурьму с тонковкрапленными драгоценными металлами. Процесс основан на способности сульфидно-щелочных растворов (Na2S и NaOH) растворять сульфидные и окисленные минералы сурьмы, например:

Sb2S3 + 3Na2S = 2Na3SbS3; (2.5)

Sb2O3 + 3Na2S = Na3SbS3 + Na3SbO3. (2.6)

Процесс выщелачивания проводят в агитационном режиме в течение нескольких часов при отношении Ж:Т = 5 — 10:1 и температуре (80 — 100 °C). Драгоценные металлы преимущественно остаются в нерастворимом остатке, для их извлечения остаток цианируют или подвергают другим видам извлечения.

Защелачивание и известковая обработка пульп

Известковая обработка пульп (известкование) используется в ряде случаев при первичной переработке золото- и серебросодержащего минерального сырья. Ее часто используют для защелачивания минерального сырья перед цианированием (и в ходе цианирования) и на других операциях (например, при хлорировании цианистых отходов, кондиционировании растворов).

При защелачивании сильнокислых продуктов (после автоклавного, бактериального и кислотно-кислородного окисления и др.) целесообразным является предварительная обработка более дешевым известняком (CaCO3), позволяющим довести значение pH пульпы до 6. Для защелачивания пульп до значения pH = 12 используют известь (CaO).

Поскольку эти реагенты имеют ограниченную растворимость в воде, их готовят и используют в виде взвеси (пульпы) с массовой долей твердого 10 — 20%. Комовые реагенты предварительно измельчают и классифицируют на оборудовании, аналогичном рудному. Полученную взвесь подают в пульпу, которую агитируют в периодическом или непрерывном режиме в течение 1 — 10 ч, осуществляя контроль pH при помощи добавления вышеуказанных реагентов.

При известковой обработке, предшествующей цианированию, доводят pH пульпы до значения 10,5 — 12,0. Для сульфидных концентратов проводят известковую обработку при активной аэрации пульпы, которая позволяет насытить пульпу кислородом, снизить расход NaCN на цианирование и повысить эффективность выщелачивания полезных компонентов.

Известковую обработку часто применяют как предварительную операцию перед цианированием для стабилизации pH пульпы в щелочной области и насыщения ее кислородом. Обработку проводят в агитационном режиме при значении pH 10 — 12.

Сверхтонкий помол

Сверхтонкий помол (до крупности 5 — 40 мкм) обычно применяют для относительно богатых (10 — 100 г/т) упорных золото- и серебросодержащих концентратов (содержащих тонковкрапленные ценные компоненты) как операцию предварительного вскрытия перед цианированием или жидкофазным окислением.

Помимо прямого механического разрушения минералов, вскрытия полезных компонентов, сверхтонкий помол приводит к механоактивации их поверхности. При этом происходит искажение естественной кристаллической структуры минералов, что способствует вскрытию драгоценных металлов, находящихся на межкристаллических плоскостях. Увеличение площади поверхности сульфидных минералов приводит к увеличению их реакционной способности в процессах последующего жидкофазного окисления.

Для сверхтонкого помола могут быть применены бисерные, шаровые, вибрационные, струйные и планетарные мельницы, однако, на практике в основном используют бисерные и шаровые. Использование обычных шаровых мельниц в цикле с классификаторами в особых режимах целесообразно при измельчении до крупности 20 — 40 мкм. Дальнейшее снижение крупности шарового помола приводит к экспоненциальному росту энергозатрат и он не применяется.

Бисерные мельницы состоят из стационарной цилиндрической камеры, оснащенной ротором (мешалкой) и заполненной мелкими шариками (бисером) на 70% — 85% объема. При вращении ротора происходит движение бисера, который измельчает и активирует частицы материала. Высокая эффективность бисерного помола определяется большой площадью контакта между измельчающей средой и измельчаемым материалом, а также большой энергонасыщенностью процесса.

Для измельчения используют бисер из плотных керамических материалов (силикаты и оксиды циркония и гафния и др.) крупностью 0,5 — 5,0 мм.

Промышленные бисерные мельницы работают в непрерывном проточном режиме, для чего они имеют устройство непрерывного отделения бисера от измельченной пульпы.

Крупность минерального сырья, подаваемого на бисерный помол, должна составлять минус 0,1 мм. В этом случае он отличается достаточно высокой пропускной способностью и высоким коэффициентом использования энергии.

Преимуществом сверхтонкого помола является заметное повышение извлечения ценных компонентов при последующем цианировании либо заметное увеличение эффективности последующего жидкофазного окисления сульфидов.

К недостаткам способа относится кратное увеличение расхода реагентов на прямое цианирование измельченных продуктов, увеличение сорбционной активности твердой фазы пульпы, высокая вязкость сверхтонких пульп, требующая большего их разбавления (до отношения Ж:Т = 3 — 4:1), высокая стоимость бисерных мельниц и расходных материалов.

2.1.4.4 Растворение (выщелачивание) драгоценных металлов

Подавляющее большинство золото- и серебросодержащего минерального сырья и концентратов содержит значительное количество полезных компонентов в виде мелких частиц (менее 0,1 мм), которые практически невозможно сконцентрировать обогатительными методами до приемлемой степени. Поэтому весьма часто применяют гидрометаллургические методы, включающие процесс растворения драгоценных металлов с последующим их извлечением из пульп и растворов.

Цианирование (цианидное растворение)

Цианирование является наиболее распространенным промышленным способом извлечения драгоценных металлов. По различным оценкам, от 75% до 85% мировой добычи золота связано с использованием технологии цианирования.

Сущность процесса заключается в выщелачивании драгоценных металлов цианидами (в основном NaCN) в присутствии кислорода, например:

4Au + 8CN- + O2 + 2H2O = 4[Au(CN)2]- + 4OH-. (2.7)

Для серебра реакция аналогична.

К достоинствам цианирования относятся:

• высокая селективность растворителя по отношению к золоту и серебру, возможность вести выщелачивание как при больших (1 — 20 г/л), так и малых (0,01 — 1 г/л) концентрациях CN- и, как правило, небольшой расход NaCN;
• простота аппаратурного оформления процесса и возможность использования обычных конструкционных материалов вследствие неагрессивности растворителя;
• эффективные и проверенные промышленной практикой методы извлечения металлов (сорбция-десорбция, цементация) и обезвреживания (детоксикации, нейтрализации) цианистых растворов и пульп (хлорирование, озонирование, разложение сернистым газом или метабисульфитом, биологическая очистка, ионный обмен и др.);
• универсальность технологии для продуктов разнообразного вещественного состава с широким диапазоном содержаний драгоценных металлов от 0,1 — 0,3 г/т до 5 — 10 кг/т.

Поскольку для растворения драгоценных металлов необходим кислород, то проводят насыщение пульпы кислородом, чаще всего посредством аэрации, т.е. продувая воздух через пульпу. В некоторых случаях целесообразна продувка через пульпу технического кислорода, что повышает эффективность выщелачивания, но увеличивает эксплуатационные расходы.

Используемые в качестве реагентов цианидные соли подвержены гидролизу в водных растворах:

CN- + H2O = HCN + OH-. (2.8)

Для подавления гидролиза используют щелочные реагенты, в основном CaO и NaOH. Применение этих реагентов в количестве 0,3 — 3 кг/т обычно позволяет существенно сократить степень гидролиза цианидных солей и как следствие снизить выделение синильной кислоты (HCN). Наиболее часто для данных целей применяют известь, так как она одновременно является коагулянтом при сгущении.

Некоторые рудные минералы (сульфиды, минералы меди, сурьмы, мышьяка и др.) отрицательно влияют на процесс цианирования, вызывая повышенный расход цианида, обескислороживание, образование пассивирующих пленок на поверхности драгоценных металлов и др. Поэтому вещественный состав руд драгоценных металлов, который отличается огромным разнообразием, является одним из основных факторов, определяющих технологию и показатели их первичной переработки.

Для минерального сырья и концентратов различного вещественного состава условия цианирования в большинстве случаев находятся в следующих диапазонах: отношение Ж:Т = 1 — 3:1, концентрация NaCN — 0,1 — 20 г/л, расход NaCN — 0,3 — 30 кг/т, продолжительность выщелачивания — 4 - 72 ч, значение pH — 9 - 13. В особых случаях используют цианирование при повышенной температуре 30 — 80 °C.

Нецианидное растворение

В некоторых случаях применение цианидов для промышленного извлечения драгоценных металлов является невозможным или нежелательным в силу технологических либо экологических причин. В таких случаях могут быть использованы нецианидные растворители, такие как тиокарбамид, тиосульфаты, галоген-галогенидные системы и др.

Тиокарбамидное выщелачивание проводят в присутствии достаточно мягкого окислителя, способного окислить драгоценные металлы, но не окисляющего тиокарбамид (обычно водорастворимые соли Fe3+ или дисульфид формамидина). Значение pH среды поддерживают с помощью H2SO4 на уровне 1 — 4 с целью предотвращения гидролиза тиокарбамида и образующихся комплексов драгоценных металлов. Процесс растворения золота в присутствии Fe3+ выражается следующей реакцией:

Au + 2CS(NH2)2 + Fe3+ = [Au(CS(NH2)2)2]+ + Fe2+. (2.9)

Для серебра реакция аналогична.

К преимуществам тиокарбамирования (по сравнению с цианированием) относится меньшая токсичность тиокарбамида, значительно большая скорость выщелачивания золота и особенно серебра. Тиокарбамидные растворы эффективно выщелачивают серебро из природных сульфидов, в отличие от цианидных растворов. В некоторых случаях тиокарбамирование является более селективным методом извлечения драгоценных металлов, чем цианирование (например, для золото-сурьмяных продуктов).

Недостатками является необходимость поддержания концентрации тиокарбамида на уровне 5 — 20 г/л, что в сочетании с его низкой химической устойчивостью приводит к большому расходу реагента, на уровне 10 — 50 кг/т. Часто использование серной кислоты приводит к существенному нецелевому растворению вмещающих минералов. Кислые пульпы отличаются трудной сгущаемостью и фильтруемостью, вызывают необходимость использования более дорогой кислотостойкой аппаратуры.

Тиосульфатное выщелачивание золота проходит по реакции:

4Au + 8S_{2}O_{3}^{2 -} + O_{2} + 2H_{2}O = 4[Au(S_{2}O_{3})_{2}]^{3 -} + 4OH^{-}. (2.10)

Для серебра реакция аналогична.

Для тиосульфатного выщелачивания в агитационном режиме характерно достаточно большое разбавление пульпы до отношения Ж:Т = 3 — 10:1, а также большие концентрации (5 — 20 г/л) и расходы (10 — 100 кг/т) реагентов (Na2S2O3, (NH4)2SO3, NH4OH, Cu2+), что является существенным недостатком технологии.

К преимуществам тиосульфатного выщелачивания относится меньшая токсичность выщелачивающих растворов и возможность более селективного выщелачивания драгоценных металлов из некоторых типов упорного для цианирования минерального сырья (содержащего Mn, Cu, Sb, Se, Te, сульфиды серебра и др.).

К недостаткам относятся высокие рабочие концентрации и расход реагентов, в том числе на последующее обезвреживание.

Галоген-галогенидные (хлор-хлоридные, бром-бромидные и йод-йодидные) растворы могут быть применены для выщелачивания золота и серебра. Выщелачивание золота основано на образовании золото-галогенидных комплексов, например, золото-хлоридного:

2Au + 3Cl₂ + 2Cl- = 2[AuCl4]-. (2.11)

В качестве окислителей выступают элементные галогены или их кислородные соединения (Cl2, Br2, I2, NaClO, Ca(ClO)2, NaBrO3 и др.), комплексообразователем являются галогенид-ионы, вводимые в выщелачивающий раствор в виде солей щелочных металлов (NaBr, NaCl, NaI).

Более эффективно галоген-галогенидное выщелачивание проходит в кислой среде (pH = 2 — 5) при концентрации активных галогенов 1 — 10 г/л; галогенид-ионов 5 — 20 г/л. В этих условиях кинетика выщелачивания драгоценных металлов выше, чем при цианировании.

Наиболее перспективным является хлор-хлоридное выщелачивание с применением гипохлоритов (ClO-). Оптимальные условия выщелачивания и извлечения металлов из получаемых растворов и пульп подбираются отдельно для каждого типа минерального сырья.

К недостаткам галоген-галогенидного выщелачивания относятся: высокие рабочие концентрации и расход реагентов, высокая химическая активность элементарных галогенов, вызывающая нежелательное растворение многих рудных минералов и необходимость использования дорогого коррозионностойкого оборудования, малая устойчивость комплексов драгоценных металлов.

Агитационное выщелачивание

Агитационное выщелачивание заключается в перемешивании (агитации) пульпы и характеризуется наиболее благоприятными условиями диффузионного подвода реагентов и отвода продуктов реакции от поверхности выщелачиваемых драгоценных металлов. Поэтому по динамике и полноте выщелачивания агитационное выщелачивание превосходит другие виды выщелачивания (перколяционное, кучное и подземное). Крупность материала при агитационном выщелачивании составляет от минус 0,02 мм до минус 0,3 мм в зависимости от характера вкрапленности драгоценных металлов.

Агитационное выщелачивание проводят в аппаратах механического, пневматического и пневмомеханического действия. Аппараты первого типа представляют собой емкости, оснащенные валом с импеллером и механическим приводом. В аппаратах второго типа перемешивание проводится за счет достаточно интенсивной продувки воздуха через пульпу; эти аппараты имеют форму колонн с высотой, превышающей диаметр в 3 — 4 раза. Аппараты третьего типа представляют промежуточный вариант, в котором используются оба вида перемешивания. Вместительность аппаратов, используемых при гидрометаллургическом извлечении драгоценных металлов, может составлять 0,5 — 2000 м3, в зависимости от производительности предприятия и используемой на нем технологии.

Предпочтительным является выщелачивание в непрерывном режиме, для чего обычно используют цепочку последовательно соединенных аппаратов, между которыми происходит самотечный или принудительный переток пульпы. При малотоннажной первичной переработке богатых концентратов допустим периодический режим работы выщелачивающего оборудования.

Поскольку наиболее распространенным является агитационное выщелачивание драгоценных металлов цианидными растворами, для действия которых необходим растворенный кислород, используют принудительную аэрацию пульпы с расходом 0,005 — 0,1 м3 на 1 м3 пульпы в минуту. В некоторых случаях целесообразна продувка техническим кислородом, что повышает эффективность выщелачивания, но увеличивает эксплуатационные расходы.

Агитационный режим выщелачивания применяется не только для извлечения драгоценных металлов, но и для различных типов предварительной гидрометаллургической обработки минерального сырья (бактериальное, автоклавное сернокислотное выщелачивание и др.), позволяющих удалить из минерального сырья вредные примеси или снизить их отрицательное влияние на последующие технологические операции.

Сорбционное выщелачивание

Наиболее широко распространенной разновидностью агитационного выщелачивания минерального сырья и концентратов является сорбционное выщелачивание, которое проводится в присутствии искусственного сорбента (ионообменной смолы или активного угля) значительно большей крупности (0,8 — 3 мм), чем выщелачиваемое сырье (минус 0,07 — 0,2 мм). При этом процессы выщелачивания драгоценных металлов в раствор и их извлечение оттуда искусственным сорбентом происходят одновременно. Разница в крупности сорбента и твердой фазы пульпы позволяет отделить выщелоченные и извлеченные на сорбент ценные компоненты путем простого грохочения.

Преимуществом сорбционного выщелачивания является возможность не проводить дорогостоящие и в большинстве случаев неэффективные операции фильтрации и отмывки (или противоточной декантации) пульпы от растворенных драгоценных металлов, приводящие к их существенным потерям (до 30% при первичной переработке сорбционно-активного минерального сырья).

Сорбционное выщелачивание проводят в непрерывном режиме в цепочке последовательно соединенных аппаратов при противоточном движении пульпы и искусственного сорбента — сорбент периодически или непрерывно загружают в хвостовой аппарат цианирования, и переводят из каждой ступени в предыдущую. Для отделения пульпы от искусственных сорбентов при сорбционном выщелачивании обычно применяют грохочение пульпы на вибрационных, барабанных и статичных грохотах (дренажах), оборудованных сеткой с размером ячейки 0,6 — 0,8 мм. Насыщенный сорбент, содержащий драгоценные металлы в количестве 0,3 — 50 кг/т, выводят из головного аппарата и обычно направляют на десорбцию и регенерацию, после чего используют в обороте. Возможен вариант с безвозвратной пирометаллургической первичной переработкой сорбента. Также пирометаллургической первичной переработке подвергают некондиционные сорбенты, неизбежно образуемые при регенерации сорбента.

Обычно целесообразным является предварительное цианирование пульпы без искусственного сорбента, а затем сорбционное выщелачивание, что позволяет получать более богатый насыщенный сорбент. Однако, в случае первичной переработки сорбционно-активного минерального сырье этот прием приводит к дополнительным потерям драгоценных металлов, поэтому его исключают и проводят прямое сорбционное выщелачивание.

Интенсивное цианирование

Первичные гравитационные концентраты, получаемые при обогащении минерального сырья и промпродукты доводки концентратов с содержанием золота (и серебра), недостаточным для прямой плавки на слиток (50 — 5000 г/т), обычно перерабатывают методом выщелачивания (чаще цианирования), так как драгоценные металлы в них содержатся в свободной форме либо в виде сростков, доступных для выщелачивания.

Гравиоконцентраты представляют собой крупнозернистые (минус 2 мм плюс 0,1 мм) плотные (плотность твердой фазы 3,5 — 4,5 г/см3) продукты, поэтому для них используют особые гидродинамические и реагентные режимы выщелачивания и специальное оборудование.

С точки зрения процесса цианирования золото в гравиоконцентратах находится в относительно больших количествах в виде крупных частиц с малой площадью, что требует интенсификации процесса выщелачивания для гарантии его максимального извлечения. Интенсификации добиваются, используя подогрев выщелачивающих растворов до 30 — 40 °C, повышенную концентрацию NaCN в пределах 10 — 30 г/л и специальные реагенты-ускорители (Leachwell, H2O2 и др.).

