ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

Выщелачивание как метод добычи полезных ископаемых

Перевод в водный или кислотный раствор одного или нескольких составляющих твердого вещества называется выщелачиванием. Кучное выщелачивание производится химическим или бактериальным способом.

Таким способом производят добычу полезных металлов из бедных попутных руд (забалансовых) или балансовых крупнокусковатых руд с пониженным содержанием ископаемых металлов.

Добыча кучным выщелачиванием производится в тех случаях, когда применение обычных обогатительных или гидрометаллургических методов (выщелачивание в автоклавах, пачуках и других аппаратах) не рентабельна.

Впервые выщелачивание меди было сделано еще в 16-ом веке в Венгрии и Германии, а с середины 20-го века началось выщелачивание золота, урана и никеля в промышленных масштабах. Сейчас проводятся экспериментальные работы по использованию метода для извлечения из бедных руд других металлов.

Технология и оборудование для кучного выщелачивания

Добыча кучным выщелачиванием различных металлов предполагает использование водных растворов минеральных (соляной, серной, азотной) или органических (уксусной) кислот, солей аммония, соды и др. веществ в зависимости от металла и химического состава руды.

На предприятиях сначала подготавливают специальные наклонные площадки, куда будет свозиться руда в кучи, отсюда и название метода – кучное выщелачивание. Основу площадки делают влагонепроницаемой, покрывают гидроизоляционными материалами: цемент, асфальт, синтетические смолы или глина. Наклон площадки выполняется в сторону растворосборника.

Технику и высоту куч выбирают с учетом, чтобы вся порода беспрепятственно пропитывалась раствором, не образовывались «мертвые» зоны. Добыча кучным выщелачиванием производится по двум схемам.

Непрерывное и цикличное кучное выщелачивание

При непрерывной схеме используемая руда постоянно остается в куче на месте складирования, цикличное кучное выщелачивание предусматривает периодическую вывозку отработанной руды в места дальнейшего складирования – горные отвалы.

Таким способом чаще всего производят выщелачивание урана и выщелачивание никеля. Цикличный метод не требует огромных площадок, он более экономичен, так как нет надобности подготавливать дорогостоящие площадки огромных размеров.

Кроме того, цикличный метод позволяет складировать вредные отходы в безопасных местах. Рельеф местности также может повлиять на метод ощелачивания.

С учетом физико-механических свойств руды применяют два режима добычи металлов: фильтрационный и инфильтрационный.

Инфильтрационный используют для руд, не подвергающихся уплотнению (уран, никель), реагент подают циклически через специальные перфорированные шланги или разбрызгиватели с форсунками, длительность выстаивания зависит от характеристик руды. Иногда такую технологию применяют для добычи вкрапленного золота.

Фильтрационный режим используют при работе с глинистыми рудами, которые существенно уплотняются в процессе складирования. Подача реагентов в таких случаях происходить через пробуренные скважины в куче.

Часто добыча кучным выщелачиванием может быть улучшена с помощью предварительной подготовки руды.

Предварительная подготовка руды с выбросом в отвалы крупных кусков позволяет улучшить экономические показатели процесса выщелачивания. Количество извлекаемого металла может увеличиться 1,5-1,7 раза.

Для еще большей интенсификации процесса в некоторых случаях применяют эффект аэрации куч и отвалов.

Для этого используют специальные перфорированные трубы, по которым поступает воздух, кучи могут встряхивать маломощными направленными взрывами, могут повышать температуру и давления раствора.

Решающим фактором при кучном выщелачивании является скорость, равномерность и глубина проникновения реагента в породу. Для руд, у которых ценные металлы локализованы по трещинам породы, размер кусков не играет особого значения.

Реагент способен извлечь минерал то этим трещинам из всего массива. Для руд, у которых металл расположен равномерно по всему объему, кучное выщелачивание имеет тем больший эффект, чем меньше размер куска породы. Таким образом увеличивается площадь контакта реагента и, соответственно, увеличивается количество добытого металла.

Кучное выщелачивание — эффективная технология в условиях дефицита ресурсов – Амурский филиал Федерального бюджетного учреждения «Территориальный фонд геологической информации по Дальневосточному федеральному округу»

Карьер Kisladag, Турция, вид с воздуха. Крупная фабрика кучного выщелачивания на заднем плане.

Одним из таких направлений является технология кучного выщелачивания, которая получает все более широкое распространение в течение последних десяти лет. Метод применяется в промышленной практике с начала 1970-х годов.

