Золотоносные руды. Производство

ЗОЛОТЫЕ РУДЫ, природные минеральные образования, содержащие золото в количествах, при которых технически возможно и экономически целесообразно его извлечение современными методами производства. Выявлено свыше 30 минералов золота. Основное промышленное значение по содержанию в золотых рудах имеет золото самородное, остальные минералы золота имеют второстепенное значение (содержание Au в минерале в %): аурикуприд AuCu 3 (свыше 70), электрум AuAg (около 25, редко до 38), кюстелит (около 10-20); теллуриды золота - калаверит АиТе 2 (40-43%), креннерит (Au, Ag)Te 2 (около 40), сильванит (Au, Ag)Te 4 (25-27), петцит Ag 3 AuTe 2 (25) и др. Кроме собственно золотых руд (где золото является основным промышленным компонентом, а попутными компонентами Ag, Cu, Pb, Zn, Bi, As, Sb, Te, Hg, W, Sn, Co, Ni) выделяют золотосодержащие (комплексные) руды меди, никеля, свинца и цинка, серебра, железа (железистые кварциты), марганца, в которых золото - попутный компонент.

По минеральному составу среди собственно золотых руд выделяют: золотосульфидно-кварцевые, золотокварцевые, золотосеребряные (золотосульфидно-кварцевые и золотокварцевые с большим содержанием серебра - Au: Ag от 1:20 до 1:500), золототеллуридные и существенно сульфидные руды. Самородное золото в рудах представлено прожилками, отдельными зёрнами, плёнками, дендритами, кристаллами и их агрегатами. Различают тонкодисперсное (до 0,01 мм), мелкое (до 0,1 мм), среднее (до 1 мм) и крупное (до 5 мм) золото и самородки (свыше 5 мм или массой свыше 10 г). В природном золоте содержится свыше 40 элементов примесей (серебро, платиноиды, медь, железо, свинец, висмут, сурьма). Качество природного золота определяется его пробностью (масса Au, приходящаяся на 1000 единиц массы природного золота), которая варьирует от 700 до 950. Среди золотосодержащих руд главное значение имеют: медно-порфировые, медно-колчеданные, медно-никелевые, полиметаллические и платиновые руды. Различают коренные (содержание Au от 1-5 до нескольких сотен г/т) и россыпные (от 1-1,50 до десятков г/м 3) месторождения золота. Золотые руды коренных месторождений разделяют на убогие (Au менее 2 г/т), бедные (2-5 г/т), средние (5-10 г/т) и богатые (свыше 10 г/т). Коренные месторождения по запасам Au разделяются на уникальные (свыше 500 тонн), весьма крупные (100-500), крупные (50-100), средние (10-50) и мелкие (менее 10). Для россыпного типа весьма крупными являются месторождения с запасами свыше 50 тонн Au, крупными 25-50 и мелкими менее 10.

Большая часть общих мировых запасов (75,1%) сосредоточена в 6 основных геолого-промышленных типах месторождений собственно золотых руд: золотоносных конгломератах (35,4%); эпитермальных месторождениях золотосеребряных и золототеллуридных руд, пространственно связанные с вулканотектоническими постройками (12,6%); в углеродистых породах песчанико-сланцевых формаций (11,1%); в регионально-метаморфизованных терригенно-вулканогенных породах зеленосланцевых поясов (6,9%); низкотемпературных метасоматитах (джаспероидах) терригенно-карбонатных и карбонатных формаций (5,3%); россыпях (3,8%). На остальные типы месторождений собственно золотых руд приходится 10,35%, а на месторождения золотосодержащих (комплексных) руд - 14,55%. В России в собственно золотых рудах коренных месторождений заключено 54% разведанных запасов (в эпитермальных месторождениях золотосеребряных и золототеллуридных руд вулканотектонических построек; углеродистых породах песчаниково-сланцевых формаций; зеленокаменных поясах; джаспероидах, золотоносных корах выветривания), в комплексных рудах - 28%, в россыпях - 18%. Общие запасы в 118 странах (2005; в тысячах тонн) составляют 105,600, подтверждённые 57,820, из которых большая часть сосредоточена в: ЮАР (общие 31,0 и подтверждённые 16,0), США (9,180 и 4,700), России (8,200 и 5,811, оценка), Австралии (5,300 и 3,330), Китае (5,100 и 2,400), Канаде (4,530 и 2,550), Бразилии (4,180 и 0,570), Индонезии (3,470 и 3,020), Узбекистане (3,350 и 2,100), Папуа - Новой Гвинее (3,300 и 1,890), Гане (2,900 и 1,800), Чили (2,470 и 1,710), Перу (2,020 и 1,270), Филиппинах (1,940 и 1,170), Казахстане (1,511 и 0,615), Аргентине (1,380 и 0,630), Мексике (1,290 и 0,750), Танзании (1,050 и 0,620). Наиболее крупные коренные месторождения (и группы месторождений) золота: Витватерсранд (ЮАР), Хомстейк, Саннисайд, Кэмп-Берд, Идорадо (США), Хемло, Керкленд-Лейк (Канада), Морру-Велью (Бразилия), Калгурли, Бендиго (Австралия), Мурунтау (Узбекистан), Берёзовское месторождение, Балей-Тасеевское месторождение, Олимпиадинское месторождение, Сухой Лог, Зун-Холбинское, Куранахское (Россия), россыпные - Ном (США), Бодайбинское (Россия).