Наиболее распространенная технология периодического интенсивного цианирования включает операции загрузки концентрата в реактор, добавления реагентов и выщелачивания ценных компонентов, отделения продуктивного раствора, промывки и выгрузки выщелоченного концентрата. Выщелачивание ведется в режиме циркуляции раствора между реактором и емкостью рабочего раствора. Применяются реакторы агитационного и перколяционного действия.

Для извлечения металлов из продуктивных растворов с концентрацией драгоценных металлов более 50 мг/л обычно используют электролиз, для более бедных растворов — цементацию на цинк или сорбцию на активный уголь или ионообменную смолу.

2.1.4.5 Извлечение (сорбция) драгоценных металлов из растворов и пульп

При первичной переработке минерального сырья драгоценных металлов гидрометаллургическими методами применяют следующие методы извлечения металлов из продуктивных растворов: цементация на цинк, алюминий и др.; сорбционные методы с использованием ионообменных смол или активных углей; электролитическое осаждение; химическое осаждение в виде нерастворимых соединений.

Сорбционные и цементационные методы являются более универсальными, так как позволяют эффективно извлекать драгоценные металлы как из крупнотоннажных потоков бедных растворов с концентрацией золота и серебра 0,1 — 50 мг/л, так и из небольших количеств богатых растворов с концентрацией драгоценных металлов десятки и сотни мг/л. Сорбционные методы, кроме того, позволяют напрямую извлекать металлы из пульп (особенно глинистых), что является их существенным преимуществом.

Электролиз и химическое осаждение применяют в основном для богатых растворов с концентрацией золота и серебра более 50 мг/л.

Указанные методы могут быть использованы как для извлечения драгоценных металлов из цианидных, так и из тиокарбамидных, тиосульфатных, хлоридных или других сред. Выбор метода зависит от технологических свойств растворов, концентрации извлекаемых компонентов, объемов производства и др.

Сорбционные методы

При гидрометаллургическом извлечении золота и серебра широко применяют гранулированные активные угли и ионообменные смолы крупностью 0,8 — 3,0 мм, которые при контакте с жидкой фазой сорбируют и концентрируют растворенные ценные компоненты. Чаще всего процессу извлечения металлов подлежат цианидные пульпы и растворы.

Преимуществами ионообменных смол является бульшая селективность и эффективность (скорость и полнота извлечения ценных компонентов) сорбции золота и серебра из растворов и пульп простого вещественного состава. Также смолы обычно обладают большей механической прочностью и их расход в несколько раз ниже, чем активного угля.

Преимуществами активных углей является бульшая селективность и эффективность сорбции в растворах сложного состава с большим количеством примесей (Zn, Cu, SCN- и др.), а также в несколько раз меньшая стоимость сорбента.

Неоспоримым преимуществом сорбционного выщелачивания является возможность осуществления бесфильтрационного способа первичной переработки минерального сырья.

Извлечение металлов из растворов проводят чаще всего в колоннах специальной конструкции с неподвижным, кипящим либо псевдокипящим слоем сорбента. Преимуществом неподвижного слоя сорбента является компактность сорбционной установки (достаточно одной стадии) и бульшая емкость насыщенного угля, недостатком — невозможность перерабатывать ошламованные растворы. Использование кипящего слоя сорбента позволяет перерабатывать мутные растворы, но сорбционная установка должна включать несколько (обычно 3 — 5) ступеней сорбции, что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Сорбцию применяют как для извлечения золота и серебра из бедных растворов (сливов сгустителей, растворов кучного выщелачивания, оборотных растворов хвостохранилищ), так и из богатых (маточных растворов электролиза, растворов интенсивного цианирования и др.).

Для первичной переработки насыщенных золото- и серебросодержащих сорбентов наибольшее распространение получили способы, подразумевающие их повторное использование и включающие операции десорбции ценных компонентов с регенерацией сорбционных свойств.

Для извлечения драгоценных металлов из активных углей обычно применяют способы, основанные на десорбции цианидных комплексов металлов при повышенной температуре. Через колонну (десорбер) с зажатым слоем угля пропускают элюирующий раствор (обычно NaOH или NaCN и NaOH) при температуре 140 — 165 °C и давлении 0,4 — 0,7 МПа. Продуктивные растворы (элюаты) могут непрерывно циркулировать в цикле десорбции-электролиза либо накапливаться и поступать на последующее извлечение металлов (электролизом или иными методами).

Уголь, циркулирующий в цикле сорбции-десорбции, периодически подвергают кислотной обработке (HCl или HNO3) и высокотемпературной реактивации в электропечах барабанного типа при температуре 650 — 750 °C, что обеспечивает практически полную регенерацию сорбционных свойств угля.

В редких случаях (например, при хлор-хлоридном выщелачивании) насыщенный уголь перерабатывают окислительным обжигом (озолением) с последующей плавкой на слиток золото лигатурное или гидрометаллургической переработкой огарка.

Для десорбции золота и серебра из ионообменных смол и регенерации их сорбционных свойств применяют элюирование при атмосферном давлении. Для сильноосновных смол (АМ-2Б и др.) ведут последовательное элюирование примесей различными растворами, а затем элюирование золота и серебра тиокарбамидными растворами. Для низкоосновных смол десорбцию ведут в одну стадию щелочными или щелочно-цианидными растворами.

Цементация

Цементационный метод основан на осаждении золота и серебра более электроотрицательными металлами. Наиболее распространенным является использование цинка для извлечения металлов из цианистых растворов, однако, возможно использование других металлов (алюминия, свинца, железа и др.) для других сред (тиокарбамидные, галоген-галогенидные и др.), например:

2[Au(CN)2]- + Zn = 2Au + [Zn(CN)4]2-; (2.12)

2[Ag(ThiO)3]+ + Pb = [Pb(ThiO)3]2+ + 2Ag. (2.13)

С целью исключения снижения качества цементных осадков и эффективности самого процесса цементации обычно используют предварительное осветление растворов. Для этого используют чаны- и пруды-отстойники, сгустители и фильтры разнообразной конструкции.

Для интенсификации процесса цементации на цинковую стружку (толщиной 0,1 — 0,3 мм) применяют ее предварительное освинцовывание либо приводят ее в контакт с электропроводным углеватином, обладающим развитой поверхностью, на которой происходит осаждение ценных компонентов. При использовании цинковой стружки она обычно образует зажатый (статичный) слой, через который прокачивают растворы, подвергшиеся извлечению из них металлов. Может быть использовано несколько стадий цементации.

Также используют цинковую пыль (пудру) крупностью минус 0,01 — 0,03 мм, обладающую большей поверхностью. В этом случае растворы предварительно обескислороживают (вакуумируют) с целью снижения расхода цинка. Затем пыль контактируют с обескислороженными растворами и фильтруют смесь.

Преимуществом процесса цементации является его универсальность: он может быть применен для извлечения металлов из бедных и богатых, цианидных и нецианидных растворов при высоком извлечении золота. Недостатки — заметный расход металла-цементатора (например, 0,02 — 0,5 кг цинка на 1 м3 растворов), который может вызывать технологическую «усталость» растворов и увеличить затраты на обезвреживание токсичных примесей.

Полученные цементные осадки подвергают пирометаллургической первичной переработке на слиток, иногда после дополнительной гидрометаллургической обработки (сернокислотная обработка для удаления цветных металлов и др.).

Электролиз

Электролитическое осаждение драгоценных металлов основано на их осаждении на катодах при пропускании электрического тока через раствор, например:

[Au(CN)2]- + e- = Au + 2CN-; (2.14)

[Au(CS(NH2)2)2]+ + e- = Au + 2CS(NH2)2. (2.15)

Электролиз обычно применяют для извлечения металлов из относительно богатых растворов (растворы выщелачивания богатых концентратов и элюаты от десорбции золота с искусственных сорбентов) с концентрацией золота или серебра более 50 мг/л.

Наибольшее распространение получили циркуляционные и проточные электролизеры. Циркуляционные электролизеры работают в периодическом режиме и требуют использования промежуточной баковой аппаратуры. Электролизеры проточного типа обеспечивают необходимую степень осаждения металлов за однократный проток раствора, но имеют более сложную конструкцию.

Для электролиза цианистых растворов используют оборудование, изготовленное из нержавеющей стали. В качестве материала катодов используют стальную вату, стальные сетки или листы, углеватин. Для повышения эффективности электролиза и увеличения электропроводности растворов в них добавляют NaOH до концентрации ~ 10 г/л. Для электролиза тиокарбамидных растворов применяют кислотоупорное титановое оборудование.

Преимуществом электролиза является отсутствие необходимости использования реагентов и возможность многократного использования раствора в обороте.

К недостаткам относится низкая эффективность извлечения металлов из бедных растворов, поэтому электролиз обычно ведут до остаточной концентрации золота и серебра 1 — 10 мг/л. Кроме того, для процесса характерен низкий выход по току, не превышающий 5%, что связано с протеканием побочных реакций.

Химическое осаждение

Химическое осаждение золота и серебра применяется преимущественно для богатых тиокарбамидных растворов, защелачивание которых до pH = 4 — 6 приводит к разложению тиокарбамидных комплексов золота, серебра, а также меди, железа и др. и выпадению этих компонентов в малорастворимый осадок, который отделяют и перерабатывают пирометаллургическими методами.

Преимуществом химического осаждения является простота метода при достаточно высокой степени извлечения металлов. К недостаткам химического осаждения относится низкая селективность осаждения, повышенный расход тиокарбамида и накопление примесей, вызывающих «усталость» растворов.

Для извлечения золота из цианидных растворов методы цементации, сорбции и электролиза являются детально разработанными, при этом химическое осаждение на практике не применяют. Однако для серебра может применяться осаждение из цианидных сред, например, в виде сульфида серебра.

2.1.4.6 Первичная переработка комплексного и упорного золотосодержащего минерального сырья

Зачастую наряду с золотом и серебром в минеральном сырье в значительных количествах присутствуют другие полезные и/или вредные компоненты, существенно влияющие на технологию его первичной переработки (цветные металлы, органический углерод и др.).

Соотношение стоимости компонентов, находящихся в единице массы минерального сырья определяет технологию его первичной переработки.

Сырье считают комплексным, если стоимость драгоценных металлов и недрагоценных компонентов в минеральном сырье сопоставима (отличается не более чем в несколько раз) и возможно рентабельное получение нескольких товарных продуктов.

Если стоимость недрагоценных компонентов существенно выше стоимости драгоценных металлов, то для минерального сырья применяют технологии извлечения недрагоценных компонентов, а драгоценные металлы рассматривают как попутно извлекаемые.

В случае низкого содержания недрагоценных компонентов, когда их стоимость существенно ниже стоимости драгоценных металлов, и при их явном негативном влиянии на целевой процесс извлечения золота и серебра — их рассматривают как вредные упорные компоненты (органический углерод, медь, сурьма и др.), стараясь удалить их из перерабатываемого минерального сырья или минимизировать их негативное действие.

Золото-медное минеральное сырье и концентраты

Медь часто сопутствует драгоценным металлам в минеральном сырье, ее содержание в рудах может достигать 0,5% и более. Если для извлечения золота и серебра из такого минерального сырья применяют операцию цианирования, то обычно целесообразным является предварительное извлечение меди до стадии цианирования.

Для извлечения сульфидных (халькопирит, халькозин и др.) и некоторых окисленных форм (малахит, хризоколла и др.) меди может быть эффективно применено флотационное обогащение с получением золото-медного концентрата, направляемого на медеплавильный завод. Хвосты флотации при этом направляют в хвостохранилища или технологические емкости либо подвергают доизвлечению драгоценных металлов гидрометаллургическими методами.

Окисленные минералы меди гораздо хуже извлекаются флотационным обогащением. Для их извлечения также целесообразными являются гидрометаллургические способы, в основном сернокислотное и аммиачно-карбонатное выщелачивание с последующей цементацией, электролизом или экстракцией меди и получением товарного медного концентрата с содержанием меди 30% — 80%.

Медь хорошо растворима в цианистых растворах, поэтому процесс цианирования медистых золото- и серебросодержащего минерального сырья, и продуктов обогащения обычно проводят при относительно низкой концентрации NaCN на уровне 0,01 — 0,2 г/л, что требует несколько большей продолжительности цианирования, но позволяет существенно сократить скорость и степень растворения меди и в целом повысить эффективность выщелачивания.

Кроме того, могут быть использованы различные способы регенерации цианида, находящегося в жидкой фазе хвостов цианирования в виде медных комплексов (подкисление с отдувкой и улавливанием синильной кислоты или осаждение меди в виде сульфида с переводом связанных цианидов в свободные).

Золото-сурьмяное минеральное сырье и концентраты

Сурьма часто является спутником драгоценных металлов в минеральном сырье.

При достаточно большом (более 1%) содержании сурьмы (особенно сульфидных форм) в золото- и серебросодержащем сырье, целесообразным является ее флотационное извлечение с целью реализации концентрата или последующей первичной переработки концентрата до металлической сурьмы. В концентрат флотации также увлекаются минералы драгоценных металлов. В зависимости от вещественного состава и технологических свойств концентратов они могут быть переработаны: по пирометаллургической технологии на сурьмяном заводе, на медеплавильном или обжиговом заводе, по комплексной гидрометаллургической технологии с раздельным получением драгоценных металлов (золото лигатурное) и металлической сурьмы, например, методом сульфидно-щелочного выщелачивания сурьмы. Если хвосты флотации характеризуются промышленным содержанием драгоценных металлов их обычно перерабатывают методом цианирования.

При низком содержании сурьмы в золото- и серебросодержащем сырье (менее 1%) для его первичной переработки чаще применяют метод цианирования, а сурьму рассматривают как компонент, мешающий цианированию, так как минералы сурьмы растворимы в щелочной среде, характерной для процесса цианирования, что существенно снижает его технологические показатели. При значимом содержании сурьмы (обычно более 0,3%) процесс цианирования ведут в специальных режимах, например, при пониженном значении pH пульпы (на уровне 9,5 — 9,8) или с использованием соединений свинца, которые частично пассивируют нецелевой процесс растворения сурьмы.

Высокоуглистое минеральное сырье и концентраты

Руды, содержащие золото и углерод в органической форме (углистое вещество, органический углерод), достаточно широко распространены в природе. В ходе цианирования такого минерального сырья некоторая доля растворенных драгоценных металлов сорбируется углистым веществом и теряется с хвостами. Доля потерь растворенных полезных компонентов может превышать 99%, что делает выщелачивание бессмысленным, а сырье упорным.

Первичную переработку сорбционно-активного минерального сырья проводят специальными методами обогащения и гидрометаллургической переработки.

Минеральное сырье и концентраты с незначительной сорбционной активностью не требуют применения специальных методов и могут быть первично переработаны методом сорбционного цианирования. При умеренной сорбционной активности применяют особые режимы цианирования (добавки органических веществ, пассивирующих поверхность углерода, повышенный поток искусственного сорбента и др.).

Для первичной переработки минерального сырья с сильно выраженной сорбционной активностью, а тем более для минерального сырья с двойной технологической упорностью, связанной также с тонкой вкрапленностью драгоценных металлов, обычно применяют достаточно сложные гравитационно-флотационные обогатительные методы (раздел 2.3.1.4), позволяющие сконцентрировать минералы золота и серебра, и по возможности удалить из концентрата вредный органический углерод, обладающий низкой плотностью и образующий шламы в процессе измельчения минерального сырья.

В большинстве случаев углерод все же частично переходит в концентрат, что требует применения специальных методов его выщелачивания (повышенные температуры и потоки сорбентов, органические добавки и др.).

В редких случаях, при чрезвычайно высокой сорбционной активности, осложненной тонкой вкрапленностью полезных компонентов в сульфидах, когда вышеуказанные методы не позволяют эффективно извлекать драгоценные металлы, применяют методы, подразумевающие деструкцию углистого вещества, например, окислительный обжиг, хлоринация и др.).

Кроме того, для первичной переработки золото- и серебросодержащего сорбционно-активного минерального сырья могут быть использованы нецианидные растворители, в которых сорбционная активность твердой фазы будет минимизирована или вообще не будет проявляться.

Минеральное сырье и концентраты с тонковкрапленным золотом

По различным оценкам доля упорного минерального сырья, содержащих тонковкрапленное золото, составляет более 30% мировых запасов металла. Для их первичной переработки обычно используют гравитационно-флотационное обогащение с получением концентрированной по золоту упорной фракции и первичную переработку ее специальными методами, минимизирующими упорность при последующем извлечении золота.

2.1.4.7 Пирометаллургические методы первичной переработки концентратов и промпродуктов

Первичная переработка богатых концентратов с получением товарных драгоценных металлов

Для большинства горнодобывающих компаний, занимающихся первичной переработкой минерального золото- и серебросодержащего сырья, экономически целесообразным является получение готовой продукции в виде слитков лигатурного золота, передаваемых на аффинажные заводы. Поэтому на таких предприятиях имеется передел получения готовой продукции, который, как правило, включает операции обжига и плавки богатых золотосодержащих полупродуктов с содержанием золота более 5 масс. % (сплав Доре, шлиховое золото, концентрат «золотая головка», промпродукты доводки концентратов, катодные и цементационные осадки).

Реже применяют классическую схему с проведением предварительной гидрохимической (гидрометаллургической) доводки концентрата для удаления вредных примесей из материала, подвергаемого плавке (применяют гидрохимическую доводку с целью удаления сульфидов железа, цветных металлов сульфидно-щелочное выщелачивание сурьмы и др.). Целесообразно применение классической схемы для золотосодержащих продуктов с высоким содержанием примесей халькогенидной и металлизированной природы (концентрат «золотая головка, цементационные осадки и др.).»

Как правило, передел получения готовой продукции является малотоннажным периодическим производством с производительностью по золоту лигатурному 0,01 — 40 т/год. Перерабатываемые продукты отличаются разнообразным вещественным составом и технологическими свойствами.

Окислительный обжиг богатых золотосодержащих промпродуктов

В большинстве случаев при плавке богатых промпродуктов на золото лигатурное необходимо проведение предварительного окислительного обжига, который позволяет удалить или окислить ряд примесей (сульфидная сера, углерод, цветные металлы, вода и др.), вредных для плавки.

Особое значение имеет обжиг гравитационных концентратов («золотых головок» и др.), содержащих сульфидные минералы, которые при последующей плавке образуют штейн, осложняющий отделение металла золота лигатурного от неметаллической части (шлак, штейн) и анализ готового слитка и вызывающий повышенные потери драгоценных металлов в штейне, в шлаке и при зачистке слитка.