В настоящее время технология кучного выщелачивания широк применяется в США, Чили, Канаде, Австралии, Мексике, Бразилии, Саудовской Аравии, Индонезии, Новой Гвинеи, Зимбабве, Ганы и др. Кучное выщелачивание меди применялось с 16 века в Венгрии и Германии.

С середины 20 века данную технологию широко использут для получения меди, золота и урана. Ведутся экспериментальные работы по применению этого способа для извлечения других металлов.

Производители ищут способы освоения ресурсов, ранее считавшихся нерентабельными

Согласно докладу «Горная промышленность и металлургия: сценарий 2030 года», представленному на Всемирном экономическом форуме

«рост мировой популяции наряду с возрастающими трендами урбанизации и индустриализации, в частности в развивающихся экономиках, привел к усилению спроса на продукты металлургической и горной промышленности. Этот рост, скорее всего, сохранится и продолжит оказывать влияние на потребность в ресурсах».

В то время как спрос постоянно растет, предложение не может похвастаться аналогичной стабильностью. металла в рудах месторождений значительно снизилось в последние 10 лет (рисунок 1).

Вкупе с усиливающейся национализацией ресурсов, дефицитом мировых водных запасов, ужесточением экологических и иных законодательных норм, данная ситуация порождает серьезные опасения в отношении перспектив добычи черных и цветных металлов.

Горнодобывающие компании находятся в постоянном поиске технологий, позволяющих снизить издержки и повысить эффективность добычи, открыть доступ к нетрадиционному сырью, которое на данный момент считается нерентабельным.

Что такое кучное выщелачивание?

Согласно определению «Горной энциклопедии», кучное выщелачивание (а. heap leaching; н. Наufenlaugen; ф. lixiviation en tas; и.

lixiviacion en montones) — это способ переработки химическим или бактериальным выщелачиванием попутно добытых забалансовых и бедных балансовых крупнокусковатых руд, заскладированных в отвалах, извлечение из которых полезных компонентов обычными обогатительными или гидрометаллургическими методами (выщелачивание в пачуках, автоклавах и других аппаратах) нерентабельно.

Кучное выщелачивание обладает рядом преимуществ, благодаря которым этот способ завоевывает все большую популярность среди горняков.

Основные преимущества технологии кучного выщелачивания:

• Снижение капитальных и операционных затрат;• Быстрый период окупаемости;• Отсутствие необходимости складирования хвостов;• Простота конструкции и оборудования;• Снижение влияния на окружающую среду;• Быстрая фаза конструирования;• Низкие энерго- и водозатраты;

• Применимо для бедных руд, хвостов и отвалов.

На сегодняшний день кучное выщелачивание с успехом применяется для добычи золота, серебра, меди, никеля, урана и даже йода.

Как правило, процесс кучного выщелачивания включает следующие стадии:

1. Добыча руды;2. Дробление руды (при необходимости);3. Окускование руды (при необходимости);4. Размещение руды на линейной плоскости (штабелирование);5. Обработка руды подходящим выщелачивающим реагентом для растворения металлов (выщелачивание);6. Сбор продукта выщелачивания (богатого раствора) в прудок или чан;7. Обработка богатого раствора для восстановления металлов;

8. Возвращение обезметалленного раствора (с выщелачивающим реагентом) обратно в кучу.

Тренды в кучном выщелачивании

Вследствие перечисленных выше экономических преимуществ количество применений технологии постоянно увеличивается. Наибольший эффект проявляется при добыче драгметаллов. Недавний спад на товарном рынке стимулировал ввод в эксплуатацию новых проектов кучного выщелачивания по всему миру (рисунок 3).

Рисунок 3. Ввод в эксплуатацию существующих на сегодняшний день шахт кучного выщелачивания, количество шахт.

Фабрики кучного выщелачивания работают в различных географических условиях и доказали эффективность во всех типах климата от Арктики до тропиков.

Согласно данным IntelligenceMine, на сегодняшний день в мире насчитывается 235 действующих объектов кучного выщелачивания, еще 39 находятся в разработке и 133 на этапе оценки (рисунок 4).

Рисунок 4. Объекты кучного выщелачивания. Распределение по статусу и типу продукции

Кучное выщелачивание золота

В 2014 году 150 крупнейших золото-серебряных производителей посредством кучного выщелачивания добыли порядка 15 млн тройских унций золота, что составляет около 17% совокупного объема производства золота (~89 млн тройских унций).