Мировое производство золота из руд и концентратов (2005, 92 страны) 24 350 тонн Au, из которых свыше 57% приходится на ЮАР (341), Австралию (259), США (258), Китай (212,3), Перу (173), Россию (169,3), Канаду (129) и Индонезию (114,2). Наиболее крупными потребителями Au являются страны Азии и Европы.

Лит.: Месторождения металлических полезных ископаемых. М., 2005.

Если исключить золото, растворенное в воде морей и океанов добыча которого пока невыгодна из-за малости концентрации то основная масса его в природе находится в виде золотин – самородных частиц, различных по размерам и форме, распределенных в разных горных породах. Самый большой самородок золота имел массу 153 кг (Чили), а найденная в Шнееберге глыба серебра весила 40 т.

Золотины состоят отнюдь не из чистого золота, а из сплавов и соединений его с серебром, медью, железом, теллуром, селеном, реже висмутом, платиной, иридием и родием. Содержание благородных металлов в сплавах принято измерять пробами – тысячными долями по массе, в золотинах оно обычно составляет 750–900 проб. Главная примесь металла – серебро, в самородном золоте серебра до 30 %. Природный сплав электрум – одна из разновидностей золотин, среди которых различают также по повышенному содержанию отдельных примесей порпецит (Pd) бисмутоаурит (Bi), родит (Rh), платинистое золото. Теллуриды и селениды – химические соединения, из них наиболее обычен – калаверит АuТе 2 .

Форма золотин разнообразна, она может быть округлой пластинчатой, чешуйчатой, дендритоподобной и иной. Чаще других встречаются плоские образования, вытянутые по одной из осей с крючковатыми выступами и ноздреватой неровной или бугорчатой поверхностью (рис. 91).

Рис. 91. Формы золотин в коренных месторождениях и россыпях

Размеры золотин зависят от скорости геологической кристаллизации из гидротермальных растворов, в большинстве они короче 0,1 мм, часто встречается очень мелкое, иногда «невидимое» золото, входящее в состав твердых растворов в пирите и других сульфидах.

Серебро сравнительно редко встречается отдельными частицами или в сплавах без золота. В сульфидных рудах вместе с металлическими включениями в кристаллах галенита, халькопирита и других сульфидов обнаруживается аргентит Ag 2 S, а также изоморфные смеси антимонидов и арсенидов серебра с галенитом и аргентитом. В окисленных рудах нередок кераргирит – природный хлорид серебра AgCl.

Месторождения золота подразделяются на коренные, возникшие в результате первичных геологических процессов, и россыпи, образовавшиеся при вторичных преобразованиях коренных руд под действием сезонных изменений температуры, окисления, разрушения массивов и перемещения минералов водой и ветром.

Руды коренных месторождений, применительно к последующей их переработке, подразделяют на кварцевые и окисленные (не содержащие сульфидов), кварцево-сульфидные, теллуристые и др.

Вмещающими породами могут быть граниты и гнейсы либо сульфиды: пирит, пирротин, арсенопирит, халькопирит и др. В сульфидных рудах минералы меди и свинца – частые спутники золота, которое в них тонко вкраплено либо находится в виде изоморфной примеси.

Обычно золота в рудах 5–15 г/т, в редких богатых месторождениях бывает до сотен граммов на тонну. Рентабельный уровень зависит от состава породы и характера ее залегания. Если предполагается только извлечение золота, его должно быть более 3–5 г/т, иначе могут не оправдаться расходы на добычу и переработку. Большое значение имеет характер залегания – стоимость добычи и доставки руды.

В россыпях основная масса сульфидов окислена. Золотины находятся здесь в смеси, состоящей из валунов, гальки, песка и глины. Поверхностное залегание часто позволяет разрабатывать россыпи открытым механизированным способом с помощью драг, гидромониторов, экскаваторов и других высокопроизводительных машин, поэтому рентабельный уровень содержания золота здесь ниже – 150–300 мг/м 3 песка.

Обогащение россыпей

Для отделения достаточно крупных золотин от породы применяют гравитацию , использующую различие плотностей самородного золота γ = 18000–19000 кг/м 3 , окисленных минералов (γ =2600–6000 кг/м 3) и сульфидов (γ =5000–7000 кг/м 3).

При равных или близких размерах тяжелые зерна быстрее оседают в воде, чем легкие. На частицу, падающую в вязкой среде, в частности в воде, действуют масса и трение. Вначале она оседает ускоренно, но одновременно возрастает трение и через некоторое время скорость падения становится постоянной «критической».