Обычно обжиг ведут в камерных (подовых) электропечах в атмосфере воздуха при температуре 200 — 850 °C.

Бесколлекторная плавка на слиток

Плавку ведут при температуре 1150 — 1250 °C. В качестве флюсов используют буру, соду, стекло, известь, селитру и другие реагенты. По окончании плавки расплав сливают в чугунные (или графитовые) изложницы. Охлажденные шлак и слитки сплава золота лигатурного выбивают из изложниц. Слитки механически зачищают от шлака и заусенцев, взвешивают и опробуют. Более рациональным является огненно-жидкое опробование лигатурного золота из расплава (такой метод эффективно применять при увеличенном выпуске слитков золота лигатурного).

Для плавки обычно используют индукционные тигельные и электродуговые руднотермические печи.

В индукционных печах тепловыделяющим элементом является тигель и расплавляемый металл за счет протекающих по ним индуцируемых вихревых электрических токов. Преимуществом индукционных печей являются высокие технологические, экологические и эксплуатационные характеристики процесса, надежность и невысокая стоимость индукционных печей российских производителей, к недостаткам относятся достаточно строгие условия эксплуатации (обеспечение параметров электропитания, использование относительно чистой воды, квалификация персонала). Эти печи обычно используют на крупных, круглогодично действующих предприятиях.

В руднотермических печах тепло выделяется в расплавляемом материале от электрической дуги и токов, возникающих между помещенными туда электродами. Преимуществами этих печей являются простота их конструкции и эксплуатации (при применении тигля), надежность и невысокая стоимость, их недостатком является необходимость применения шихты сложного состава и необходимость утилизации кирпичной футеровки, пропитанной золотом.

Первичная переработка концентратов с получением продуктов, требующих дальнейшей переработки

Пирометаллургические методы могут быть также применены для первичной переработки относительно небогатых упорных сульфидных, высокоуглистых и других концентратов с содержанием золота и серебра, составляющим десятки и сотни г/т. В таком случае огарки являются достаточно бедными для прямой плавки на слиток и требуют дальнейшей первичной переработки (методом цианирования и др.).

Окислительный обжиг

Окислительный обжиг может применяться как при крупнотоннажной первичной переработке упорных золото- и серебросодержащих концентратов (редко исходного минерального сырья), так и при малотоннажной первичной переработке относительно небогатых продуктов и промежуточных продуктов, неизбежно образуемых на промышленных предприятиях (щепа, сорбенты некондиционной крупности и др.).

При окислительном обжиге золото- и серебросодержащие сульфиды окисляются кислородом воздуха, например, окисление пирита можно представить следующим образом:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. (2.16)

Арсенопирит окисляется, как правило, в аналогичных условиях, и итоговое химическое уравнение, будет выглядеть следующим образом:

2FeAsS + 5O2 = Fe2O3 + As2O3 + 2SO2. (2.17)

Образуемые твердые продукты окисления, полученные в специально подобранных термических условиях, не препятствуют последующему выщелачиванию драгоценных металлов, что является главным преимуществом обжига.

При окислении высокоуглистых концентратов углерод окисляется до CO2 и полностью удаляется из концентрата, который в большинстве случаев теряет сорбционную активность и становится легкоцианируемым.

Для проведения крупнотоннажного окислительного обжига обычно применяют печи кипящего слоя непрерывного действия, обеспечивающие наилучшие технологические показатели обжига. Обжиг концентратов, как правило, ведут автогенно — без использования топлива, минерального сырья — с применением топлива. Эффективны для обжига сульфидных золотосодержащих продуктов и концентратов печи с циркулирующим кипящим слоем.

При малотоннажном обжиге (озоление щепы, насыщенных активных углей или угольной мелочи от сорбционного гидрометаллургического производства и др.) можно использовать печи барабанного, камерного, шнекового типов с косвенным электрическим или пламенным нагревом и др.

Технологические режимы окислительного обжига могут варьироваться в широких пределах (температура 350 — 800 °C, концентрация кислорода в газовой фазе — 2 - 20 об. % и др.), зависящих от вещественного состава и технологических свойств сырья. Возможны сложные варианты с использованием комбинаций нескольких стадий обжига, в том числе низкотемпературного, восстановительного или других процессов (предварительное или промежуточное выщелачивание и др.).

Преимуществом процесса обжига золото- и серебросодержащего минерального сырья является его высокая технологическая эффективность, характеризующаяся редким использованием реагентов, высоким извлечением драгоценных металлов при последующем цианировании и др.

Существенным недостатком метода является необходимость применения сложной и дорогостоящей системы очистки (циклоны, скрубберы, электрофильтры и др.) печных газов от токсичных пылевидных и газообразных продуктов окисления (соединения мышьяка, серы и др.).

2.1.5 Первичная переработка минерального сырья с использованием геотехнологий

Геотехнологии подразумевают извлечение драгоценных металлов методами, исключающими операции тонкого измельчения минерального сырья (кучное выщелачивание) или операции извлечения минерального сырья с первичной переработкой на месте залегания (подземное выщелачивание). Наиболее важными отличительными особенностями геотехнологий по сравнению с фабричными технологиями являются:

• существенно меньшая удельная себестоимость первичной переработки минерального сырья, что позволяет снизить порог содержания ценного компонента в минеральном сырье;
• меньшая степень извлечения драгоценных металлов из минерального сырья (обычно 50 — 70%).

Указанные особенности позволяют рентабельно применять геотехнологии при извлечении драгоценных металлов из бедного и забалансового минерального сырья, не подходящего для фабричной первичной переработки.

2.1.5.1 Кучное выщелачивание

Технология кучного выщелачивания заключается в орошении выщелачивающим раствором (содержащим NaCN) дробленого минерального сырья, уложенного в виде штабеля (кучи) на водонепроницаемом основании. При фильтрации раствора через штабель происходит постепенное выщелачивание драгоценных металлов. Фильтрат (продуктивный раствор), содержащий драгоценные металлы, собирают в специальные емкости и далее направляют на извлечение драгоценных металлов сорбционным методом. После сорбции драгоценного металла обедненный раствор доукрепляют цианидом и вновь направляют на орошение штабеля.

Дробление и окомкование

Обычно крупность минерального сырья, перерабатываемого методом кучного выщелачивания, составляет 10 — 70 мм, для чего используют предварительное дробление. Если низкая проницаемость растворов через дробленое минеральное сырье (например, из-за наличия глинистых минералов) не позволяет добиться приемлемых результатов по динамике выщелачивания золота и серебра, то проводят окомкование (агломерацию) материала, целью которого является увеличение фильтрационной способности штабеля.

Кучному выщелачиванию также могут подвергаться хвосты фабричной первичной переработки минерального сырья с крупностью менее 0,1 — 0,5 мм (например, хвосты амальгамации или гравитации), для которых окомкование является обязательным.

Для получения требуемых агломератов, обычно используют вяжущие вещества (цемент, известь или серную кислоту с расходами обычно до 2 — 15 кг/т), воду или выщелачивающий раствор (до влажности 8 — 22%) и выдержку, необходимую для «укрепления» агломератов (4 — 72 ч).

Обычно агломерацию проводят на ленточных, барабанных и чашевых агломераторах.

Укладка штабелей

Основание штабеля обычно состоит из фундамента, противофильтрационного экрана и дренажного слоя. Основание должно состоять из химически стойких материалов, обеспечивать прочность и устойчивость штабеля и исключать какие-либо утечки растворов.

Создание основания штабеля заключается, как правило, в снятии плодородного слоя почвы с участка земли, планировке поверхности (обычно с образованием уклона 3 — 5° в сторону сбора дренирующих растворов) и при необходимости — рытье котлована, отсыпке или строительстве дамб и др.

Противофильтрационный экран обеспечивает герметичность основания. Используют в основном геомембраны — полимерные пленки толщиной 0,5 — 3 мм (поливинилхлорид, полиэтилен высокого давления, в том числе химически модифицированный, бутиловая резина и др.). Применяются также экраны из глины, асфальта, бетона. Основания могут быть многослойными и включать различные комбинации указанных материалов и в зависимости от условий использования и эксплуатационных требований.

Поверх экрана укладывают дренажный слой, назначение которого состоит в эффективном сборе растворов, профильтровавшихся через штабель и предохранении экрана от разрывов и других механических повреждений во время возведения штабеля. Для этого обычно используют сыпучие материалы (минеральное сырье или пустую породу определенной крупности, песок и др.).

Укладка штабеля является наиболее ответственной операцией, определяющей эффективность и безопасность кучного выщелачивания. Основная задача сооружения штабеля — обеспечение его однородных фильтрационных свойств. В основном используют штабели в виде усеченных пирамид с прямоугольным квадратным или трапецеидальным основанием. Штабели могут укладывать в один или несколько слоев (этажей). Высота штабелей может иметь высоту 4 — 60 м.

Для укладки или отсыпки штабеля применяют конвейеры, укладчики, погрузчики, самосвалы, бульдозеры. Обычно отсыпку штабелей кристаллического минерального сырья производят автосамосвалами с послойным планированием бульдозером или колесным погрузчиком. После укладки поверхность штабеля взрыхляется для разуплотнения после перемещения техники. Для формирования штабелей из окомкованных материалов применяют систему конвейеров и поворотные телескопические стакеры-штабелеукладчики.

Орошение штабелей выщелачивающими растворами

Может использоваться открытое разбрызгивание через распылители (перфорированные трубы и шланги, форсунки, воблеры, виглеры, эмиттеры), прудковое орошение (канавы, траншеи, прудки, расположенные на верхнем основании штабеля). При закрытой укладке верхнюю площадку штабеля с системой орошения (и иногда боковые стороны штабеля) покрывают пленочным (полимерные пленки, рубероид, резинотканевые материалы) или грунтовым покрытием (суглинки, супеси, тонкозернистый песок).

Плотность орошения зависит от характера минерального сырья и может изменяться в широких пределах — 0,15 — 3,0 м3/м2·сут. Продуктивный раствор, вытекающий из основания штабеля, стекает по дренажным каналам в пруд-сборник и далее направляется на извлечение (сорбцию) из него драгоценных металлов. По окончании выщелачивания штабель орошают водой для отмывки растворенных золота и серебра, и после дренирования промывного раствора выщелоченное минеральное сырье транспортируют в хвостохранилище либо используют в порядке, предусмотренном действующим законодательством.

В целом процесс кучного выщелачивания отличается простотой технологии, низкими капитальными и эксплуатационными затратами, в связи с чем используется, в основном, для первичной переработки бедного и забалансового минерального сырья с содержанием золота 0,5 — 2,0 г/т. Применение кучного выщелачивания экономически целесообразно также для первичной переработки богатого минерального сырья небольших месторождений, для которых строительство фабрики экономически неэффективно.

При наиболее распространенном варианте кучного выщелачивания драгоценных металлов цианидными растворами расход NaCN в большинстве случаев составляет относительно малую величину 0,2 — 0,5 кг/т.

Недостатками технологии являются большая продолжительность цикла первичной переработки, которая составляет 10 — 500 суток, а также относительно низкое извлечение золота и серебра, которое обычно составляет 50 — 70%. Кроме того, в большинстве случаев процесс не может быть применен для первичной переработки технологически упорного минерального сырья драгоценных металлов, так как не обеспечивает приемлемого извлечения ценных компонентов.

Извлечение (сорбция) драгоценных металлов из продуктивного раствора

Осаждение драгоценных металлов из продуктивного раствора (фильтрата), осуществляют методами, аналогичными описанным в разделе 2.1.4.5. Фильтрат (продуктивный раствор), содержащий драгоценные металлы, собирают в специальные емкости (гидроизолированные пруды) и далее, как правило, направляют на извлечение драгоценных металлов в компактные аппараты, аналогичные фабричным. После сорбции драгоценного металла обедненный раствор доукрепляют цианидом и вновь направляют на орошение штабеля.

2.1.5.2 Подземное выщелачивание

В отличие от методов разработки месторождений, включающих дорогостоящие этапы добычи и первичной переработки минерального сырья, подземное выщелачивание заключается в прокачивании выщелачивающего раствора через рудное тело, залегающее в недрах, для чего пробуривают закачные и откачные скважины. Благодаря этому отличию подземное выщелачивание характеризуется малыми сроками пуска предприятий и разработки месторождений, низкими капитальными и эксплуатационными затратами и низкой себестоимостью продукции. Подземное выщелачивание дает возможность рентабельно отрабатывать месторождения, разработка которых традиционными способами невыгодна: месторождения со сложными горно- или гидрогеологическими условиями залегания драгоценных металлов, месторождения с малыми запасами или с низким содержанием металлов в минеральном сырье, забалансовые и техногенные месторождения, стены карьеров и подземных выработок после разработки месторождения традиционными способами.

Одним из главных факторов, определяющих эффективность применения процесса подземного выщелачивания, является проницаемость минерального сырья. Выщелачивание может вестись цианидными, тиокарбамидными, тиосульфатными, галоген-галогенидными растворителями в зависимости от технологических свойств минерального сырья и экологических условий района. После откачки продуктивных растворов из них стандартными методами извлекают металлы, при необходимости кондиционируют, доукрепляют по реагентам и используют в обороте, направляя в закачные скважины.

Раздел 3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду

Добыча драгоценных металлов осуществляется из россыпных и коренных (рудных) месторождений.

Драгоценные металлы, содержащиеся в россыпных месторождениях (россыпях), находятся в дезинтегрированном виде и для их извлечения применяются относительно простые технологии с использованием промывочных установок и драг методами гравитационного обогащения.

Для извлечения драгоценных металлов (в основном золото и серебро), из коренных пород, применяются более сложные технологии, включающие вскрытие минералов, содержащих драгоценные металлы с последующим их извлечением различными методами обогащения, гидрометаллургии и пирометаллургии.

Соответственно, уровни потребления материальных и топливно-энергетических ресурсов, а также уровни эмиссий в окружающую среду для процессов добычи драгоценных металлов из различных видов минерального сырья отличаются.

3.1 Текущие уровни потребления топливно-энергетических и материальных ресурсов

В соответствии с перечнем поручений Президента от 16.09.2020 г. (Пр-1489, п. 1б-1) [30] при актуализации справочников должны быть установлены целевые показатели ресурсосбережения и энергетической эффективности в целях сокращения потребления природных ресурсов и повышения уровня вовлечения отходов производства и потребления в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

Технологические процессы добычи драгоценных металлов характеризуются значительными уровнями потребления различных видов топливно-энергетических ресурсов (электрическая энергия, различные виды ископаемого топлива) и материальных ресурсов (руда, пески содержащие драгоценные металлы, взрывчатые вещества, известь, различные реагенты, кислород, сжатый воздух, вода и т.д.).

Методические подходы к определению и установлению показателей наилучших доступных технологий» при составлении исходного перечня ресурсов для технологического процесса первичной переработки минерального сырья анализ информации ограничивается подпроцессами «рудоподготовка» и «пульпоподготовка», т.к. данные подпроцессы являются начальными (головными) для всех предприятий добывающим драгоценные металлы из коренных месторождений, а их доля в общем объеме потребления топливно-энергетических и материальных ресурсов является основной.

Посредством проведения экспертной оценки из исходного перечня топливно-энергетических и материальных ресурсов определяются ключевые топливно-энергетические и материальные ресурсы, характеризующие конкретный технологический процесс.

Таблица 3.1

Перечень технологических процессов и подпроцессов

Целевым показателем энергетической/ресурсной эффективности является количественное значение потребляемого объема ключевого топливно-энергетического/материального ресурса на единицу выпускаемой продукции ОНВОС в целом или технологическим процессом (объектом технологического нормирования).

В качестве ресурса, для которого приводится информация по показателям, определена электрическая энергия.

В связи с отсутствием репрезентативных данных по производственным процессам при разработке коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным и комбинированным способом, величина удельных показателей энергопотребления не определялась.

Данные по удельному потреблению электрической энергии при добыче драгоценных металлов, полученные в результате проведения анкетирования предприятий отрасли, представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Удельные показатели энергопотребления при добыче драгоценных металлов по данным анкет

3.2 Воздействие на окружающую среду при добыче драгоценных металлов

3.2.1 Воздействие на окружающую среду при добыче драгоценных металлов из россыпных месторождений

Учитывая, что способ подземной разработки россыпных месторождений применяется в промышленности в единичных случаях в настоящем разделе рассмотрены процессы добычи драгоценных металлов из россыпей только открытым способом.

Работа предприятия, ведущего добычу драгоценных металлов из россыпей открытым способом сопровождается:

• нарушением почвенного покрова; изменением/уничтожением естественных ландшафтов, уничтожением мест обитаний природной фауны;
• поступлением в атмосферный воздух загрязняющих веществ при работе горнотранспортной техники с двигателями внутреннего сгорания, при движении транспорта, погрузочно-разгрузочных и буровзрывных работах;
• негативным влиянием на гидросферу в связи с забором воды из водных объектов, сбросом в них сточных вод, выпадением загрязненных осадков и пыли из атмосферного воздуха; изменением уровня подземных вод в результате осушения горных выработок;
• загрязнением земель, почв, недр и т.п., в том числе из-за образования и размещения отходов недропользования;
• физическими воздействиями — шумом и вибрацией при эксплуатации техники и ведении буровзрывных работ.

К основным объектам окружающей среды, испытывающим техногенное воздействие, относятся атмосферный воздух, водные объекты, почва, недра, животный и растительный мир, ландшафт, особо охраняемые территории и объекты, другие материальные объекты и взаимосвязь между этими компонентами (объектами).

Виды воздействия: механическое; газо-аэрозольное и пылевое; гидродинамическое; гидрохимическое; химическое; шумовое; отчуждение земель; нарушение природного ландшафта.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха при ведении открытых горных работ на россыпях являются:

• погрузочно-разгрузочные работы на участке, на отвале;
• выбросы от двигателей внутреннего сгорания автосамосвалов, бульдозеров, другой техники, пыление с дорог и сдув пыли с кузова;
• сдув пыли с поверхности породных отвалов;
• буровзрывные работы.