Лидером по добыче золота методом кучного выщелачивания является фабрика Yanacocha компании Newmont/Buenaventura — 970,000 тройских унций в 2014 году. На втором месте ГОК Veladero компании Barrick (722,000 тройских унции золота.

Третью позицию занимает Lagunas Norte (582,000 тройских унций) (таблица 1).

Таблица 1. Пятерка ведущих мировых производителей золота по технологии кучного выщелачивания.

Таблица 1. Пятерка ведущих мировых производителей золота по технологии кучного выщелачивания.

Кучное выщелачивание меди (Производство меди через растворитель-электролиз – SX-EW)

В 2014 году за счет применения технологии HL-SX-EW на 50 крупнейших ГОКах было получено около 3 млн тонн меди, что составляет порядка 16% ее мирового производства.

Рудник Radomiro Tomic компании CODELCO по всей вероятности занимает первое место по добыче меди методом кучного выщелачивания (~ 327 килотонн в 2014), за ним следуют фабрики Escondida и Spence компании BHP Billiton (таблица 2).

Таблица 2. Пять крупнейших производителей меди методом кучного выщелачивания.

Как видно из таблицы 2, пять крупнейших фабрик кучного выщелачивания расположены в Чили. И это неудивительно, ведь в этом регионе сосредоточены крупнейшие месторождения бедных порфирово-медных руд.

Вид со спутника на медный карьер Radomiro Tomic, Чили. Штабели кучного выщелачивания расположены к северу от карьера.

Начиная с 2005 технология кучного выщелачивания была введена в эксплуатацию на таких предприятиях, как Veladero (Аргентина), Lagunas Norte (Перу), Kisladag (Турция), Los Filos (Мексика), Copler (Турция), Porvenir (Мекска), Karma (Буркина Фасо), Caserones (Чили) и множестве других.

Будущее кучного выщелачивания

В 2014 году посредством технологии кучного выщелачивания порядка 150 крупнейших золото-серебряных производителей по всему миру добыли порядка 15 млн тройских унций золота.

В последние годы кучное выщелачивание с успехом применяется для добычи металла из хвостов и из отвалов.

Индикаторы производительности демонстрируют неоспоримую успешность этого применения этой технологии: при переработке отвалов рудника Коунрад, Казахстан, рентабельность по EBITDA (рентабельность до уплаты налогов, процентов и начисления амортизационных отчислений) составила 62.4%, а при переработке хвостов рудника Parral, Мексика, денежная стоимость одной унции серебра составила $4.29.

Рудник Коунрад, Казахстан. Можно видеть старые медные отвалы и новую фабрику кучного выщелачивания.

Технология кучного выщелачивания имеет все шансы на успешное применение в будущем. Перспективы включают применение её для добычи больших объемов драгоценных и основных металлов, содержащихся в хвостах и отвалах.

Кроме того, последние разработки позволят применять кучное выщелачивание для переработки первичных сульфидных руд, что даст толчок к еще более широкому распространению технологии, поскольку около 80% руд имеют сульфидную природу.

Что такое Выщелачивание

Выщелачивание — Процесс действия по знач. глаг.: выщелачивать, выщелачиваться (1,2).

Выщелачивание в Энциклопедическом словаре:

Выщелачивание — извлечение отдельных составляющих твердого материала спомощью растворителя (напр., гидрометаллургическое извлечение металлов изруд, щелочное извлечение лигнина из древесины, бактериальное выщелачиваниеурана из руд). Выщелачивание называется также экстрагированием.

Значение слова Выщелачивание по словарю Брокгауза и Ефрона:

Выщелачивание (lessivage фр., Auslaugung нем.. lixiviation англ.) — операция, в которой посредством жидкости, обыкновенно воды, из твердых тел извлекают растворимые составные части. Например, приготовление поташа посредством извлечения углекалиевой соли из древесной золы, извлечение азотно-натриевой и калиевой солей из селитряниц (см. это сл.

), свекловичного сока из свеклы, квасцов из выветрившегося квасцового сланца — составляют примеры применения воды к извлечению растворимых частей при помощи выщелачивания. Когда В. ведется в размерах промышленного предприятия, то стараются достигнуть трех целей: во-первых, полнейшего извлечения растворимого вещества. во-вторых, получения почти насыщенного раствора.

а в-третьих, непрерывности производства. Такое В. называется методическим. Для этого в большинстве случаев устанавливают целый ряд резервуаров на одинаковой высоте. резервуары эти имеют двойное дно, на которое кладется извлекаемое вещество, через которое совершается просачивание воды. Резервуары снабжаются кранами, сифонами и т. д.