Отсадка – послойное расположение на дне сосуда частиц, выпавших из пульпы нескольких минералов, соответствующее их плотностям. Распределение по слоям наиболее четкое, если частицы имеют одинаковые размеры, например, в результате предварительного грохочения или классификации; однако последнее не обязательно: при малой высоте скорость не достигает критической, а зависит преимущественно от плотности. Для ограничения высоты падения и устранения захвата одних частиц другими отсадку проводят в пульсирующем потоке жидкости, который может иметь переменное направление – вверх и вниз или постоянное только вверх.

Имеет прямоугольный стальной корпус (рис. 92) и коническое днище, соединенное с ним резиновой диафрагмой.

Рис. 92. Диафрагмовая отсадочная машина: 1 – корпус; 2 – сито; 3 – подвижный конус; 4 – пробковый кран для выгрузки концентрата; 5 – резиновая диафрагма; 6 – эксцентрик

Действием штока с эксцентриком днище движется вверх и вниз, вызывая этим пульсацию пульпы с амплитудой 5–80 мм. В верхней части корпуса установлено решето из стальной сетки, а на нем уложена постель из стальных шариков или магнетита крупностью 15–16 мм. Тяжелые частицы, проникающие через постель, выгружаются снизу, а легкие, последовательно пройдя надрешетные пространства нескольких секций, уносятся сливом. Подача подрешетной и надрешетной воды, разрыхляющей постель, способствует разделению. Выход концентрата и содержание в нем золота зависят от присутствия иных тяжелых минералов, например сульфидов. Концентрата получают 0,2–0,8 % по (массе), золота в нем до 65 %.

– другой аппарат для гравитационного обогащения (рис. 93).

Рис. 93. Концентрационный стол: 1 – дека; 2 – загрузочный ящик; 3 – нарифление; 4 – сотрясающий механизм

Он имеет рабочую поверхность – деку, покрытую линолеумом, холстом, резиной или цементом, кроме того, делают нарифление из деревянных планок. Деку устанавливают на станине с поперечным наклоном до 9 град. Пульпа руды с частицами приблизительно одинаковой крупности, подается в загрузочный ящик и вытекает из него на стол плоской струей. Особым механизмом деке сообщается возвратно-поступательное движение в продольном направлении, имеющее характер односторонних резких толчков с амплитудой 12–30 мм и частотой 230–300 в минуту.

При этом каждая частица испытывает действие потока воды, сносящего ее поперек, и толчков, отбрасывающих вдоль стола; в результате она движется под некоторым углом к диагонали и руда располагается на столе веером. Минералы с различными плотностями сходят со стола в разных его участках.

Шлюз – наклонная плоскость с бортами, по которой непрерывно сливается пульпа обогащаемого материала. Поведение твердых частиц при этом зависит от их плотности и размера, трения о поверхность шлюза и скорости потока. Стекающая пульпа расслаивается: тяжелые зерна опускаются в глубь потока, а легкие уносятся верхними его слоями. Крупные легкие частицы скатываются по шлюзу вместе со стекающей пульпой. Подбирая наклон, глубину потока и скорость его движения, можно достичь устойчивого оседания только нужных частиц. Предварительная классификация по крупности облегчает эту задачу.

Для покрытия шлюзов применяют кардерой – ворсисто-рубчатую прочную хлопчатобумажную ткань, вельвет с широкими редкими рубцами, плис, рифленую резину, войлок, сукно, груботканые ковры, брезент, холст, парусину и другие материалы.

Наиболее крупные частицы улавливают на шлюзах с поперечным рифлением, а мелкие требуют покрытий с коротким ворсом, почти гладких. В ячейках ворса возникают восходящие потоки воды, взмучивающие случайно осевшие легкие зерна, а тяжелые удерживаются даже при сравнительно быстром течении. Все это способствует достаточно четкому разделению минералов. С увеличением длины и упругости ворса извлечение золота в концентраты возрастает, которые, однако, при этом обедняются из-за повышенной засоренности легкими минералами.

По мере накопления концентрата разделение ухудшается, поэтому ворсистую поверхность периодически очищают; называя это сполоском. Частый сполоск снижает производительность. В этом отношении удобны шлюзы с соприкасающимися друг с другом длинными сторонами, опрокидывающимися деками, закрепленными на полуосях. Для сполоска одну из них наклоняют на 60 град, вниз и концентрат смывают струей воды, а другая продолжает работать.

Обычные размеры деки стационарного шлюза: площадь (0,75–1,2) х (1.8–5,4) м 2 , уклон 10–17 %, при кордерое до 29 %. Производительность, измеряемая количеством руды (т), которое пропускают по 1 м 2 поверхности шлюза в сутки, при крупном золоте достигает 20, а при улавливании мелких золотин и сульфидов она снижается до единицы.

Ленточные шлюзы производительнее стационарных, они удобны для перечистки концентратов или при большом их выходе. Бесконечная резиновая лента, натянутая между двумя барабанами, имеет накладные борта, удерживающие ворсистый материал. Нижний ведущий барабан вращается от двигателя, он передвигает ленту со скоростью 0,75–1,5 м/мин. У ведомого барабана имеется устройство для сполоска это – брызгало и цилиндрическая щетка.