В процессе ведения горных работ отрицательное воздействие на атмосферный воздух участков работ сводится к:

• поступлению в атмосферный воздух продуктов сгорания топлива двигателей внутреннего сгорания горной и вспомогательной автотранспортной техники;
• поступлению в атмосферный воздух пыли при движении самосвалов, бульдозерной и вспомогательной автотранспортной техники;
• поступлению в атмосферный воздух пыли при выемке, погрузке и разгрузке вскрышных пород;
• поступлению в атмосферный воздух пыли при формировании отвалов на площадках их складирования, а также от сформированных отвалов;
• поступлению в атмосферный воздух пыли при формировании и эксплуатации технологических дорог на месторождении;
• поступлению паров нефтепродуктов при их хранении и заправке горнотранспортной техники топливозаправщиком.

При производстве горных работ, организации промплощадок и других процессов используют бульдозеры, самосвалы, экскаваторы, автотранспорт, прочие машины и механизмы. Автотранспорт осуществляет также перевозку технологического оборудования, строительных грузов, рабочих, вывоз отходов для складирования и утилизации. При работе двигателей внутреннего сгорания экскаваторов, бульдозеров, самосвалов, вспомогательного автотранспорта в атмосферу поступает комплекс загрязняющих веществ: диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, предельные углеводороды (алканы C12 — C19), ангидрид сернистый (диоксид серы), сажа, формальдегид, бенз(а)пирен, керосин.

Заправка горной техники и автотранспорта осуществляется, как правило, на специально оборудованной площадке с помощью топливозаправщиков. Слив топлива в баки техники производится заправочным рукавом с помощью насоса, установленного на автозаправщике. Во время заправки техники дизельным топливом в атмосферу происходит выделение следующих загрязняющих веществ: предельные углеводороды (алканы C12 — C19), сероводород, пары нефтепродуктов.

Для выполнения сварочных работ в полевых условиях используются сварочные агрегаты, работающие на электроэнергии, вырабатываемой на дизельных установках. Для сварки используются соответствующие электроды. В состав основных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу при сварочных работах и резке, входят: оксид железа, марганец и его соединения, фтористые газообразные соединения, оксиды азота и углерода, пыль неорганическая.

Газообразные выбросы от техники в количественном отношении определяются масштабами выполняемых работ и количеством используемой техники. Обычно их количество относительно невелико и не приводит к необратимым последствиям, требующим применения специальных мероприятий. Выделение пыли при проведении добычных, погрузочно-разгрузочных и транспортных работ в местах интенсивного пыления (особенно это касается технологических автодорог) подавляется применением орошения (полива) сухих поверхностей.

Отрицательное воздействие на атмосферный воздух может оказывать пыление породных отвалов при сильных ветрах. Этот процесс возможен, если на поверхности отвалов находятся породы, имеющие в своем составе тонкодисперсные фракции. Не исключено, что при выполнении рекультивации такие породы временно могут оказаться на поверхности искусственно созданного рельефа. Однако пыления таких поверхностей в постоянном режиме, как правило, не происходит по следующим причинам:

• после выполнения рекультивационных работ вскрышные породы, состоящие из аллювиальных отложений и включающие обычно весь спектр фракций гранулометрического состава от крупных валунов до частиц микронного размера, после двух-трех дождей уже не будут иметь на поверхности тонкодисперсных включений, склонных к сдуванию. Эти частицы смываются дождем и проникают вглубь рыхлой толщи породы, а на поверхности отвала остается каменистый и достаточно крупный материал, не склонный к пылению;
• происходит постепенное зарастание рекультивированной поверхности травой, кустарником, что также исключает пыление.

В целом уровни техногенных эмиссий в атмосферный воздух от технологий добычи драгоценных металлов из россыпных месторождений имеют ограниченный по масштабам и количеству характер.

Источники загрязнения поверхностных водных объектов

Основными загрязняющими веществами, содержащимися в сточных водах, которые сбрасываются в водные объекты являются грубо- и мелкодисперсные примеси (взвешенные вещества) и нефтепродукты в виде пленок на водной поверхности.

Сточные воды, формируемые на территории объектов разработки россыпных месторождений, перед сбросом в поверхностные водные объекты (приемники сточных вод) подлежат очистке.

При выборе технологии очистки сточных вод определяющими факторами являются: количественная характеристика, исходная концентрация загрязняющих веществ, требования к качеству очищенной воды по всем нормируемым загрязнениям. Очистка сточных вод проводится с целью устранения вредных и опасных свойств, которые могут привести к негативным воздействиям на водный объект.

Расход сточных вод определяется водным балансом предприятия. Сточные воды, поступающие на очистные сооружения после очистки, как правило, сбрасываются в природные поверхностные водные объекты.

Исходная концентрация загрязняющих веществ. В основном зависит от гранулометрического состава добываемых торфов и песков, наличия и вместимости технологических отстойников и водного баланса предприятия.

Требования к качеству очищенной воды. Степень очистки сточных вод определяется требованиями к их сбросу и соблюдению допустимых норм загрязняющих веществ в водном объекте — приемнике сточных вод.

В соответствии с приказом Минсельхоза России [32], предельно допустимое содержание взвешенных веществ определяется как +0,25 мг/дм3 к фоновому содержанию взвешенных веществ для водных объектов рыбохозяйственного значения высшей и 1-й категории и +0,75 мг/дм3 для водных объектов рыбохозяйственного значения 2-й категории.

В настоящее время предприятия, разрабатывающие россыпные месторождения, активно используют замкнутые системы водооборота, а также используют воду для пылеподавления, что позволяет полностью исключить сброс сточных вод в водные объекты.

3.2.2 Воздействие на окружающую среду при добыче драгоценных металлов из коренных (рудных) месторождений

3.2.2.1 Воздействие на окружающую среду при разработке коренных (рудных) месторождений открытым способом

Работа любого горно-металлургического предприятия, ведущего добычу полезных ископаемых открытым способом (большинство месторождений драгоценных металлов обрабатывается именно таким способом), сопровождается:

• нарушением почвенного покрова; изменением/уничтожением естественных ландшафтов, уничтожением лесной растительности и мест обитания представителей местной фауны;
• поступлением в атмосферный воздух загрязняющих веществ при производстве массовых взрывов в карьере, выполнении погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, измельчении добытого минерального сырья при сжигании топлива в промышленных котельных и/или в ДВС электрогенераторов;
• негативным влиянием на гидросферу в связи с забором воды из водных объектов, сбросом в них сточных вод (карьерный водоотлив), выпадением загрязненных осадков и пыли из атмосферного воздуха, изменением уровня подземных вод в результате осушения горных выработок (формирование депрессионной воронки);
• физическими воздействиями — шумом и вибрацией при эксплуатации техники и ведении буровзрывных работ.

В таблице 3.3 представлены основные этапы и виды работ и эмиссии при открытой разработке коренных (рудных) месторождений.

Таблица 3.3

Основные этапы и виды работ и эмиссии при открытой разработке коренных (рудных) месторождений

Выбросы в атмосферный воздух.

Загрязнение атмосферного воздуха газообразными и твердыми (пыль) загрязняющими веществами происходит при буровзрывных, погрузочно-разгрузочных работах; при дроблении руды; а также при пылении породных отвалов, складов готовой, промежуточной продукции и т.д. Хотя масса выбрасываемой в атмосферный воздух пыли существенно отличается по сравнению с массой образующихся вскрышных пород, пылевые выбросы от отдельных процессов на горнодобывающих предприятиях являются достаточно значимыми. Наиболее масштабными по количеству выбрасываемой пыли являются буровзрывные работы.

В таблице 3.4 представлены основные источники и виды загрязнения атмосферного воздуха при производстве открытых горных работ [33]. В районах разработки карьеров при проведении комплекса горных работ атмосферный воздух загрязняется твердыми и газообразными загрязняющими веществами.

Таблица 3.4

Основные источники и виды загрязнения атмосферного воздуха при производстве открытых горных работ

Снижение пылегазовыделений при производстве взрывных работ достигается путем осуществления технологических и инженерно-технических мероприятий.

К технологическим мероприятиям относят способы управления действием взрыва:

• взрывание в зажатой среде с шириной буферного слоя в 20 — 30 м, что резко сокращает объем пылегазового облака;
• рассредоточение заряда, что увеличивает полезную часть энергии до 19% — 24% и способствует уменьшению объема переизмельчения пород за счет сокращения радиуса зоны пластических деформаций.

В целях сокращения выбросов загрязняющих веществ при производстве взрывных работ предусматриваются следующие мероприятия:

• применение взрывчатых веществ с кислородным балансом, близким к нулю;
• орошение подготовленных к взрыву участков и прилегающей к ним зоны и зоны выпадения пыли;
• орошение взорванной горной массы после взрывов;
• производство взрывов в часы максимальной ветровой активности;
• применение гидрозабойки — размещения по рядам над устьем скважин полиэтиленовых рукавов диаметром > 900 мм, а также непосредственно внутрь скважины;
• применение устройств подачи рукава в скважину.

С целью снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при разработке и эксплуатации карьеров предусматриваются следующие мероприятия:

• предварительное увлажнение горной массы в массиве;
• увлажнение разрыхленной горной массы в развале и на складах — осуществляется в основном с использованием передвижных установок. Увлажнение горной массы с одновременной интенсификацией ее дегазации после взрыва происходит с использованием передвижных вентиляционно-оросительных установок, при этом наряду со снижением пылеобразования эта схема позволяет в 3 — 4 раза сократить время простоя оборудования после проведения массового взрыва. Увлажнение горной массы при перегрузке ее и при погрузке на складах осуществляется с использованием стационарных оросительных установок;
• пылеулавливание на экскаваторах в местах перегрузки горной массы с использованием аспирационных систем, состоящих из укрытий и пылеулавливающих установок. Для пылеподавления при работе роторных экскаваторов применяется система пылеотсоса и осаждения пыли с помощью орошения или в специальных пылеосадителях. Пылеподавление при работе экскаваторов, бульдозеров, скреперов, одноковшовых погрузчиков осуществляется орошением горной массы с помощью самоходных гидромониторных установок на базе автомашин с заполненными водой цистернами, обеспечивающих орошение забоев как с верхней, так и с нижней площадок уступов;
• полив автодорог;
• установка на выхлопных трубах работающей техники каталитических нейтрализаторов, обеспечивающих снижение выбросов CO на 86%, углеводородов на 30%, NOx на 50%;
• ежемесячная регулировка двигателей внутреннего сгорания машин и механизмов.

Для полива и орошения чаще всего применяют карьерную (шахтную) воду и пену, а также для пылеподавления применяют неионогенные водные дисперсии акрилового сополимера, образующего на поверхности полимерную пленку. Средство обработки покрытия дорог выбирают в зависимости от времени года и климатических условий.

Карьерные воды

Карьерные воды формируются в основном из подземного водопритока, дренажа поверхностных вод и атмосферных осадков. Карьерные воды загрязнены взвешенными веществами и растворенными химическими веществами, перешедшими в раствор в процессе контактирования воды с рудными минералами, вмещающей породой. Их откачивают на поверхность и размещают в прудах-отстойниках для осветления.

При наличии системы осушения отрабатываемого месторождения с использованием внешних контуров водопонижающих скважин откачиваемые воды обычно не содержат значительных количеств загрязняющих веществ, поэтому с ними обращаются как с условно-чистыми.

Химический состав карьерных вод зависит от состава и реакционной способности минералов и вмещающих пород разрабатываемых месторождений. Их количество определяется гидрогеологическими и метеорологическими условиями района горных работ.

Сброс карьерных вод без предварительной очистки может приводить к недопустимому загрязнению водных объектов. С целью минимизации объемов сбросов карьерных вод целесообразна организация их максимального использования для компенсации потерь водного баланса предприятия, пылеподавления, орошения автодорог и других пылящих поверхностей.

Карьерные воды перед сбросом в водные объекты подлежат обязательной очистке, в основном от взвешенных веществ и нефтепродуктов, на очистных сооружениях.

Вскрышные породы

Вскрышные породы размещают в отвалы вскрышных пород. Отвалы оказывают негативное воздействие на окружающую среду, заключающееся в изъятии земель для их размещения, выделении пыли при ветровом сносе с поверхностей отвалов, образовании дренажных вод при выпадении атмосферных осадков на отвал.

3.2.2.2 Воздействие на окружающую среду при разработке коренных (рудных) месторождений подземным и комбинированным способом

При разработке месторождений подземным способом негативное воздействие на окружающую среду заключается в следующем:

• проходка вскрывающих и подготовительных выработок по пустым породам связана с проблемой транспортирования большого объема породы от забоя на поверхность и складирования ее на поверхности;
• проходка выработок осуществляется, как правило, буровзрывным способом шпуровыми зарядами, что связано с большим выбросом загрязняющих веществ и пыли, которые при проветривании проходческих забоев поступают в атмосферный воздух;
• осушение подземных выработок сопровождается понижением уровня подземных вод с формированием депрессионной воронки, изменением водного баланса территории, влияющего на поверхностные водотоки и водоемы, грунтовые воды и водноболотные угодья, расположенные на водосборной площади. Снижение уровня подземных вод может вызвать также высыхание колодцев и водозаборных скважин;
• добыча минерального сырья (очистные работы) оказывает значительное воздействие на недра за счет изъятия горной массы из недр и нарушения состояния геологической среды, которое проявляется в формировании подземных полостей, в изменении полей напряжений в горном массиве, и как следствие, его структурных характеристик и свойств, в нарушении циркулирующих в недрах водоносных, газовых и других потоков. Происходят провалы, проседания, обвалы, оползни и смещение блоков горных пород, изменения порождают, горные удары и внезапные выбросы, разрушают инженерные сооружения;
• отбойка руды при очистных работах производится взрыванием вееров скважин и сопровождается еще большими, чем при проходческих работах, выбросами загрязняющих веществ и пыли. При применении самоходного оборудования с дизельными двигателями на транспортных и погрузочных работах выделяются выхлопные газы (оксиды азота, углерода, диоксиды серы).

Пыль выделяется также с поверхности породных отвалов и складов минерального сырья.

Все это негативно действует на окружающую среду, включая атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвенный покров, растительный и животный мир.

В таблице 3.5 представлены основные эмиссии при подземной разработке месторождений.

Таблица 3.5

Основные эмиссии при подземной разработке месторождений

Интенсивное пыле- и газообразование происходит во время следующих процессов: бурение шпуров и скважин; взрывание и погрузка взорванной горной массы; транспортировка, погрузка и перегрузка сырой руды и породы; грохочение, дробление; работа проходческих, добычных и прочих машин и механизмов. Однако, подвергаясь процессу пылеподавления и гидрообеспыливания и проходя по горным выработкам, запыленный воздух почти полностью самоочищается.

При разработке рудных месторождений комбинированным способом, как правило, работа ведется последовательно, т.е. сначала применяется открытый способ (карьер), а уже после подземный способ (подземный рудник). Таким образом для комбинированного способа характерно сочетание воздействия на окружающую среду оказываемое при применении открытого и подземного способов.

Основной фактор влияния на водные объекты — сброс шахтных вод, загрязненных взвешенными частицами и растворенными химическими веществами, а также поверхностный сток с породных и рудных отвалов. Кроме того, в подземных условиях загрязняются дренируемые грунтовые воды, а при откачке шахтной воды образуются депрессионные воронки, радиус которых может достигать значительных размеров.

Устройство оборотных систем водоснабжения, использование шахтных вод для целей пылеподавления и орошения пылящих поверхностей, ликвидация отвалов, сокращение поступления примесей в сточные воды путем совершенствования технологических процессов являются первоочередными задачами комплекса мероприятий, предотвращающими загрязнение водных объектов сточными водами. Все предприятия с подземным способом разработки месторождений обязаны осуществлять очистку сбрасываемых в водные объекты сточных и шахтных вод.

Следует отметить, что разработка коренных (рудных) месторождений подземным способом требует существенно меньшего отчуждения земель и не вызывает столь значительных нарушений и изменений инфраструктуры и ландшафтов, как открытые горные работы.

3.2.3 Воздействие на окружающую среду при первичной переработке минерального сырья

Добытое в процессе проведения горных работ минеральное сырье подвергается последующей первичной переработке с целью извлечения содержащихся в нем драгоценных металлов.

Первичная переработка минерального сырья обычно осуществляется на специально построенных фабричных комплексах с применением наиболее пригодных для этого технологий обогащения и гидрометаллургии (см. раздел 2).

Работа комплекса, ведущего первичную переработку минерального сырья, сопровождается техногенным воздействием на элементы окружающей среды:

• загрязнением атмосферного воздуха пылью и газами, выделяющимися на фабриках в процессах обогащения и гидрометаллургической переработки минерального сырья, выделением пыли с рудных складов, хвостохранилищ, других пылящих поверхностей;
• выделением выхлопных газов при работе автомобильного транспорта, выполнении погрузочных и транспортных работ, сжигании топлива в промышленных котельных и/или в ДВС электрогенераторов;
• техногенным влиянием на гидросферу в связи с забором воды из природных водоемов, сбросом в них сточных вод, выпадением загрязненных осадков и пыли из атмосферного воздуха, изменением уровня подземных вод в результате осушения горных выработок;
• воздействием на земли, почвы, недра и т.п., в том числе из-за образования и размещения твердой фазы хвостов в хвостохранилищах и на полигонах;
• физическими воздействиями — шумом и вибрацией при эксплуатации техники и оборудования, сокращениям площадей местообитаний представителей местной фауны.

В таблице 3.6 представлены основные эмиссии при первичной переработке минерального сырья на фабричных комплексах по наиболее распространенным технологиям с использованием цианистых растворителей.

Таблица 3.6

Основные эмиссии при первичной переработке минерального сырья на фабричных комплексах

Выбросы в атмосферный воздух

При первичной переработке минерального сырья на фабриках в атмосферный воздух выделяются пыль и химические вещества, переходящие в газовую фазу из технологических растворов.

Пыль выделяется на первых стадиях первичной переработки при транспортировании минерального сырья на операции дробления/грохочения и самих этих операциях при работе с рудой низкой (забойной) влажности.

Для понижения пылевыделения на операциях транспортирования минерального сырья, дробления и грохочения применяется орошение пылящих поверхностей, которое обычно снижает количество выделяемой пыли с высокой эффективностью. Кроме этого, для снижения выделения пыли в местах разгрузки дробленого минерального сырья организуются специальные укрытия. После дробления до заданной крупности руда подается на операцию измельчения, которая происходит в водной среде и выделение пыли прекращается.

Операции измельчения осуществляются в мельницах (шаровых, полусамоизмельчения, самоизмельчения). Выделения газообразных загрязняющих веществ в атмосферный воздух на этой операции происходят только при применении технологии измельчения в цианистой среде, при этом с открытых поверхностей пульп и технологических растворов (мельницы, классификаторы) может выделяться цианистый водород (гидроцианид).

Цианистый водород выделяется на каждой операции с цианистыми пульпами и растворами за счет гидролиза цианида натрия. Для снижения выделения гидроцианида технологические процессы проводят в щелочной среде, т.к. наличие в растворах защитной щелочи препятствует гидролизу. При использовании в технологиях растворов щелочей и кислот (операции известкования, десорбции и т.п.), флотореагентов в газовую фазу переходят применяемые реагенты как за счет испарений, так и за счет каплеуноса и диффузии.

В количественном отношении выбросы химических веществ в атмосферу варьируются в достаточно широких пределах и зависят от применяемых концентраций реагентов, конструкционных особенностей оборудования и их геометрических размеров.

Сточные воды

В настоящее время на фабричных комплексах при первичной переработке минерального сырья повсеместно используются системы повторного применения водной фазы в системах полного оборотного водоснабжения без сброса технологических сточных вод в водные объекты. Длительный опыт эксплуатации систем бессточного водоснабжения показал на возможность непрерывной работы предприятий без сброса технологических сточных вод при стабильных показателях извлечения полезных компонентов.

Для оптимизации водного баланса предприятия и исключения накапливания излишков технологических растворов применяются организационные и технические мероприятия по минимизации потребления свежей воды, использованию с максимальной полнотой оборотных вод там, где это возможно.

Хвосты первичной переработки

В процессе первичной переработки минерального сырья по фабричным технологиям образуются хвосты обогащения и/или цианирования в виде хвостовых пульп. В зависимости от технологии переработки хвостовые пульпы либо складируются в наливные и намывные хвостохранилища напрямую, либо подвергаются фильтрации и складируются в виде кеков фильтрации. Вариантом складирования, применяющимся достаточно редко, является размещение в хвостохранилище загущенной пульпы после «ластового» сгущения.

При нахождении хвостов в хвостохранилищах возможна эмиссия загрязняющих веществ в подземные воды с дренажами жидкой фазы через ложе гидротехнического сооружения. При опасности значительного техногенного воздействия на подземные воды, превышающего установленные нормативы, осуществляют строительство системы перехвата дренажей или экранирование ложа с использованием местных водоупорных материалов, и — синтетических геомембран.

Хвостохранилища оказывают определенное техногенное воздействие на окружающую среду, заключающееся в изъятии земель для их размещения, выделении пыли при ветровом сносе с сухих поверхностей.

3.2.4 Воздействие на окружающую среду при использовании геотехнологий

В последнее время достаточно широкое распространение получила технология кучного выщелачивания драгоценных металлов из минерального сырья.

Эта геотехнология основана на формировании штабелей минерального сырья на открытых площадках с их обработкой растворами, содержащими растворитель драгоценных металлов, в качестве которого наиболее часто применяется цианид натрия. Рудные штабели организуются на специально оборудованных гидроизолированных площадках, позволяющих полностью перехватывать дренирующие через тело штабеля цианистые растворы, содержащие растворенные золото и серебро. Растворы после извлечения драгоценных металлов используются повторно.

Эмиссиями при кучном выщелачивании являются выделение в процессе формирования штабеля и его последующего орошения загрязняющих веществ, в частности пыли и цианистого водорода (гидроцианида), в газовую фазу (атмосферный воздух), а также образование отработанных рудных штабелей, которые консервируют на месте их расположения с оказанием техногенного влияния на земную поверхность и ландшафт.

Другая геотехнология — подземное выщелачивание, оказывает техногенное воздействие в основном на подземные воды. Часть раствора, закачиваемого в подземный горизонт, может теряться. Величина потерь раствора зависит в основном от гидрогеологических условий района расположения отрабатываемого рудного тела, в частности наличия водоупорного горизонта ниже зоны проведения работ.

3.3 Определение маркерных веществ для добычи драгоценных металлов

3.3.1 Определение перечня маркерных веществ, содержащихся в выбросах в атмосферный воздух

Алгоритм определения маркерных веществ для выбросов состоит из нескольких этапов:

1. Составление исходного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС в установленных границах технологических процессов.

Исходный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС в границах технологических процессов, составляется на основе данных из документации в области ООС (инвентаризация, отчет о производственном экологическом контроле и т.д.).

В таблице 3.7 представлен исходный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах.

Таблица 3.7

Исходный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах

При составлении исходного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС учитывается, что вещества, образующиеся в процессе сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания различных видов техники (азота оксиды, углерода оксид и серы диоксид), не подлежит технологическому нормированию и не включаются в перечень, т.к. ограничение выбросов таких веществ относится к сфере технического регулирования.

2. Расчет вклада каждого загрязняющего вещества в суммарную приведенную массу общего выброса.

Расчет вклада каждого загрязняющего вещества в суммарную приведенную массу общего выброса проводится на основе полученных исходных данных, указанных в п. 1, в следующем порядке:

Рассчитываются приведенные массы выброса каждого загрязняющего вещества с учетом его токсичности M_{\text{пр}_{i}} , тонн условного загрязняющего вещества в год (т у.з.в./год), вычисляют по формуле:

M_{\text{пр}_{i}} = \sum M_{i} \cdot \frac{\text{ПДК}_{\text{УЗВ}}}{\text{ПДК}_{\text{зв}_{i}}} , (1)

где \sum M_{i} — сумма масс i-го загрязняющего вещества, выбрасываемая в течение года, всеми источниками рассматриваемого технологического процесса, т/год;

ПДКУЗВ — предельная допустимая концентрация условного загрязняющего вещества, принятая равной 1,0 мг/м3 для выбрасываемых веществ;

\text{ПДК}_{\text{зв}_{i}} — среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го выбрасываемого загрязняющего вещества, мг/м3 (ПДКсс) [6].

При отсутствии установленной для конкретного выбрасываемого загрязняющего вещества среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДКсс) для осуществления расчетов допускается применять величину ОБУВ. При отсутствии величины ОБУВ в целях определения вклада выбрасываемого загрязняющего вещества в приведенную массу допускается определять величину ПДКсс по формуле:

ПДКсс = 0,1 x ПДКмр, (2)

где ПДКмр — максимальная разовая предельно допустимая концентрация выбрасываемого загрязняющего вещества, мг/м3.

Рассчитывается вклад конкретного загрязняющего вещества в суммарную приведенную массу выброса рассматриваемого технологического объекта \omega_{i} , %, по формуле:

\omega_{i} = \frac{M_{\text{пр}_{i}}}{\sum_{i}^{n} {}_{= 1}M_{\text{пр}_{i}}} \cdot 100, (3)

где M_{\text{пр}_{i}} — приведенная масса i-го загрязняющего вещества, т у.з.в./год;

n — количество загрязняющих веществ, входящих в общий выброс.

3. Составление промежуточного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС в установленных границах технологических процессов.

На основании полученных результатов расчетов, проведенных на втором этапе, составляется промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах.

В промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах, включаются вещества, накопленная сумма приведенных масс которых образует более 85% от суммарной приведенной массы общего выброса и вклад конкретного вещества составляет не менее 10% от суммарной приведенной массы общего выброса объекта ОНВОС.

4. Анализ промежуточного перечня загрязняющих веществ.

Наименования загрязняющих веществ из полученного на третьем этапе промежуточного перечня сравниваются с наименованиями загрязняющих веществ, указанными в перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды и корректируются в случае выявления различий в наименованиях.

В случае отсутствия загрязняющего вещества в перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды [31] такое загрязняющее вещество исключается из промежуточного перечня загрязняющих веществ, полученного на третьем этапе.

По итогам проведенного анализа составляется скорректированный промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС.

5. Экспертная оценка промежуточного перечня загрязняющих веществ.

Посредством проведения экспертной оценки из полученного на четвертом этапе скорректированного промежуточного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах ОНВОС, определяются маркерные вещества, характеризующие конкретный технологический процесс и отвечающие следующим критериям:

• Загрязняющее вещество характерно для рассматриваемого процесса. Характерность вещества определяется его присутствием в сырье, либо образованием при осуществлении основных стадий технологического процесса. Перечень характерных веществ устанавливают с учетом данных технологического регламента производства, проекта нормативов предельно допустимых выбросов, соответствующего информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и другой проектной документации строительства и эксплуатации.
• Загрязняющее вещество присутствует в выбросах постоянно. Постоянство присутствия загрязняющих веществ в выбросах устанавливается на основе данных технологического регламента производства, проекта нормативов предельно допустимых выбросов и другой проектной документации строительства и эксплуатации.
• Загрязняющее вещество присутствует в выбросах в значимых количествах.
• Доступность и воспроизводимость метода определения данного загрязняющего вещества. Метод (методы) определения концентраций данного вещества должен соответствовать требованиям обеспечения единства измерений.

6. Составление итогового перечня маркерных веществ, содержащихся в выбросах.

На основании проведенных расчетов и экспертной оценки (1 - 5 этапы) формируется необходимый и достаточный итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в выбросах, характеризующих применяемые технологии, особенности технологического процесса и влияние на окружающую среду ОНВОС (таблица 3.8 столбец 4).

Таблица 3.8

Итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в выбросах

В итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в выбросах в атмосферный воздух, для которых устанавливаются технологические показатели выбросов, не включаются высокотоксичные вещества, вещества, обладающие канцерогенными, мутагенными свойствами (веществ I, II класса опасности) при наличии таких веществ в выбросах.

В таблице 3.8 (столбец 7) представлен итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в выбросах включая маркерные вещества, для которых устанавливаются технологические показатели выбросов.

В таблице 3.9 представлены текущие уровни выбросов в атмосферный воздух в результате производственной деятельности по добыче драгоценных металлов из россыпных, коренных (рудных) месторождений и первичной переработки минерального сырья (на основании полученной информации от различных предприятий отрасли в виде заполненных анонимных отраслевых анкет).

Таблица 3.9

Текущие уровни выбросов в атмосферный воздух в результате производственной деятельности по добыче драгоценных металлов из россыпных, коренных (рудных) месторождений и первичной переработки минерального сырья

3.3.2 Определение перечня маркерных веществ, содержащихся в сбросах в водные объекты

Алгоритм определения маркерных веществ для сбросов состоит из нескольких этапов:

1. Составление исходного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах ОНВОС в установленных границах технологических процессов.

Исходный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах ОНВОС в границах технологических процессов, составляется на основе данных из документации в области ООС (нормативы допустимых сбросов, отчет о производственном экологическом контроле и т.д.).

2. Составление промежуточного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах ОНВОС в установленных границах технологических процессов.

В промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах, включаются привнесенные предприятиями загрязняющие вещества в результате осуществления деятельности по добыче: «взвешенные вещества» и «нефтепродукты».

Нефтепродукты и взвешенные вещества являются привнесенными веществами вследствие использования традиционных методов добычи (применение высокопроизводительной горнотранспортной техники и оборудования в рудниках и в карьерах).

В промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах, также включаются специфические интегральные показатели, с помощью которых оценивается уровень загрязнения воды (водородный показатель (pH), «БПКполн», «ХПК»).

Включение в перечень указанных интегральных показателей («Иные загрязняющие вещества» в соответствие с [31]) объясняется следующим:

• водородный показатель (pH) является характеристикой кислотно — оснувных свойств воды. По значению водородного показателя, шахтные, карьерные и дренажные воды делят на нейтральные (pH 7), кислые (pH < 7) и щелочные (pH > 7);
• БПКполн — биохимическое потребление кислорода, которое отражает общее содержание легкоокисляющихся органических веществ в воде и которое определяется количеством кислорода необходимого для окисления органических веществ биологическим путем за определенный промежуток времени;
• ХПК — химическое потребление кислорода, которое отражает общее содержание органических веществ в воде и которое определяется количеством кислорода необходимого для окисления всех загрязняющих веществ в воде с помощью различных химических веществ — окислителей.

В промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах, не включаются загрязняющие вещества, отвечающие следующим критериям:

• вещество не привносится в окружающую среду предприятием в процессе своей производственной деятельности;
• содержание вещества сточных водах обусловлено горно-геологическими условиями месторождения полезного ископаемого;
• концентрация вещества в сточных водах находится на уровнях, соответствующих фоновым показателям для поверхностных водных объектов района расположения месторождения полезного ископаемого.

3. Анализ промежуточного перечня загрязняющих веществ.

Наименования загрязняющих веществ из полученного на втором этапе промежуточного перечня сравниваются с наименованиями загрязняющих веществ, указанными в перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды [31] и корректируются в случае выявления различий в наименованиях.

В случае отсутствия загрязняющего вещества в перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды [31], такое загрязняющее вещество исключается из промежуточного перечня загрязняющих веществ, полученного на втором этапе.

По итогам проведенного анализа составляется скорректированный промежуточный перечень загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах ОНВОС.

4. Экспертная оценка промежуточного перечня загрязняющих веществ.

Посредством проведения экспертной оценки из полученного на третьем этапе скорректированного промежуточного перечня загрязняющих веществ, содержащихся в сбросах ОНВОС, определяются маркерные вещества, характеризующие конкретный технологический процесс и отвечающие следующим критериям:

• загрязняющее вещество характерно для рассматриваемого процесса. Характерность вещества определяется его присутствием в сырье, либо образованием при осуществлении основных стадий технологического процесса;
• доступность и воспроизводимость метода определения данного загрязняющего вещества. Метод (методы) определения концентраций данного вещества должен соответствовать требованиям обеспечения единства измерений.

5. Составление итогового перечня маркерных веществ, содержащихся в сбросах.

На основании проведенных расчетов и экспертной оценки (1 — 4 этапы) формируется необходимый и достаточный итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в сбросах, характеризующих применяемые технологии, особенности технологического процесса и влияние на окружающую среду ОНВОС.

В итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в сбросах, для которых устанавливаются технологические показатели сбросов, не включаются высокотоксичные вещества, вещества, обладающие канцерогенными, мутагенными свойствами (веществ I, II класса опасности) при наличии таких веществ в сбросах.

В таблице 3.10 представлен итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в сбросах, включая маркерные вещества, для которых устанавливаются технологические показатели сбросов.

Таблица 3.10

Итоговый перечень маркерных веществ, содержащихся в сбросах

N

Технологический процесс

Таблица 3.11

Концентрации загрязняющих веществ в составе сбросов в водные объекты в результате производственной деятельности по добыче драгоценных металлов из коренных (рудных) месторождений

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий

Применение НДТ направлено на комплексное предотвращение и (или) минимизацию негативного воздействия на окружающую среду.

В настоящее время утверждены «Методические рекомендации по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии» [34], разработанные на основании Постановления Правительства Российской Федерации «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [5].

Определение технологических процессов, оборудования, технических способов, методов в качестве наилучшей доступной технологии для конкретной области применения, утверждение методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии осуществляются уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти, который создает технические рабочие группы, включающие экспертов заинтересованных федеральных органов исполнительной власти, государственных научных организаций, коммерческих и некоммерческих организаций, в том числе государственных корпораций.

Сочетанием критериев достижения целей охраны окружающей среды для определения наилучшей доступной технологии являются:

• наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу времени или объем производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги либо другие предусмотренные международными договорами Российской Федерации показатели;
• экономическая эффективность ее внедрения и эксплуатации;
• применение ресурсо- и энергосберегающих методов;
• период ее внедрения;
• промышленное внедрение этой технологии на двух и более объектах, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям разрабатывается с учетом имеющихся в Российской Федерации технологий, оборудования, минерального сырья, других ресурсов, а также с учетом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации. При их разработке могут использоваться международные информационно-технические справочники по наилучшим доступным технологиям.

Определение наилучших технологий производится на основании:

• сбора и анализа имеющейся в общем доступе информации по применению на предприятиях, добывающих руды драгоценных металлов современных передовых технологических и технических решений (Интернет, периодические специализированные, в том числе отраслевые издания горнопромышленного профиля);
• опыта специалистов и экспертов, принимавших участие в разработке настоящего справочника в указанной области (охрана окружающей среды, технология добычи, обогащения и гидрометаллургии и т.п.);
• анализа материалов справочников НДТ и наилучших практик в смежных и (или) схожих отраслях;
• данных анкетирования горнодобывающих предприятий, проведенного в период май — июнь 2023 года;
• сбора и анализа информации о перспективных технологиях и технических решениях: материалы специализированных изданий, патентный поиск и т.д.

Внедрением наилучшей доступной технологии юридическими лицами или индивидуальными предпринимателями признается ограниченный во времени процесс проектирования, реконструкции, технического перевооружения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, установки оборудования, а также применение технологий, которые описаны в опубликованных информационно-технических справочниках по наилучшим доступным технологиям и (или) показатели воздействия на окружающую среду которых не должны превышать установленные технологические показатели наилучших доступных технологий.

Раздел 5 Наилучшие доступные технологии

На основании анализа информации, представленной заинтересованными сторонами, полученной из открытых источников и подготовленной составителями данного информационно-технического справочника НДТ в соответствии с критериями, указанными в «Методических рекомендациях по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии» [34], разработанными на основании Постановления Правительства Российской Федерации «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии», к наилучшим доступным технологиям (включающим технологические, технические и управленческие решения), которые применяются в процессах добычи драгоценных металлов, отнесены НДТ, указанные в п. 5.1 - 5.6.

Перечисленные в настоящем разделе наилучшие доступные технологии для области применения настоящего информационно-технического справочника НДТ не являются предписывающими или исчерпывающими. Могут быть также применены НДТ из аналогичных справочников по другим отраслям промышленности, а также иные технологии.

5.1 Перечень НДТ, применяемых при добыче драгоценных металлов из россыпных месторождений

НДТ 1. Применение современного высокопроизводительного промывочного оборудования

НДТ включает применение современного промывочного оборудования, обладающего наилучшими техническими характеристиками по производительности и извлечению драгоценных металлов. НДТ позволяет снизить затраты на первичную переработку песков, содержащих драгоценные металлы и снизить потери драгоценных металлов в процессе промывки.