Ловушка – аппарат весьма простой по устройству, но полезный для выделения крупного золота (рис. 94).

Рис. 94. Гидравлическая ловушка: 1 – камера; 2 – подача воды; 3 – успокаивающий козырек; 4 – разгрузочные патрубки; 5 – сетка для улавливания крупных частиц

Железные пирамидальные камеры устанавливают каскадно с расчетом на самотек пульпы. В верхних частях их натянуты сетки, задерживающие наиболее крупные частицы, а мелкие периодически выгружают через нижние патрубки. Для лучшего разделения в среднюю часть камер непрерывно подается вода, турбулентность струи которой подавляют боковыми перегородками.

Схемы обогащения россыпей зависят от физических характеристик сырья. Если в песках до 10 % шламов и глины тогда требуется малое число простых обработок, а с увеличением этих примесей до 80 % схемы обогащения становятся сложнее, одна из них показана на рис.95.

Рис. 95. Одна из схем обогащения песков

За последние десятилетия механизация добычи и обогащения привела к широкому использованию экскаваторов, бульдозеров, землесосов, гидромониторов и других машин, а также к конструированию и применению передвижных промывочных установок – приборов, содержащих различные наборы обогатительного оборудования. Такие установки легко разбирать, перевозить и собирать на новом месте, по мере истощения отдельных участков или малых россыпей. В состав установки входят скруббер, основные и хвостовые рифленые и ворсистые шлюзы, уловители самородков, иногда также иное оборудование. Со дна рек и озер золотоносные пески добывают и обогащают на драгах – передвижных установках, смонтированных на понтонах.

Переработка шлихов

Первичные концентраты гравитационного обогащения россыпей – серые шлихи – обычно бедны золотом. Схему дальнейшей их доводки выбирают в зависимости от состава. Для удаления сравнительно легких частиц применяют повторное обогащение на шлюзах, отсадочных машинах и концентрационных столах, получая различные оборотные продукты и обогащенные шлихи.

Шлихи доводят – перечищают на месте получения, а шлиховое золото доставляют в металлических контейнерах на аффинажные заводы.

Извлечение золота гравитационными методами зависит от особенностей перерабатываемого сырья и колеблется в широких пределах – 25–75 %.

Обогащение руд

Если руда, помимо извлечения золота, пригодна для выплавки меди и свинца, ее флотируют и часть благородных металлов, перешедшую в свинцовый или медный концентраты, извлекают плавкой и электролизом попутно с основным металлом. Иногда после флотации выгодно получать пиритный концентрат, из которого золото можно выделить гидрометаллургией. При отсутствии тяжелых металлов флотируют золотины и золотосодержащие сульфиды железа, концентраты потом цианируют.

Во всяком случае золотины крупнее 0,1 мм выгодно предварительно выделить сравнительно дешевой гравитацией; к тому же, они плохо флотируются.

Гравитационное обогащение коренных руд проводят с помощью описанных ранее аппаратов – ловушек, отсадочных машин, ворсистых шлюзов и концентрационных столов.

Для выделения тяжелых частиц теперь также применяют короткоконусные гидроциклоны.

Обычными гидроциклонами все чаще пользуются в схемах измельчения вместо классификаторов, они же служат для отделения тонкого, бедного золотом шлама.

Тонкое измельчение перед флотацией проводят стадиально в галечных или рудно-галечных мельницах, избегая загрязнения железом. Все шире пользуются самоизмельчением.

Для флотации применяют сульфогидрильные собиратели – ксантогенаты с разной длиной углеводородной цепи и эфиры дитиофосфорной кислоты. Вспенивателями служат сосновое масло или крезол. В случаях присутствия пирита, не содержащего золота, его подавляют известью.

Можем ли мы теоретически рассчитать, в каких районах залегает золотая руда, определить количество ее запасов в том или ином месторождении, чтобы решить, рентабельно ли здесь строить горнодобывающее предприятие? Ведь на глубоких скважин и разведочных шахт уходят годы и не одна тысяча долларов. Есть ли какие-то признаки, по которым угадывается наличие в толще земных недр драгоценного металла? Увы, единого универсального «рецепта» поиска золотых месторождений человечество до сих пор не изобрело. Хотя издавна задумывалось над этим вопросом.

Золотая руда требует от геолога интуиции, наития, почти искусства. В одной местности самородки и дендриты чуть ли не сверкают под ногами, тогда как в другой есть все сопутствующие признаки, а в нет и следа драгметаллов. Разобраться в вопросе возникновения этого желанного для людей вещества позволяет изучение процессов, происходящих в недрах нашей планеты на глубине нескольких десятков километров.