НДТ 2. Применение бульдозеров для оптимизации технологии снятия талого слоя песков, содержащих драгоценные металлы

НДТ включает снятие и перемещение талого слоя песков, содержащих драгоценные металлы бульдозером с формированием бурта талых пород, предназначенных для дальнейшей отгрузки на промывку при дальности перемещения талого слоя в бурт не более чем на 15 — 30 м со снижением общих затрат на транспортировку и расхода дизельного топлива.

НДТ 3. Применение автотранспорта для транспортировки песков, содержащих драгоценные металлы на промывку

НДТ включает замену дорогостоящего способа перемещения песков, содержащих драгоценные металлы бульдозером в направлении к промывочной установке при разработке техногенных и целиковых запасов на транспортировку автотранспортом с загрузкой автосамосвалов из временных буртов.

НДТ 4. Применение электрических карьерных экскаваторов для выемки песков, содержащих драгоценные металлы

НДТ включает выемку песков высокопроизводительным выемочным оборудованием — электрическими карьерными экскаваторами (типа ЭКГ или аналог) с погрузкой и транспортировкой песков, содержащих драгоценные металлы, автотранспортом.

5.2 Перечень НДТ применяемых при добыче драгоценных металлов из коренных (рудных) месторождений

5.2.1 Перечень НДТ применяемых при разработке коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов открытым способом

НДТ 5. Применение эффективных взрывчатых веществ, современных систем инициирования и передовых технологий взрывания на открытых горных работах

НДТ включает использование передовых технологий при производстве буровзрывных работ с применением наиболее эффективных взрывчатых веществ, в том числе с минимальным (нулевым) кислородным балансом и новых технологий взрывания, а также использование при ведении взрывных работ современных систем инициирования (например, неэлектрических систем инициирования, электронных детонаторов с индивидуальным замедлением взрывания каждого заряда), благодаря которым достигается: низкий сейсмический эффект и слабая интенсивность воздушных ударных волн, малый разлет кусков горной массы при взрыве.

НДТ 6. Применение автоматизированных систем управления карьерными самосвалами и погрузочной техникой

НДТ включает внедрение и последовательное совершенствование систем позиционирования, диспетчеризации и управления парком карьерных автосамосвалов и погрузочной техники в карьерах золоторудных месторождений.

Автоматизированные системы управления карьерным транспортом и погрузочной техникой позволяют минимизировать простои карьерного транспорта, сократить расходы топлива, снизить эмиссии, оптимизировать движение грузопотоков в сложной транспортной сети карьера. Достигается повышение эффективности работы карьерного транспорта и погрузочной техники. Используется метод, представленный в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Описание НДТ 6

НДТ 7. Применение большегрузной карьерной техники

НДТ включает применение большегрузной карьерной техники для погрузки и транспортировки горной массы в карьерах. При применении НДТ используется карьерная техника большего типоразмера с соблюдением пропорционального увеличения грузоподъемности большегрузных автосамосвалов и с сохранением оптимального соотношения количества ковшей для погрузки одного самосвала.

Переход на большегрузную технику позволяет уменьшить удельные эксплуатационные затраты на экскавацию и транспортировку горной массы в карьерах, а также добиться уменьшения количества единиц технологического оборудования в карьере, снижения эмиссий в окружающую среду, снижения энергопотребления и потребления топлива в процессах экскавации и транспортировки горной массы в карьерах. Используется метод, представленный в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Описание НДТ 7

НДТ 8. Применение современных износостойких материалов и элементов

НДТ включает применение износостойких элементов и накладок на рабочие органы горного оборудования и обеспечивает дополнительную конструкционную прочность и износостойкость, а также повышает коэффициент технической готовности машин и оборудования. Применение кузовов автосамосвалов, ковшей погрузочной техники, буровых коронок и штанг из современных высокопрочных сплавов позволяет достичь высокой производительности, снижения себестоимости (см. таблицу 5.3).

Таблица 5.3

Описание НДТ 8

5.2.2 Перечень НДТ, применяемых при разработке коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным способом

НДТ 9. Применение эффективных взрывчатых веществ, современных систем инициирования и передовых технологий взрывания на подземных горных работах

НДТ включает использование передовых технологий при производстве буровзрывных работ с применением наиболее эффективных взрывчатых веществ, в том числе с минимальным (нулевым) кислородным балансом и новых технологий взрывания, а также использование при ведении взрывных работ современных систем инициирования (например, неэлектрических систем инициирования, электронных детонаторов с индивидуальным замедлением взрывания каждого заряда), благодаря которым достигается: низкий сейсмический эффект и слабая интенсивность воздушных ударных волн.

НДТ 10. Проходка подземных горных выработок с применением систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования

НДТ включает переход на современную высокопроизводительную горную технику для бурения, крепления, добычных операций и транспортировки горной массы в подземных условиях отработки месторождений драгоценных металлов. Обеспечивает значительное снижение доли постоянных затрат, безопасность, эргономику, комфортные условия работы для операторов и обслуживающего персонала, экономию энергоресурсов и материалов (см. таблицу 5.4).

Таблица 5.4

Описание НДТ 10

Основные преимущества современного самоходного оборудования — улучшение безопасности и производительности, минимизация потерь и разубоживания минерального сырья, эргономика и комфортные условия труда. Эксплуатация установок очистного и проходческого бурения с высоким уровнем автоматизации технологического процесса и позиционированием позволяет достичь беспрецедентно высокой производительности, точности и прямолинейности шпуров/скважин. Передовые механизированные комплексы для установки анкеров, нанесения бетонных смесей обеспечивают оперативное крепление значительных площадей обнажений горных выработок, в большинстве случаев позволяют вытеснить тяжелые виды крепей и использование крепежного леса, деревянных затяжки и забутовки. Машины для бурения вертикальных и наклонных горных выработок круглого сечения диаметром до 6000 мм и длиной до 800 м способны бурить по очень крепким породам и идеально подходят для сооружения стволов, рудоспусков, восстающих и т.п. (без применения взрывных работ). Погрузочно-доставочные машины и автосамосвалы способны преодолевать большие уклоны и быстро перемещаться на существенные расстояния, обеспечивать высокую производительность с низкой удельной себестоимостью погрузки и транспортирования. ПДМ, автосамосвалы и буровые установки с электрическим приводом используют экологически чистую электрическую энергию и обеспечивают лучшие условия труда за счет отсутствия выхлопных газов, меньшего уровня вибраций и шума. Кроме того, снижаются требования к вентиляции выработок, происходит сокращение расходных материалов, таких как моторное масло и фильтры, увеличиваются интервалы между техническим обслуживанием. Использование ПДМ с дистанционным управлением позволяет работать в очистном пространстве без нахождения там людей.

НДТ 11. Применение систем разработки с закладкой выработанного пространства

НДТ включает применение систем разработки с закладкой выработанного пространства породами от проходческих работ со снижением количества отходов недропользования, подлежащих размещению в объектах размещения отходов, ликвидацией формирования подземных полостей и отрицательных гравитационных процессов. Использование современных маневренных погрузочно-доставочных машин (ПДМ), в ковше которых транспортируется порода, позволяет добиться высокого уровня производительности закладочных работ.

НДТ 12. Применение систем селективной добычи минерального сырья

НДТ включает увеличение удельного соотношения систем разработки с селективной добычей полезного ископаемого, что позволяет, особенно при отработке тонких и маломощных рудных тел, снизить разубоживание минерального сырья пустыми породами и грузооборот как внутри рудника, так и на поверхности, уменьшить затраты на ГСМ при транспортировании и перегрузке минерального сырья, уменьшить удельные расходы применяемого ВВ при очистных работах на единицу объема полезного ископаемого. При этом сокращается расход воздуха на проветривание рудника, снижается объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и уменьшаются затраты на электроэнергию при вентиляции рудников.

НДТ 13. Применение современных износостойких материалов и элементов

НДТ включает применение износостойких элементов и накладок на рабочие органы горного оборудования и обеспечивает дополнительную конструкционную прочность и износостойкость, а также повышает коэффициент технической готовности машин и оборудования. Применение буровых коронок и штанг из современных высокопрочных сплавов позволяет достичь высокой производительности и точности бурения, снижения себестоимости (см. таблицу 5.5).

Таблица 5.5

Описание НДТ 13

НДТ 14. Применение конвейерного транспорта для подземной транспортировки отбитого минерального сырья и вмещающих горных пород от проходки горных выработок

НДТ включает использование конвейеров для перемещения горной массы в подземных условиях. Основными преимуществами конвейерного транспорта являются: поточность транспортирования как технологического процесса; автоматичность действия; возможность перемещать материал при углах наклона трассы 10 — 14 градусов, и, вследствие этого, сокращение расстояния транспортирования и объема горно-капитальных работ по строительству автотранспортных уклонов или капитальных стволов; высокие экологические показатели.

Технология обеспечивает значительное снижение доли постоянных затрат, повышает уровень безопасности, за счет удаленного управления процессами посредством телемониторинга, обеспечивает комфортные условия работы для операторов и обслуживающего персонала, а также позволяет экономить энергоресурсы и материалы (см. таблицу 5.6).

Таблица 5.6

Описание НДТ 14

НДТ 15. Применение подземного дробления во время подземной транспортировки отбитого минерального сырья и вмещающих горных пород

НДТ включает использование мобильных дробилок и дробильных комплексов для дробления горной массы в подземных условиях. Преимуществом подземного дробления является возможность измельчать минеральное сырье и вмещающие горные породы до начала транспортирования транспортными системами, обеспечивая возможность применения поточных технологий и повышенной грузонесущей способности механизмов. Таким образом достигается пониженное удельное энергопотребление и расход топлива (см. таблицу 5.7).

Таблица 5.7

Описание НДТ 15

5.2.3 Перечень НДТ, применяемых для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при разработке россыпных и коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов

НДТ 16. Применение современной горнотранспортной техники

НДТ включает применение горнотранспортной техники с современными низкотоксичными двигателями, соответствующими требованиям не ниже Евро 3 и оборудованными каталитическими нейтрализаторами.

НДТ 17. Применение технологических методов для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ при проведении буровых работ в карьерах

НДТ включает применение для уменьшения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ, образующихся при ведении буровых работ в карьерах хотя бы одного из методов, представленных в таблице 5.8.

Таблица 5.8

Описание НДТ 17

НДТ 18. Применение технологических методов для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ при проведении взрывных работ в карьерах

НДТ включает применение для уменьшения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ, образующихся при взрывании горной массы в карьерах хотя бы одного из методов, представленных в таблице 5.9.

Таблица 5.9

Описание НДТ 18

НДТ 19. Применение технологических методов для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ при проведении вскрышных и добычных работ в карьерах, транспортировании горной массы и отвалообразовании

НДТ включает орошение и укрепление внешнего слоя пылящих поверхностей дорожного полотна, складов, породных отвалов, сухих пляжей хвостохранилищ, земель, подлежащих рекультивации, предотвращение сдувания и уноса материала при перевозке в открытых вагонах, из экскаваторных забоев и др. в теплый сухой период года с целью сокращения их пыления путем применения:

• систем пылеподавления водяным орошением с использованием поливочных машин, установок, распылителей;
• систем пылеподавления, если применимо, пылесвязывающими жидкостями (растворами неорганических и органических веществ, ПАВ, полимерными веществами, эмульсиями и другими химическими реагентами), создающими на поверхности обрабатываемого материала утолщенную эластичную и долговременную корку.

НДТ 20. Применение технологических методов для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ при хранении, перегрузке и транспортировке горной массы

НДТ включает организацию технологических процессов хранения, погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки горной массы с применением следующих технологических подходов:

• организация хранения, перегрузок и перевозок, обеспечивающих минимизацию попадания пылящих материалов в окружающую среду;
• сокращение числа промежуточных узлов и мест перегрузок;
• использование устройств, установок для выравнивания и уплотнения верхнего слоя пылящих грузов в транспортных средствах.

НДТ позволяет сократить количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от процессов хранения, перегрузки и транспортировки пылящих материалов.

НДТ 21. Рекультивация пылящих поверхностей

НДТ включает горнотехническую и биологическую рекультивацию, включая: формирование рельефа; формирование защитного слоя, потенциально-плодородного слоя, плодородного слоя, озеленение, пылящих поверхностей (откосов породных отвалов, терриконов) — посев трав и саженцев на неиспользуемых территориях с целью закрепления внешнего слоя пылящих поверхностей, сокращения площади неорганизованных источников пыления.

Применение НДТ способствует защите пылящих поверхностей от ветровой эрозии, сокращению площади неорганизованных источников пыления.

5.2.4 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья процессами рудоподготовки и пульпоподготовки

НДТ 22. Сортировка, предобогащение и усреднение минерального сырья

НДТ включает технологические процессы сортировки и усреднения (перемешивания) минерального сырья на складах с целью улучшения его технологических свойств.

НДТ 23. Применение конвейерного транспорта для транспортирования минерального сырья, концентратов, кеков и других продуктов

НДТ включает использование конвейеров для транспортировки минерального сырья, концентратов, кеков и других продуктов на следующие технологические операции (дробление, измельчение и т.д.).

НДТ 24. Дробление минерального сырья

НДТ включает использование дробильного оборудования (щековые, конусные, шнеко-зубчатые, молотковые, валковые и т.д. дробилки) для дробления минерального сырья с целью его подготовки для последующего направления на измельчение или формирование штабелей для кучного выщелачивания. Процесс дробления минерального сырья проводится как правило в несколько стадий и ведется до оптимальной крупности куска.

НДТ 25. Измельчение минерального сырья

НДТ включает использование оборудования для измельчительного оборудования (шаровые мельницы и мельницы само- и полусамоизмельчения) для измельчения минерального сырья с целью его подготовки для последующего направления на обогащение или гидрометаллургическую переработку. Процесс измельчения минерального сырья проводится как правило в несколько стадий и ведется до оптимальной тонины помола.

НДТ 26. Классификация минерального сырья

НДТ включает использование оборудования для классификации (разделение сырья по крупности). При многостадийном дроблении и измельчении минерального сырья классификация позволяет выделять фракцию готовой крупности, что минимизирует холостую нагрузку на дробильно-измельчительное оборудование (повышает энергоэффективность производства) и позволяет избежать переизмельчения минерального сырья.

НДТ 27. Сгущение минерального сырья

НДТ включает использование оборудования (сгустители, емкости и т.д.) для повышения плотности (отношение твердого к жидкому) измельченного минерального сырья перед направлением его на следующие технологические процессы. Сгущение (осаждение частиц) происходит под действием силы тяжести в ламинарном потоке. Для увеличения скорости осаждения используют коагулянты и флокулянты, приводящие к агрегации осаждаемых частиц за счет нейтрализации их одноименных электрических зарядов. В качестве коагулянта чаще применяют известь, так как при последующем цианировании она одновременно является защитной щелочью и не допускает выделения синильной кислоты (гидроцианида) и перерасхода цианида натрия.

НДТ 28. Грохочение минерального сырья

НДТ включает использование оборудования (грохоты) для улучшения технологических свойств сырья (сортировка, удаление щепы, защита перед гравитацией, выделение насыщенного сорбента, удержание сорбента и т.д.) перед направлением его на следующие технологические процессы.

НДТ 29. Фильтрация минерального сырья

НДТ включает использование оборудования (фильтры) для разделения твердой и жидкой фаз пульпы (смесь минерального сырья с водой и реагентами) с помощью пористой перегородки, через которую жидкая фаза проходит, а твердая нет. Фильтрацию минерального сырья проводят с целью отделения растворенных драгоценных металлов, или самой жидкой фазы перед направлением его на следующие технологические процессы.

5.2.5 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья для вскрытия сульфидного минерального сырья и концентратов

НДТ 30. Применение метода бактериального выщелачивания для вскрытия минерального сырья

НДТ включает применение технологического метода бактериального выщелачивания (биовыщелачивания) для вскрытия минерального сырья (в т.ч. концентратов), включающего направленное применение микроорганизмов как катализаторов или специализированных агентов химических (биохимических) процессов разрушения минералов, окисления сульфидов, железа и растворения минеральных соединений.

НДТ 31. Применение метода автоклавного выщелачивания для вскрытия минерального сырья

НДТ включает применение технологического метода автоклавного выщелачивания для вскрытия минерального сырья (в т.ч. концентратов) при повышенной температуре и давлении с окислением сульфидов и последующим цианированием (сорбционным цианированием).

НДТ 32. Применение метода сверхтонкого помола для вскрытия минерального сырья

НДТ включает применение технологического метода сверхтонкого помола сульфидного минерального сырья (в т.ч. концентратов) до крупности 5 — 20 мкм для улучшения его технологических свойств.

5.2.6 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья процессами обогащения

НДТ 33. Применение метода предварительной рентгенорадиометрической, рентгеноабсорбционной или фотометрической сепарации

НДТ включает применение предварительной сепарации (рентгенорадиометрической, фотометрической) для выделения обогащенной рудной фракции с ее последующей переработкой методами обогащения и/или гидрометаллургии.

НДТ 34. Применение метода магнитной сепарации

НДТ включает применение магнитной сепарации для выделения минералов, обладающих ферромагнитными свойствами. Может использоваться в схемах как предобогащения исходных руд, так и продуктов первичной переработки (концентратов).

НДТ 35. Применение гравитационного метода обогащения

НДТ включает методы обогащения, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся размерами, плотностью и формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием центробежных сил, силы тяжести и сил сопротивления среды.

НДТ 36. Применение флотационного метода обогащения

НДТ включает применение технологического метода флотационного обогащения, основанного на разделении компонентов минерального сырья за счет различия физико-химических свойств поверхности минералов, т.е. способности (гидрофобность или гидрофильность) минералов закрепляться на границе раздела фаз (пузырьки) с применением флотационных реагентов и получением флотационного концентрата (включая напорную флотацию, флотацию в инжекторных флотомашинах и последующую классификацию хвостов флотации в гидроциклонах).

НДТ 37. Применение комбинированных схем гравитационно-флотационного обогащения

НДТ включает применение комбинированных схем обогащения минерального сырья гравитацией и флотацией хвостов гравитации с получением гравитационного и флотационного концентратов, их реализацией в качестве готового продукта или первичной переработкой раздельно методами интенсивного цианирования и сорбционного выщелачивания или совместно методом сорбционного выщелачивания.