Магматическая деятельность Земли гонит по микротрещинам и большим разломам в скальных породах горячие растворы, которые оставляют на стенках этих каменных каналов осадок из кварца, соединений серы с различными металлами. Золотая руда, платина и серебро также могут быть среди них. Самородки часто имеют примеси серебра. Если белого металла больше 25 %, такой камешек называется электрумом. Есть и самородное серебро, которое содержит примесь золота. Это кюстелиты, где желтого металла может быть до 10 %. Изучение химического состава раствора, принесшего драгметаллы из нижних слоев на глубину от 5-7 километров до нескольких десятков метров, показывает, что их нужно искать в сульфидной и хлоридной среде.

Но это знание нисколько не приближает нас к практическому результату: поиску месторождения золота теоретическим путем. Хлоридных и сульфидных источников множество, а вот желанный металл водится не во всяком из них. Можно предположить, что интересующее нас вещество образовалось из осадков древних аллювиальных морей, похороненных под многокилометровой толщей земли. Там, под действием высоких температур и давления, оно было переплавлено в жидкую магму, прошло по трещинам и разломам, затвердело в виде руды или самородков. Но и эта научная гипотеза еще не дает нам практической пользы.

Попробуем пойти другим путем: определить перечень минералов, с которыми наиболее часто соседствует золотая руда. Спутниками ее являются другие драгоценные металлы - серебро, платина, палладий, иридий, рутений, осмий и родий. Также в тесном срастании с вкраплениями золота встречаются менее благородные породы: кварц, аргентит, пирит, галенит, адуляр, альбит, аметист. Но беда в том, что эти спутники чаще всего не имеют ни одной золотой крупинки, а потому не могут служить нам ориентиром в поиске заветной жилы.

Длительное время производилась в россыпных месторождениях, то есть там, где оно вымывалось на поверхность ручьями. И когда в других странах изобретали новые орудия поиска и технологии разработки, у нас орудиями золотоискателя оставались корыта да сита. Благо, что на наших просторах этих залежей еще очень много. Когда они истощились на Урале, были открыты огромные скопления россыпей в Сибири и на Дальнем Востоке.

Уникальная технология — способ подземного выщелачивания (СПВ) золота — отмечает свой 15-летний юбилей. Впервые в мировой золотодобыче СПВ был успешно применен в 1994 г. на Гагарском золоторудном месторождении в России (Свердловская обл.) золотодобывающей компанией «А/С «Гагарка». Основываясь на полученном положительном опыте, СПВ получил эффективное развитие в Уральском регионе: работы успешно ведутся на нескольких месторождениях золота, суммарная накопленная добыча золота приближается к одной тонне (табл. 1).

Таблица 1. Золоторудные месторождения, отрабатываемые СПВ

Месторож- дение	Начало работ, г.	Тип месторождения	Содер- жание Au, г/т	Глубина отработ- ки,м	Запасы Au, кг	Добыто Au, кг
Гагарское		окисленные руды в коре выветривания плагиогранитов и серицит-альбит-кварцевых метасоматиов
Маминское		окисленные руды в глинисто-щебенисто-дресвяной коре выветривания
Долгий Мыс		глинистая кора выветривания
Верхотурское		окисленные руды в коре выветривания по гранитоидам
Восточно-Семеновское		глинисто-щебнистая зона окисления колчеданного месторождения (Cu, Zn, Au)
Всего добыто Au способом ПВ в Уральском регионе:

Принцип подземного выщелачивания в его классическом варианте достаточно прост. В рудном теле пробуривают несколько скважин. В одни (закачные) подают выщелачивающий раствор, а из других (откачных) извлекают продуктивный золотосодержащий раствор, который поступает на дальнейшую переработку, например, методом адсорбции на активированный уголь. В результате такого подхода создается возможность рентабельной отработки месторождений или отдельных их участков, отличающихся тяжелыми горно-геологическими условиями залегания; маломощных месторождений; месторождений с убогим содержанием золота в руде. Ряд факторов, являющихся отрицательными для традиционных горных производств: большая глубина залегания руд; высокая обводненность месторождения; низкие содержания; мелкое и «упорное» золото; забалансовые и маломощные рудные тела и др., — для СПВ золота не меют принципиального значения.

Важно подчеркнуть, что ПВ золота ведется без цианидов, с использованием гидрохлоридной технологии, что позволяет обеспечивать экологическую безопасность работ. В качестве растворителя на уральских месторождениях применяют гипохлорит калия и натрия, получаемый методом электролиза, и газообразный хлор . Приготовление рабочего раствора ведут на месторождении с использованием подземных вод, распространенных в контуре рудных тел. В целях упрощения процесса хлорирования предложено использовать для выщелачивания золота активный хлор, получаемый из гипохлорита кальция. Последний содержит 33,9% активного хлора и так же эффективен, как и газообразный хлор, но более безопасен. Усовершенствованную технологию используют в процессе опытных работ на Лапинском участке ПВ Егорьевского месторождения в Новосибирской области. В ходе лабораторных технологических и опытных натурных работ на опытном блоке получены положительные результаты.

Принципиальная технологическая схема отработки месторождения СПВ приведена на рис., а вытекающие из практики горно-технологические условия применимости метода — в табл. 2.

Таблица 2. Горно-технологические условия применения способа ПВ золота

Природные факторы	Условия применения ПВ золота
Общие условия
	умеренный, суровый
2.Рельеф поверхности	смешанный
3.Освоенность района	освоенный и малоосвоенный (наличие дороги к объекту)
Горно-геологические условия месторождения
4.Тип месторождения по состоянию горного массива	золотоносные коры выветривания, зоны трещиноватости, сланцы, погребенные россыпи
5.Условия залегания рудных тел	самые разнообразные от столбообразных до пластовых залежей
6.Состояние горного массива	осадочные породы, зоны дробления, трещиноватости, дисперсные среды (песчано-глинистые, дресвяно- глинистые и т.п.)
7.Морфология рудных тел	не имеет особого значения, выщелачивание ведется на «массу»
8.Глубина залегания рудных тел	от 0 до 500 м
9.Мощность рудных тел	от 0,2 м и более
10.Геокриологические условия	в зонах вечной мерзлоты оттайка ведется технологическими растворами
Гидрогеологические условия
11.Обводненность рудных тел	частично (от 50 %) и полностью обводненные рудные тела
12.Температура воды	от +2 до +30 °С
13.Минерализация вод	пресные, слабосоленые, при наличии хлор-иона — минерализованные
14.Коэффициент фильтрации пород	0,2-20 м/сут.
15.Водоносный комплекс	напорный или безнапорный
Геотехнологические свойства руд
16.Тип минерализации	окисленные руды, золотокварцевый, россыпное золото, слабосульфидный, сульфидный при наличии «медленных» колчеданов
17.Степень окисленности руд	окисленные, полуокисленные, смешанные руды в зонах дезинтеграции
18.Характер рудной минерализации	прожилковый, трещиновато-вкрапленный, вкрапленный, дисперсный для россыпей
19.Форма нахождения и крупность золота	свободное (от 30-40 %), мелкое, среднее, тонкодисперсное
20.Состояние поверхности частиц	свободное, в сростках, золото в «рубашке», золото покрытое оксидной пленкой
Карбонаты
Органическое вещество
Сульфиды
Бортовое
Среднее по месторождению

Главным условием подземного выщелачивания является обводненность месторождения — возможность подвода выщелачивающего реагента к руде и подъем продуктивных растворов на поверхность в количествах, обеспечивающих рентабельность процессов. Наиболее подходящими для подземного выщелачивания являются руды с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 10 м/сут.

Достоинства способа ПВ золота, подтвержденные почти 16-летней практикой, следующие:

Высокая технологичность капитального строительства и основных производственных процессов (табл. 3, 4);

Сравнительно малые капитальные затраты на строительство рудника и низкие эксплуатационные расходы (табл.5), что обеспечивает самую высокую рентабельность добычи золота в отрасли;

Круглогодичный режим работы рудника;

Дешевые и широко распространенные реагенты;

Мобильное и блочное исполнение основных переделов технологического комплекса;

Щадящее экологическое воздействие на окружающую среду (бесцианидные растворы, отсутствие горных работ и вредных выбросов);

Малая численность рабочего персонала (20-25 человек на руднике с годовой производительностью до 100 кг золота).

Одним из существенных достоинств СПВ является возможность разрабатывать золоторудные объекты, которые по содержанию золота, глубине залегания руд (песков, хвостов и др.), технологическим свойст-вам руд и другим условиям не могут быть отработаны по классическим технологиям с экономически приемлемыми показателями. Как показал опыт, рентабельная разработка месторождений золота кор выветривания с содержаниями металла до 0,3-0,5 г/т возможна только способом ПВ. Не исключено применение ПВ и для отработки первичных руд, в первую очередь, с низким содержанием металла. Применение ПВ в этом случае потребует предварительного рыхления руды под землей с применением взрывчатых веществ. Предварительные проработки этого вопроса уже ведутся.

Таблица 3. Объекты капитального строительства

Производственные операции	Традиционные способы			Геотехнологи- ческие способы
	Подземная добыча	Открытая добыча
Стволы шахт, околоствольные выработки, квершлаги и т.п.
Добычной полигон (сооружение скважин и обвязка)
Поверхностный горный комплекс
Компрессорные станции
Вентиляционные установки
Водоотливные и водоотводные установки
Сооружения и оборудование для транспортировки руды
Дробильное отделение на ЗИФ
Отделения измельчения руды на ЗИФ
Отделение выщелачивания руды
Отделение сорбции и десорбции (УППР)
Отделение экстракции и реэкстракции
Отделение гравитационного обогащения
Хвостохранилища и пульповоды
Отвала вскрышных пород
Трубопроводы для технологических растворов

*возможность обеспечивать насосный раствороподъем из скважин

Таблица 4. Основные производственные процессы

Производственные процессы	Традиционные способы			Геотехнологи- ческие способы
	Подземная добыча	Открытая добыча
Проходка стволов шахт и др. горнокапитальных выработок
Проходка горноподготовительных и нарезных выработок
Вскрышные работы
Выемка и отбойка руды, буровзрывные работы
Бурение и оборудование скважин
Погрузка и транспортировка руды, выдача на поверхность (из карьера)
Погашение выработанного пространства
Водоотлив
Вентиляция выработок
Транспортировка руды от рудника до перерабатывающего завода или промприбора
Транспортировка продуктивных и рабочих растворов
Дробление руды на фабрики
Измельчение руды, агломерация руды
Выщелачивание золота из руд (концентр.)
Отмывка песков
Сорбция - десорбция (озоление активного угля)
Транспортировка и складирование хвостов
Рекультивация

Таблица 5. Калькуляция себестоимости добычи грамма золота различными способами (расчет проведен в $ США по данным 1997 г.)