НДТ 38. Применение метода скоростной флотации в цикле измельчения

НДТ включает применение технологического метода скоростной флотации из циркуляционной нагрузки мельниц, объединение полученного концентрата с конечным концентратом традиционного контура обогащения, дальнейшей переработкой объединенного концентрата по гидрометаллургическим схемам или реализацией в качестве готового продукта.

5.2.7 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья процессами гидрометаллургии

НДТ 39. Применение метода цианирования минерального сырья

НДТ включает применение технологического метода цианирования минерального сырья (в том числе концентратов и хвостов обогащения) с переводом драгоценных металлов в жидкую фазу в виде комплексных соединений с цианидом и последующим извлечением драгоценных металлов из этих соединений.

НДТ 40. Применение метода цементации драгоценных металлов цинка

НДТ включает применение технологического метода осаждения драгоценных металлов из жидкой фазы с помощью цинковой пыли.

НДТ 41. Применение гравитационного метода и метода цианирования для первичной переработки лежалых хвостов амальгамации

НДТ включает применение технологического метода гравитационного обогащения хвостов амальгамации с получением концентратов с содержанием золота не менее 20 г/т и возвратом хвостов обогащения в хвостохранилище на место изъятия лежалых хвостов. Полученный гравиоконцентрат доизмельчают до крупности менее 0,1 мм, фильтруют, распульповывают оборотным цианистым раствором и цианируют в агитационном сорбционном режиме. Хвосты цианирования фильтруют, цианистый фильтрат направляют на распульповку кека питания цианирования. Кек от фильтрации хвостов цианирования распульповывают водой из хвостохранилища и хлорируют с применением гипохлорита кальция и извести до полного разрушения растворимых цианидов. Обезвреженные отходы недропользования (твердая фаза хвостов цианирования) возвращают в хвостохранилище на место изъятия.

НДТ 42. Применение метода интенсивного цианирования

НДТ включает применение технологического метода интенсивного цианирования богатых золотосодержащих концентратов. Технология включает интенсивное цианирование при высоких концентрациях NaCN (10,0 — 30,0 г/л) в специальных аппаратах, при этом драгоценные металлы выделяются из жидкой фазы, и при необходимости хвосты процесса направляются в традиционный передел цианидного выщелачивания.

НДТ 43. Применение метода сульфидно-щелочного выщелачивания для первичной переработки золото-сурьмяных флотоконцентратов

НДТ включает применение технологического метода сульфидно-щелочного выщелачивания золото-сурьмяных флотоконцентратов, получаемых при флотационном обогащении. Технология заключается в продолжительной обработке золото-сурьмяного флотационного концентрата раствором щелочи при температуре на уровне 65 °C.

НДТ 44. Применение метода сорбционного выщелачивания с использованием активированного угля

НДТ включает применение технологического метода цианирования минерального сырья в присутствии активированного угля. Технология предполагает цианирование измельченного продукта в агитационном режиме в присутствии активированного угля, который сорбирует растворенные драгоценные металлы из жидкой фазы. При этом процесс может быть с предварительным выщелачиванием с последующей сорбцией (режим CIP) или одновременно выщелачивание с сорбцией (режим CIL). Насыщенный активированный уголь направляется на дальнейшую переработку для извлечения драгоценных металлов.

НДТ 45. Применение метода сорбционного выщелачивания для осаждения золота из пульпы с использованием ионообменной смолы

НДТ включает применение технологии выщелачивания золота цианистыми растворами с последующей адсорбцией металла из пульпы ионообменной смолой (технология — «смола в пульпе»). Насыщенная смола направляется на дальнейшее извлечение драгоценных металлов.

НДТ 46. Применение метода сорбционного выщелачивания с использованием синтетических сорбентов (ионитов)

НДТ включает применение технологического метода цианирования минерального сырья в присутствии синтетического сорбента. Технология включает измельчение материала до крупности менее 0,2 мм, цианирование измельченного продукта в режиме аэрационного перемешивания при концентрации NaCN 0,2 — 3,0 г/л, объемной загрузке синтетического сорбента 2,5 — 5,0%, десорбцию (элюирование) золота с синтетического сорбента после сорбционного цианирования.

НДТ 47. Применение метода десорбции золота и регенерации синтетических сорбентов (ионитов)

НДТ включает применение метода элюирования (десорбции) золота с синтетических сорбентов (ионитов) и регенерации сорбента. Технология включает перевод драгоценных металлов в жидкую фазу с помощью горячих растворов различных реагентов для дальнейшего выделения из растворов ДМ электролизом или другим способом, а также восстановление сорбционных свойств смол (регенерация).

НДТ 48. Применение метода десорбции золота с активированных углей и реактивации активированных углей

НДТ включает применение метода элюирования (десорбции) золота с насыщенных активированных углей и восстановление сорбционных свойств реактивацией активированных углей. Технология включает десорбцию золота крепким щелочным или щелочно-цианистым раствором с концентрацией гидроксида натрия 4,0% при высоких температурах и повышенных давлениях. Восстановление сорбционных свойств активированных углей (реактивацию) производят путем кислотной и высокотемпературной обработки.

НДТ 49. Применение метода электролиза для осаждения ценных компонентов из растворов

НДТ включает применение технологического метода электролиза растворов, получаемых в процессе интенсивного цианирования, десорбции драгоценных металлов с ионообменных смол, десорбции активированного угля. Технология заключается в пропускании токов высокой плотности через насыщенные драгоценными металлами растворы. В результате электрохимических процессов ценный компонент осаждается на катоде, образуя катодный осадок.

НДТ 50. Сушка концентратов и других продуктов

НДТ включает применение оборудования (печи) для сушки концентратов, цинковых осадков, катодных осадков и т.д.

НДТ 51. Фильтрация концентратов и других продуктов

НДТ включает использование оборудования (фильтры) для разделения твердой и жидкой фаз концентратов, хвостовых пульп и т.д. с помощью пористой перегородки, через которую жидкая фаза проходит, а твердая нет.

НДТ 52. Применение реагентов для обезвреживания цианидсодержащих растворов и хвостовых пульп

НДТ включает обезвреживание технологических растворов и хвостовых пульп, направляемых с применением различных реагентов гипохлоритов, диоксида серы, метабисульфита, водных растворов формальдегида (формалина) и других.

НДТ 53. Применение сезонных технологий обезвреживания цианидсодержащих хвостовых пульп

НДТ включает применение сезонных технологий обезвреживания цианидсодержащих хвостовых пульп с использованием в качестве обезвреживающего реагента водного раствора формальдегида (формалина).

НДТ 54. Применение центробежных сепараторов для извлечения недорастворенного золота из хвостовых пульп

НДТ включает обработку хвостовых пульп в центробежных сепараторах с извлечением недорастворенного золота в виде гравитационного концентрата и возвратом его в цикл рудоподготовки (операции измельчения).

5.2.8 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья процессами пирометаллургии

НДТ 55. Бесколлекторная плавка с получением сплава Доре

НДТ включает использование оборудования (индукционные, тигельные и электродуговые руднотермические печи) для получения слитков лигатурного золота (сплав Доре). Плавку ведут при температуре 1150 — 1250 °C. В качестве флюсов используют буру, соду, стекло, известь, селитру и другие реагенты. По окончании плавки расплав сливают в чугунные (или графитовые) изложницы. Охлажденные шлак и слитки сплава золота лигатурного выбивают из изложниц. Слитки механически зачищают от шлака и заусенцев, взвешивают и опробуют.

5.2.9 Перечень НДТ, применяемых для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при первичной переработке минерального сырья

НДТ 56. Применение технологических методов и оборудования для снижения выбросов загрязняющих веществ при первичной переработке минерального сырья

НДТ включает применение технологических методов и приемов и оборудования для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при первичной переработке минерального сырья таких как:

• контроль за соблюдение технологических параметров и режимов на всех переделах первичной переработки минерального сырья;
• поддержание заданного уровня pH пульпы;
• контроль расходования растворов реагентов;
• использование газоочистного оборудования.

5.3 Перечень НДТ, применяемых при первичной переработке минерального сырья с использованием геотехнологий

НДТ 57. Применение метода кучного выщелачивания

НДТ включает формирование из минерального сырья (в т.ч. хвосты обогащения) штабелей с их орошением цианистыми растворами и растворением драгоценных металлов. Технология включает дробление, грохочение материала, его окомкование (агломерацию), укладку штабеля на гидроизолированном основании, орошение штабеля цианистыми растворами с последующим сбором фильтрата (продуктивного раствора), извлечением из него драгоценного металла сорбционным методом и повторным использованием обезметалленного раствора (после доукрепления цианидом) для орошения штабеля.

НДТ 58. Применение метода подземного выщелачивания

НДТ включает прокачивание раствора, содержащего растворитель драгоценных металлов, через рудное тело, залегающее в недрах, с помощью закачных и откачных скважин. Технология включает организацию, при необходимости, подземных взрывов в рудном теле для его дробления и создания проницаемости, оконтуривание рудного тела системой закачных и откачных скважин, прокачку с помощью этих скважин выщелачивающего раствора, содержащего растворитель драгоценных металлов (гипохлорит, цианид и др.), обезметалливание продуктивного раствора с его последующим доукреплением и повторной закачкой, получение после обезметалливания лигатурного металла.

5.4 Перечень НДТ по обращению с отходами недропользования

НДТ 59. Складирование твердой фазы отходов недропользования (твердой фазы хвостов флотации) или продуктов в наливное (намывное) хвостохранилище, технологическую емкость или на специальную площадку (склад кека)

НДТ включает направление отходов недропользования (твердой фазы хвостов флотации, в том числе кеки после фильтрации) или продуктов в наливное или намывное хвостохранилище, в технологические емкости, или на специальные площадки (склады кека), возврат осветленной оборотной воды из хвостохранилища, цеха фильтрации и/или пруда-накопителя, или из технологической емкости в технологический цикл предприятия.

НДТ 60. Складирование твердой фазы отходов недропользования (твердой фазы хвостов цианирования) или продуктов в наливное (намывное) хвостохранилище, технологическую емкость или на специальную площадку (склад кека)

НДТ включает направление отходов недропользования (твердой фазы хвостов цианирования, в том числе кеки после фильтрации) или продуктов в наливное или намывное хвостохранилище, в технологические емкости или на специальные площадки (склады кека), возврат осветленной оборотной воды из хвостохранилища, цеха фильтрации и/или пруда-накопителя, или из технологической емкости в технологический цикл предприятия.

НДТ 61. Использование отходов недропользования V класса опасности (за исключением вскрышных и вмещающих горных пород)

НДТ включает использование отходов недропользования V класса опасности, образовавшихся при добыче и первичной переработке минерального сырья (за исключением вскрышных и вмещающих горных пород) для:

• ликвидации горных выработок и иных сооружений, связанных с пользованием недрами;
• рекультивации нарушенных земель;
• собственных производственных и технологических нужд (в т.ч. для производства строительных материалов, производства рекультивационного материала, строительства и наращивания дамб хвостохранилищ, строительства, обслуживания и ремонта автомобильных дорог, проездов, их зимнего содержания, формирования площадок для бурения, валов безопасности, промплощадок, ремонта и обслуживания горной техники, дамб, плотин, дренажного слоя площадок кучного выщелачивания, обваловки, подсыпки для подъездов и промплощадок, создания изолирующих слоев, заполнения пустот, использования при строительстве, в том числе строительстве и эксплуатации объектов хвостового хозяйства (намыв дамб, строительство упорной призмы, формирование противофильтрационного экрана).

НДТ позволяет снизить количество складируемых отходов недропользования в объектах размещения отходов и предотвращает изъятие земель для их размещения.

НДТ 62. Использование вскрышных и вмещающих горных пород

НДТ включает использование вскрышных и вмещающих горных пород для:

1. ликвидации горных выработок и иных сооружений, связанных с пользованием недрами;

2. рекультивации земель;

3. ведения горных работ;

4. собственных производственных и технологических нужд (в т.ч. для производства строительных материалов, производства рекультивационного материала, строительства и наращивания дамб хвостохранилищ, строительства, обслуживания и ремонта автомобильных дорог, проездов, их зимнего содержания, формирования площадок для бурения, валов безопасности, промплощадок, ремонта и обслуживания горной техники, дамб, плотин, дренажного слоя площадок кучного выщелачивания, обваловки, подсыпки для подъездов и промплощадок, создания изолирующих слоев, заполнения пустот, забойка буровых скважин, использования при строительстве).

НДТ 63. Применение специальных систем складирования вскрышных и вмещающих горных пород

НДТ включает применение специальных систем складирования вскрышных пород, предотвращающих образование поверхностных потоков дренажных вод с использованием складируемых вскрышных и вмещающих пород для строительства оснований соответствующих отвалов.

НДТ 64. Использование отходов недропользования, в том числе вскрышных и вмещающих горных пород для добычи полезных ископаемых, и полезных компонентов

НДТ включает все технологические процессы добычи полезных ископаемых и полезных компонентов из отходов недропользования, в том числе из вскрышных и вмещающих горных пород.

НДТ 65. Формирование техногенных месторождений из складируемых отходов недропользования, в том числе вскрышных и вмещающих горных пород

НДТ включает все технологические процессы формирования техногенных месторождений полезных ископаемых в местах складирования отходов недропользования, в том числе вскрышных и вмещающих горных пород, с целью возможности последующей добычи из них полезных ископаемых и полезных компонентов.

5.5 Перечень НДТ по оборотному водоснабжению и очистке сточных вод

НДТ 66. Применение методов для оптимизации конструктивных параметров площадок россыпной добычи

НДТ включает оптимизацию конструктивных параметров площадок россыпной добычи драгоценных металлов с проходкой нагорных канав, отводом русел рек за пределы площади горных работ строительством руслоотводных каналов, дамб и плотин илоотстойников, строительством отстойников оборотной воды и организацией системы полного оборотного водоснабжения.

НДТ 67. Применение кондиционирования медьсодержащих цианистых растворов

НДТ включает кондиционирование медьсодержащих цианистых технологических растворов с извлечением меди в ликвидный концентрат, регенерацией свободного цианида и организацией полного оборотного водоснабжения предприятия.

НДТ 68. Дорастворение драгоценных металлов в хвостохранилище или в технологической емкости

НДТ включает использование хвостохранилища в качестве технологической емкости для осуществления процесса дополнительного растворения (довыщелачивания) драгоценных металлов из твердой фазы хвостов цианирования путем их длительного контактирования с цианидсодержащей жидкой фазой хвостохранилищ. Дополнительно растворенные драгоценные металлы, содержащиеся в жидкой фазе хвостохранилища, могут быть извлечены либо в отдельных аппаратах (сорбционных колоннах), либо подачей обогащенного дорастворенным металлом раствора в качестве оборотной воды в фабричную технологию на ЗИФ.

НДТ 69. Применение систем оборотного водоснабжения процессов первичной переработки минерального сырья, содержащего драгоценные металлы

НДТ включает первичную переработку минерального сырья, содержащего драгоценные металлы, при оборотном (повторном) использовании технологических вод и растворов в процессах рудоподготовки, обогащения, гидрометаллургии, обезвреживании хвостов. Образование и использование оборотных вод может быть организовано внутри технологических процессов, например, на операциях сгущения, фильтрации и т.п. (внутрифабричный водооборот), так и при осветлении хвостов в хвостохранилищах (внешний водооборот). При необходимости подготовки вод к повторному использованию могут быть применены процессы их кондиционирования с удалением (обезвреживанием) веществ, снижающих эффективность извлечения драгоценных металлов.

НДТ 70. Организация прудов-отстойников карьерных и шахтных вод

НДТ включает организацию прудов-отстойников карьерных и шахтных вод с использованием фильтрующих дамб и методов первичной водоподготовки, реализация максимально возможного использования воды прудов-отстойников для внутренних целей, в том числе пылеподавления и полива внутренних технологических дорог, гидрообеспыливания участков работы горной техники и сбросом излишков вод в поверхностные водоемы.

НДТ 71. Очистка сбрасываемых в водные объекты карьерных и шахтных вод

НДТ включает применение для очистки сбрасываемых сточных вод отстойников, илоотстойников, биологических прудов, установок по эффективной очистке от техногенных загрязнений с механической, реагентной, физико-химической, мембранной и другими технологиями.

НДТ 72. Очистка технологических растворов методом обратного осмоса

НДТ включает применение установок обратного осмоса для эффективной очистки технологических растворов от химических веществ. Технология позволяет практически полностью очищать растворы от всех содержащихся в них примесей.

5.6 Перечень НДТ в области систем управления, практик и инструментов

НДТ 73. Системы экологического менеджмента и их инструменты

НДТ состоит в разработке, внедрении и последовательном совершенствовании системы экологического менеджмента (СЭМ), область охвата которой определяется организацией с учетом значимых экологических аспектов (подробнее см. раздел 3).

Несмотря на то, что большая часть компаний, реализующих виды деятельности, отнесенные к области применения настоящего справочника НДТ, сообщает о сертификации (ресертификации или к подготовке к сертификации систем экологического менеджмента), НДТ 73 не предполагает обязательной сертификации СЭМ на соответствие требованиям международного или российского стандарта (ISO 14001 или ГОСТ Р ИСО 14001).

НДТ 74. Системы энергетического менеджмента и их инструменты

НДТ состоит в разработке, внедрении и последовательном совершенствовании системы энергетического менеджмента, область охвата которой определяется организацией с учетом особенностей использования энергии и приоритетных направлений повышения энергетической эффективности (подробнее см. раздел 3).

Системы энергетического менеджмента начинают получать все более широкое распространение в Российской Федерации. Компании, реализующие виды деятельности, отнесенные к области применения настоящего справочника НДТ, уже сообщают о внедрении СЭнМ, размещают на официальных сайтах энергетическую политику, обеспечивают подготовку персонала. Тем не менее НДТ 74 не предполагает обязательной сертификации СЭнМ на соответствие требованиям международного или российского стандарта (ISO 50001 или ГОСТ Р ИСО 50001). Предприятия могут отдавать также предпочтение апробации отдельных инструментов энергетического менеджмента (подробнее см. раздел 3).

Раздел 6 Перспективные технологии

В разделе рассмотрены перспективные технологии (ПТ), реализация которых позволит улучшить технико-экономические показатели процесса добычи драгоценных металлов, повысить эффективность охраны окружающей среды.

6.1 Перспективные технологии при разработке коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов открытым способом

ПТ-1. Применение современной электрической горнотранспортной техники

ПТ включает применение горнотранспортной техники с электрическими двигателями, исключающими поступление продуктов сгорания дизельного топлива в атмосферный воздух.

ПТ-2. Применение современной горнотранспортной техники, работающей на газомоторном топливе

ПТ включает применение горнотранспортной техники оснащенных двигателями, работающими на газомоторном топливе, снижающими поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

ПТ-3. Применение беспилотной горнотранспортной техники

ПТ включает применение беспилотной горнотранспортной внутри карьеров и на поверхности. Технология позволяет исключить время простоев на пересменки, обеды и исключат человеческий фактор. Все это дает повышение производительности, снижение простоев, снижение удельных расходов топлива и выбросов загрязняющих веществ и т.д. Технология способствует повышению надежности работы оборудования за счет исключения нарушений технологических режимов, трудовой дисциплины, превышений скорости и т.д.

ПТ-4. Применение автоматизированной системы управления буровыми работами и зарядными машинами

ПТ включает применение автоматизированной системы управления буровыми работами (АСУ БР) и зарядными машинами и позволяет сократить время наведения станков на скважину, формировать пакет физико-механических характеристик обуриваемого блока, повысить оперативный контроль за техническим состоянием бурового оборудования Полученная с АСУ БР информация позволяет в реальном времени корректировать буровые работы на отрабатываемом блоке, а также дает информацию по нижележащему блоку, что позволяет существенно повысить качество планирования взрывных работ, снизить расход ВВ и увеличить выход горной массы. Автоматизированное управление зарядными машинами позволяет автоматически формировать потребность в зарядке скважины и производстве взрывчатых веществ, сократить перерасход взрывчатых веществ.

ПТ-5. Применение систем высокоточного позиционирования ковша для забойных экскаваторов

ПТ включает применение системы высокоточного позиционирования ковша экскаватора и позволяет в режиме реального времени с сантиметровой точностью позиционировать ковш экскаватора, обеспечивая высокоточную выемку и формирование проектной формы рельефа (отвалов, уступов, дорог), обеспечить отображение электронных проектов рабочих зон на дисплее оператора, отображение профилей фактической и проектной поверхностей, наложенных друг на друга для контроля достижения проектных значений. Технология позволяет сократить потери и засорение руды, повысить точность выполнения плановых показателей качества, обеспечить необходимый уровень шихтовки, оптимизировать определение составов породы, снизить необходимость повторного перемещения горной породы, количество неправильно назначаемых рейсов и объем выполняемых вручную изысканий, снизить потребление электроэнергии при производстве вскрышных и добычных работ.

ПТ-6. Применение конвейерного транспорта для транспортирования горной массы

ПТ включает применение конвейерного транспорта для транспортирования горной массы. Применение конвейерного транспорта позволяет снизить неорганизованные выбросы перегрузочных пунктов, уменьшив их количество или вообще исключив, позволяет снизить количество одновременно работающей погрузочной техники, снизить количество технологических проездов и эксплуатационные затраты на транспортировку горной массы.

ПТ-7. Применение беспилотных летательных аппаратов для производства маркшейдерских работ

ПТ включает применение беспилотных летательных аппаратов для производства маркшейдерских работ позволит оперативно решать задачи картирования, оценки объемов горных выработок и отвалов при отработке месторождения открытым и подземным способом, повысить контроль за технологическими процессами в реальном времени, повысить качество планирования горных работ, ускорить процесс закрытия периода и подготовки отчетов для контролирующих органов. Данная технология позволит сократить ресурсы для производства маркшейдерских работ.

6.2 Перспективные технологии при разработке коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным способом

ПТ-8. Автоматизация процессов добычных работ

ПТ включает применение систем автоматизации процессов добычных. Автоматизация позволяет обеспечить рациональную загрузку парка транспортных средств погрузочно-доставочных операций, оптимизацию параметров откатки, автоматизацию процессов бурения одной или нескольких скважин, вееров или забоя выработки, лучшие условия работы и безопасность, повышение производительности. Технология позволяет повысить производительность работ, сократить простои и пересменки оборудования, снизить удельные потребления электроэнергии и материальных ресурсов.

ПТ-9. Высокопроизводительная проходка горных выработок

ПТ включает использование проходческих комплексов для быстрой, безопасной и экономически эффективной проходки выработок различных профилей (в том числе малого сечения) по горным породам высокой крепости без использования буровзрывных работ.

ПТ-10. Применение беспилотной самоходной техники

ПТ включает применение беспилотной горнотранспортной техники внутри подземных рудников. Технология позволяет исключить время простоев на пересменки, обеды и исключает человеческий фактор. Все это дает повышение производительности, снижение простоев, снижение удельных расходов топлива и выбросов загрязняющих веществ и т.д. Технология способствует повышению надежности работы оборудования за счет исключения нарушений технологических режимов, трудовой дисциплины, превышений скорости и т.д.

6.3 Перспективные технологии при первичной переработке минерального сырья процессами обогащения

ПТ-11. Обжиг мышьяковистых концентратов с последующим цианированием

ПТ включает измельчение до крупности минус 0,1-1 мм и гравитационно-флотационное обогащение золото-сульфидных руд с получением золото-мышьяковистых концентратов с содержанием золота не менее 30 г/т, окислительный обжиг концентратов при температуре 350 °C — 800 °C с очисткой пылегазовых выбросов, цианирование огарка, обезвреживание цианистых отходов.

ПТ-12. Цианирование медистых руд

ПТ включает цианирование медистых руд (либо продуктов обогащения) с кондиционированием хвостовых растворов. Технология включает измельчение руды до крупности минус 0,1 мм, (обогащение), цианирование измельченного продукта в агитационном сорбционном режиме при концентрации NaCN 0,2 — 3 г/л, фильтрацию хвостов цианирования до остаточной влажности кека 10% — 30%, складирование кека в полусухое хвостохранилище, кондиционирование цианистых фильтратов с регенерацией NaCN и возврат кондиционированных растворов и регенерированного NaCN в технологический цикл предприятия.

ПТ-13. Тиокарбамидное выщелачивание концентратов

ПТ включает тиокарбамидное выщелачивание богатых золото- и серебросодержащих концентратов. Технология включает фильтрационное выщелачивание богатых (содержание серебра не менее 5 кг/т) золото-серебряных концентратов растворами с концентрацией тиокарбамида 10 — 20 г/т и серной кислоты 5 — 10 г/л, электролитическое осаждение драгоценных металлов из фильтратов, оборотное использование обезметалленных растворов в цикле выщелачивания.

ПТ-14. Цианирование золотосодержащих хвостов обогащения полиметаллических руд

ПТ включает цианирование золотосодержащих хвостов обогащения полиметаллических руд. Технология включает цианирование хвостов обогащения крупностью минус 0,1 мм в агитационном режиме при малой концентрации NaCN 0,01 — 0,05 г/л, минимизирующей нецелевой расход NaCN на растворение примесей, со складированием пульпы в наливное хвостохранилище (без обезвреживания).

ПТ-15. Обезвреживание токсичных соединений озоном

ПТ включает обезвреживание цианидсодержащих сточных вод и хвостовых пульп озоном от токсичных соединений, включая цианиды, тиоцианаты, металлы, органические соединения.

ПТ-16. Ионообменная очистка шахтных и карьерных вод

ПТ включает ионообменную очистку шахтных и карьерных вод от токсичных примесей, включая тяжелые металлы, для подготовки их к сбросу в водные объекты.

ПТ-17. Кондиционирование технологических растворов и оборотных вод с использованием озона

ПТ включает кондиционирование технологических растворов и оборотных вод с использование процесса озонирования с целью регенерации свободного цианида и удаления примесей, мешающих извлечению драгоценных металлов.

ПТ-18. Применение безреагентных технологий биодеградации тиоцианатов и цианидов при очистке оборотной воды в биореакторе

ПТ включает процесс биодеградации тиоцианатов и цианидов в биореакторе с применением бактерий.

Заключительные положения и рекомендации

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Добыча драгоценных металлов» подготовлен в соответствии с распоряжением Правительства РФ от 10.06.2022 г. № 1537-р «Об утверждении поэтапного графика актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» и правилами определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458.

Состав ТРГ 49 «Добыча драгоценных металлов» утвержден приказом Минпромторга России от 10 апреля 2023 г. № 1256 «О создании технической рабочей группы „Добыча драгоценных металлов“.»

В настоящем справочнике НДТ приведено описание применяемых в настоящее время и перспективных технологических процессов при добыче драгоценных металлов, а также по первичной переработке минерального сырья.

При подготовке справочника НДТ были использованы материалы, полученные от предприятий по добыче драгоценных металлов, в ходе сбора данных. Также учитывались результаты научно-технических работ, получивших отражение в открытой печати и в диссертационных работах, маркетинговых исследований.

Справочник НДТ подготовлен также с учетом материалов межотраслевого («горизонтального») ИТС 16-2023 «Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы», справочника Европейского союза по НДТ в сфере обращения с отходами и пустыми породами горнодобывающей промышленности (BREF for the Management of Waste from the Extractive Industries).

Рекомендуется продолжать дальнейшую работу в следующих направлениях:

• сбор и уточнение данных о капитальных и эксплуатационных затратах, связанных с освоением НДТ и перспективных технологий;
• сбор данных о технических и экономических параметрах технологий, связанных с обеспечением охраны труда на предприятиях по добыче драгоценных металлов;
• сбор данных по стоимости и эффективности всех технических решений, снижающих эмиссии загрязняющих веществ;
• сбор данных о расходе материальных и топливно-энергетических ресурсов;
• сбор данных и проведение анализа технических возможностей и методов сокращения выбросов, определения НДТ и установления показателей технологического нормирования «Азота оксида (азот (II) оксид; азот монооксид)» и «Азота диоксида (двуокись азота; пероксид азота)» при проведении взрывных работ (особое мнение Федеральной службы по надзору в сфере природопользования, отраженное в протоколе итогового заседания технической рабочей группы).

Приложение А (обязательное)

ПЕРЕЧЕНЬ МАРКЕРНЫХ ВЕЩЕСТВ, ДЛЯ КОТОРЫХ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Таблица А.1

Перечень маркерных веществ, для которых устанавливаются технологические показатели

Приложение Б (обязательное)

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Таблица Б.1

Технологические показатели выбросов загрязняющих веществ

Таблица Б.2

Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ

Приложение В (обязательное)

ПЕРЕЧЕНЬ НДТ

Приложение Г (обязательное)

РЕСУРСНАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Г.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения ресурсо- и энергопотребления

Технологические процессы добычи драгоценных металлов и первичной переработки минерального сырья характеризуются значительным уровнем потребления энергии топлива и электроэнергии и (см. разделы 2, 3).

Г.2 Основные технологические процессы, связанные с использованием энергии и ресурсов

К основным технологическим процессам, связанным с использованием энергии, относятся: проведение горных выработок, транспортировка горной массы, первичная переработка минерального сырья.

Г.3 Уровни потребления

Уровень энергопотребления в отрасли зависит от выбранной технологии производства и используемого оборудования.

Г.4 Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

С учетом накопленного в отрасли опыта и распространенных технологических, технических и управленческих решений к НДТ, направленных на обеспечение высокой энергоэффективности производства, отнесены следующие (см. раздел 5):

НДТ, применяемые при добыче драгоценных металлов из россыпных месторождений:

• НДТ 1. Применение современного высокопроизводительного промывочного оборудования;
• НДТ 2. Применение бульдозеров для оптимизации технологии снятия талого слоя песков, содержащих драгоценные металлы.

НДТ, применяемые при добыче драгоценных металлов из коренных (рудных) месторождений:

• НДТ 6. Применение автоматизированных систем управления карьерными самосвалами и погрузочной техникой;
• НДТ 10. Проходка подземных горных выработок с применением систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования;
• НДТ 12. Применение систем селективной добычи минерального сырья;
• НДТ 14. Применение конвейерного транспорта для подземной транспортировки отбитого минерального сырья и вмещающих горных пород от проходки горных выработок;
• НДТ 15. Применение подземного дробления во время подземной транспортировки отбитого минерального сырья и вмещающих горных пород;
• НДТ 16. Применение современной горнотранспортной техники.

НДТ, применяемые при первичной переработке минерального сырья процессами рудоподготовки и пульпоподготовки:

• НДТ 26. Классификация минерального сырья.

Г.5 Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности

Уровень потребления ресурсов в добывающей отрасли зависит от множества факторов, обусловленных горно-геологическими условиями (крепость породы, коэффициент вскрыши, стадия отработки (размер и глубина карьера, размер отвалов и т.д.), геолого-географическими условиями (плечи транспортировки) и др. При первичной переработке сырья уровень потребления основных ресурсов зависит от качественных характеристик исходного сырья и требуемых параметров продукта переработки, а также от вида и типа используемого оборудования. Полученные от предприятий отрасли данные по уровню потребления ресурсов характеризуются широким диапазоном значений, что связано с перечисленными выше факторами, а также особенностями учета ресурсов на предприятии (например, отсутствие учета отдельно по стадиям процессов).

В таблице Г.1 приведены справочные данные на основе предоставленной предприятиями информации, которые требуют дальнейшей детальной проработки и уточнения в рамках последующей актуализации ИТС НДТ.

Таблица Г.1

Показатели ресурсной и энергетической эффективности

Г.6 Перспективные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

К числу перспективных решений, которые могут найти применение в отрасли, отнесены (см. раздел 6):

• ПТ-3. Применение беспилотной горнотранспортной техники;
• ПТ-4. Применение автоматизированной системы управления буровыми работами и зарядными машинами;
• ПТ-5. Применение систем высокоточного позиционирования ковша для забойных экскаваторов;
• ПТ-8. Автоматизация процессов добычных работ;
• ПТ-10. Применение беспилотной самоходной техники.

Приложение Д (обязательное)

ИНДИКАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Д.1 Введение

Цель по достижению углеродной нейтральности при устойчивом росте экономики России заявлена в стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года (далее — Стратегия низкоуглеродного развития РФ) [35], подготовленной в рамках указа Президента РФ [36].

В соответствии со Стратегией низкоуглеродного развития РФ прогнозируется два сценария с разными подходами по адаптации российской экономики к глобальному энергопереходу:

1. Инерционный сценарий предусматривает реализацию уже принятых решений по достижению национальных целей и задач отраслевых документов стратегического планирования. Дополнительные меры, прямым или косвенным результатом которых является сокращение выбросов парниковых газов, этим сценарием не рассматриваются.

2. Целевой (интенсивный) сценарий предусматривает дополнительные меры по декарбонизации отраслей экономики и увеличению поглощающей способности управляемых экосистем. Этим сценарием глобальный энергопереход рассматривается как один из факторов обеспечения конкурентоспособности российской экономики в глобальном масштабе.

Реализация целевого (интенсивного) сценария приведет в 2050 г. к сокращению нетто-выбросов парниковых газов на 60% по сравнению с уровнем 2019 г. и на 80% по сравнению с уровнем 1990 г. Это позволит последовательно повышать амбициозность определяемых на национальном уровне вкладов Российской Федерации в реализацию Парижского соглашения (в случае обеспечения соответствия международным стандартам российской системы углеродного регулирования, критериев устойчивых проектов и уровня поглощающей способности управляемых экосистем).

Набор и значения индикаторов реализации Стратегии низкоуглеродного развития РФ ведется с использованием, в т.ч., показателей выбросов парниковых газов, выраженных в млн тонн эквивалента углекислого газа.

Показатели массы выбросов и поглощений парниковых газов в сценариях Стратегии низкоуглеродного развития РФ приведены в таблице Д.1.

Таблица Д.1

Показатели массы выбросов и поглощений парниковых газов (млн тонн эквивалента углекислого газа)

В целях реализации Стратегии низкоуглеродного развития РФ [35] и поручений Правительства Российской Федерации [37] необходимо установить показатели удельных выбросов парниковых газов, которые послужат ориентирами достижения углеродной нейтральности в углеродоемких отраслях промышленности. Такие показатели могут быть определены по результатам проведения национального отраслевого бенчмаркинга.

Д.2 Краткая характеристика отрасли с точки зрения выбросов парниковых газов

Основными источниками прямых выбросов парниковых газов при добыче драгоценных металлов и первичной переработке минерального сырья являются:

• передвижные источники: сжигание топлива в двигателях внутреннего сгорания карьерной техники, самосвалов, железнодорожного транспорта и другой передвижной техники и оборудования, используемого при разработке россыпных, коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов;
• стационарные источники: сжигание топлива в стационарном оборудовании для выработки энергетических ресурсов.

Кроме того, для отрасли характерны косвенные энергетические выбросы парниковых газов, связанные с потреблением электрической и тепловой энергии, производимой на энергетических предприятиях, не входящих в состав горно-обогатительных комбинатов и предприятий по переработке минерального сырья.

Д.3 Этапы проведения бенчмаркинга

Национальный бенчмаркинг для предприятий по добыче руд драгоценных металлов выполнен с учетом требований ГОСТ Р 113.00.11-2022 «Наилучшие доступные технологии. Порядок проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов в отраслях промышленности» [38].

Бенчмаркинг удельных выбросов парниковых газов выполнен на основании данных предприятий отрасли, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Данные предоставлены за период с 2018 по 2022 гг.

Результаты бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов являются основой для установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов.

Д.3.1 Методология проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов

Д.3.1.1 Определение границ производственных процессов для количественного определения выбросов парниковых газов и выбор методик(и) расчета выбросов парниковых газов

Количественная оценка выбросов парниковых газов выполняется для следующих производственных процессов (технологий) добычи руд драгоценных металлов и первичной переработки минерального сырья:

• разработка россыпных месторождений драгоценных металлов;
• разработка коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов подземным способом;
• разработка коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов открытым способом;
• разработка коренных (рудных) месторождений драгоценных металлов комбинированным способом;
• первичная переработка минерального сырья (рудоподготовка, пульпоподготовка).

Описание границ расчета выбросов парниковых газов от указанных производственных процессов приведено в таблице Д.2.

Таблица Д.2

Границы расчета выбросов парниковых газов от производственных процессов (технологий) добычи руд драгоценных металлов и первичной переработки минерального сырья