Вид затрат	Подземное выщелачивание (ПВ)		Кучное выщелачивание (КВ)		Сорбционная технология		Традиционный процесс
КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ:
1.Добыча руды её дробление, измельчение и агломерация
2.Бурение технологических скважин и их оборудование
3.Устройство площадки для выщелачивания
4.Техника для доставки руды и формирования кучи, обвязка скважинных полей
5.Выщелачивание и сгущение
6.Разделение твердой и жидкой фазы
7.Осаждение и рафинирование золота
8.Сорбция золота, регенерация сорбента и рафинирование золота
9.Складирование хвостов
10.Обезвреживание стоков
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАТРАТЫ:
11.Рабочая сила и обслуживание
12.Реагенты и материалы
13.Топливо - энергетические ресурсы
14.Обезвреживание стоков

В социальном плане подземное выщелачивание несет с собой более высокую культуру производства. Технология ПВ реализуется с минимальным количеством механизмов и операторов. Земля не обезображивается карьерами, шахтами, отвалами пустой породы, забалансовых руд, шлаков, хвостохранилищами. Воздушный бассейн не загрязняется газами, а водоемы — промышленными стоками. Люди избавляются от опасного, тяжелого труда под землей. Обслуживающий персонал имеет комфортные условия труда, отвечающие требованиям времени.

В настоящее время интерес к ПВ золота проявили золотодобывающие компании Сибири, Якутии, Монголии, Китая, Африканского континента.

Таким образом, СПВ является высокотехнологичным способом разработки месторождений. Он характеризуется низкими (в 1,5-2 раза по сравнению с другими способами разработки) как капитальными, так и текущими удельными затратами, обеспечивает самую низкую себестоимость грамма золота в отрасли, экологичен и к настоящему времени уже получил признание. Так, в последних методических указаниях ГКЗ 2007 г. ПВ рекомендовано для внедрения в практику для эксплуатации месторождений золота в корах выветривания. Более того, Департамент по недропользованию по Уральскому Федеральному округу (УРАЛНЕДРА), проявив государственную мудрость, в лицензиях, выдаваемых в уральском регионе на добычу золота, на объекты, где есть окисленные руды и коры выветривания, обязательным лицензионным условием прописывает проведение опытных исследований с целью выяснения эффективности ПВ.

Способ ПВ относится к числу важнейших инновационных технологий в золотодобывающей промышленности и требует широкого и скорейшего внедрения в практику разработки технологически приемлемых для этого месторождений золота. Особенно эффективно он может быть использован в районах распространения старых золотодобывающих предприятий, где остались остаточные запасы, целики, мелкие рудные тела, хвосты и отвалы. Этот способ позволит расширить сырьевую базу, вовлечь в производственную сферу трудоспособное население умирающих поселков старателей.

Для методического обеспечения этих работ предполагается создать инновационно-внедренческий центр на базе ряда предприятий, научных и проектных институтов (например, таких, как Иргиредмет) и заинтересованных организаций, который будет оказывать методическую и проектную помощь всем желающим заниматься ПВ золота. В этом вопросе должны проявить заинтересованность Союз Старателей России, а также федеральные и региональные власти.

Золотосодержащие руды нередко содержат углистое вещество, обладающее значительной сорбционной активностью по отношению к золотоцианистому комплексу. Это создает существенные трудности при переработке таких руд. При цианировании углистых руд наряду с процессом перехода золота в раствор идет обратный процесс сорбции золота углистым веществом. Вследствие этого потери золота с отвальными хвостами могут достигать значительных величин.

Сорбционная способность углистых веществ может проявляться в различной степени. В некоторых рудах углистые обладают высокой осадительной способностью и сильно осложняют процесс цианирования. Но есть и такие руды, в которых активность углистых компонентов выражена значительно слабее или вообще заметно не проявляется. Поэтому присутствие углистых веществ в золотосодержащей руде еще не дает оснований считать ее упорной. Упорность руд данного типа может быть установлена только технологическими испытаниями. Следует заметить, что выделение углистого флотацией обычно не дает положительных результатов, во флотоконцентрат наряду с углеродистыми компонентами переходят также наиболее легко флотируемые частицы самородного золота.

При невысоком содержании углерода и его незначительной сорбционной активности удовлетворительное извлечение золота из углистых руд можно достичь непосредственным цианированием, проводимым, однако, с соблюдением специальных условий.

При цианировании углистых руд кинетика перехода благородных металлов в раствор определяется соотношением скоростей двух противоположных процессов - растворения и сорбции. Поскольку скорость сорбции прямо пропорциональна концентрации благородных металлов, в начальный момент цианирования, когда концентрация золота в растворе невелика, скорость растворения значительно превосходит скорость сорбции, и концентрация металла в растворе возрастает.

По мере протекания процесса цианирования скорость растворения золота уменьшается, а концентрация его в растворе растет; соответственно увеличивается скорость сорбции. В определенный момент времени скорости обоих процессов становятся я равными. Этому состоянию соответствует максимум на кинетической кривой. При дальнейшем цианировании руды концентрация золота и его извлечение в раствор начинают снижаться, так как скорость сорбции превышает скорость растворения (нисходящая ветвь кривой). Таким образом, максимальному извлечению золота при цианировании углистых руд соответствует вполне определенная продолжительность выщелачивания. В рассматриваемом случае она составляет 35-40 ч. Помимо концентрации золота в цианистом растворе, скорость сорбции зависит также от величины поверхности углистого .

Поэтому при цианировании углистых руд следует поддерживать оптимальную степень измельчения материала. При грубом измельчении руды до -4 мм происходит недостаточно полное вскрытие золота и, как следствие, низкая скорость цианирования и пониженное извлечение золота в раствор. Напротив, измельчение до крупности - 0,074 мм чрезмерно, так как сильная золота наблюдается уже в начальный период цианирования. Очевидно, что оптимальная степень измельчения в рассматриваемом случае соответствует крупности материала - 0,83 мм.

Таким образом, один из приемов непосредственного цианирования углистых руд заключается в проведении обычного цианистого процесса, но с соблюдением оптимальных степени измельчения и продолжительности контакта руды с цианистым раствором.

Другой прием непосредственного цианирования заключается в проведении выщелачивания в несколько последовательных стадий небольшой продолжительности с обновлением (сменой) растворов на каждой стадии. Этот прием основан на том, что сорбция золота уменьшается с понижением его концентрации в растворе, смена растворов позволяет поддерживать концентрацию металла на относительно низком уровне, что уменьшает скорость сорбции и сокращает потери золота с хвостами цианирования.

Адсорбционная способность углистых веществ, входящих в состав золотых руд, может быть несколько снижена предварительной обработкой руды флотационными маслами, керосином, продуктами перегонки каменного угля и некоторыми другими реагентами. В результате такой обработки на поверхности углистых минералов образуется пленка, препятствующая контакту угля с золотосодержащим раствором. Однако эффективность такого приема невелика, и в настоящее время его применяют редко.

Определенный интерес представляет углистых руд с применением водорастворимых органических нитрилов (органических цианидов), в частности, α-гидроксинитрилов, малононитрила (нитрила малоновой кислоты) и др. Эти соединения содержат в своем составе нитрильную группу CN, которая, очевидно, и играет основную роль в процессе растворения золота, связывая его в комплексный анион типа ⁻ , подобно тому, как это происходит при обычном цианировании. Как показывают исследования, применение соединений этого типа для цианирования углистых руд повышает извлечение золота за счет уменьшения его сорбции углистым веществом. Последнее обусловлено, по-видимому, тем, что размер образующихся комплексных анионов золота превышает размер микропор углистого вещества. Возможности практического использования органических нитрилов для цианирования углистых руд окончательно не установлены.

Наиболее эффективным способом цианирования углистых руд и концентратов является сорбционное выщелачивание. При введении ионита в цианируемую пульпу золото-цианистый комплекс интенсивно сорбируется смолой, поэтому концентрация золота в жидкой фазе пульпы в течение всего процесса сохраняется на низком уровне, и сорбция золота углистым веществом ослабляется.

Введение ионита в пульпу резко подавляет сорбцию золота углистым веществом и, соответственно, повышает извлечение золота. Технология сорбционного выщелачивания углистого сырья имеет свои особенности. Главными из них являются исключение операции предварительного цианирования и проведение сорбционного выщелачивания при повышенной (до 3-4 %) концентрации ионита в пульпе. Оба эти приема максимально уменьшают концентрацию золота в жидкой фазе цианируемой пульпы и тем самым подавляют сорбцию золота углистым веществом. Опыт отечественной извлекательной промышленности показывает, что по сравнению с обычным цианированием сорбционная технология повышает извлечение золота из углистого сырья на 15-20 %.

Нередко встречаются углистые руды, в которых частично или полностью тонко вкраплено в сульфидные , преимущественно в и . Такие зуды, как правило, обогащают флотационным методом. При этом в концентрат переводят углистое вещество, золотосодержащие и значительную часть свободного золота. Для вскрытия тонкодисперсного золота и выжигания углерода концентрат подвергают двухстадиальному окислительному обжигу; полученный огарок цианируют. Возможна также переработка концентрата на медеплавильных или свинцовых заводах. Хвосты флотации, если в них остается заметное количество свободного золота, подвергают цианированию.