В каждом таком резервуаре находится вещество, которое подвергается В., и вода переходит из резервуара в резервуар, все более и более насыщаясь на своем пути растворимыми частицами.

Операция ведется таким образом, что в известный момент почти насыщенная жидкость проходит через свежую порцию вещества, между тем как свежая вода пропускается через почти истощенный остаток В. вещества.

После того, как остаток в каком-либо резервуаре окончательно истощен пропускаемою через него водою, остаток этот удаляют, в резервуар закладывают свежий материал, и резервуар этот устанавливают последним в ряду. В иных случаях необходимо бывает установить насос между резервуарами, чтобы перекачивать жидкость из-под ложного дна в следующий резервуар.

Если образовавшийся раствор имеет высокий удельный вес, то нет надобности в таком перекачивании, потому что напор тяжелой жидкости достаточен для того, чтобы она переливалась со дна данного сосуда на верх следующего по мере накопления в первом сосуде, куда вливается вода. Для уяснения разберем один пример. В процессе приготовления соды (см. это сл.

) по способу Леблана выщелачивается сырая сода (продукт прокаливания смеси сульфата с известняком и углем), из нее растворяется углекислый натр, и в остатке получается нерастворимая сероокись кальция. Операция эта производится в четырех или в большем числе железных резервуаров. они установлены один возле другого, бок о бок, и каждый имеет обыкновенно размеры: 10 фут.&times.

10 фут.&times.6 фут. В каждом резервуаре есть двойное дно из железных листов с отверстиями, а в самом низу имеется большой кран, отвернув который можно выпустить всю жидкость, содержащуюся в резервуаре. Этот выпуск, при правильном ходе В., производится из того резервуара, который служит последним в ряду прочих и, будучи опорожненным для выгреба остатка В.

, вновь заложен свежей выщелачиваемой массою. В каждом резервуаре сверх того имеется трубка для переливания жидкости из одного сосуда в другой. трубка эта идет из-под двойного дна и оканчивается наверху ближайшего резервуара. Особая трубка служит для приливания свежей воды. Каждая из этих трубок может закрываться пробкой или краном.

Водяной кран открыт только у того резервуара, который служит первым в ряду и будет затем опорожнен. Предположим, что операция в полном ходу. В резервуар 4 наложили свежей соды большими кусками на слой шлака, лежащего поверх двойного дна. В резервуарах 3 и 2 находится сырая сода отчасти выщелоченная, а в резервуаре 1 уже почти совершенно истощенная (содовый остаток).

Теперь резервуар № 1 выделяется из ряда, его опоражнивают, вычищают и вливают в него свежую порцию сырой соды. Пока происходит эта операция, свежая вода втекает во второй резервуар, и достаточно насыщенный раствор вытекает из четвертого резервуара по боковой отводящей трубке.

Когда опорожнили второй резервуар, то его таким же образом вычищают и наполняют свежим материалом, и, следовательно, В. продолжается непрерывно, причем крепкий раствор соды вытекает с одного конца, а на другом конце удаляют выщелоченный остаток. Методическое В.

шерсти, то есть ее промывка возможно малым количеством воды с получением крепкого раствора промывных вод, содержащих соли калия, ланолин (см. это сл.) и др. вещества (совокупность которых называется «овечьим или шерстяным потом»). это В. подробно изучено и разобрано проф. А. К. Крупским (в «Известиях технологического института», 1880-1881 гг., стр.

351), причем обращено внимание на элемент скорости растворения, принимающий участие в В. и определяющий как успешность работы В. (то есть скорость и полноту растворения), так и состав прибора (число резервуаров). Необходимо заметить, что выщелачивание растительных и животных природных веществ носит специальное название экстрагирования, или приготовлена вытяжек (см. это сл.), если получаемый раствор затем испаряется или сгущается, или настаивания (см. Настойки), если выпаривание раствора не производится. В аптеках и лабораториях настаивание в холодной воде называется еще мацерированием (Maceration) и отличается от дигерирования (Digestion), производимого в горячей или теплой воде или другой жидкости. Эти названия, означая, в сущности, одинаковые процессы, нередко заменяют друг друга. Выщелачивания, в тесном смысле, относятся обыкновенно к минеральным солям. &#916. .

Определение слова «Выщелачивание» по БСЭ:

Выщелачивание (иногда — варка)
перевод в раствор (обычно водный) одного или нескольких компонентов твёрдого вещества с помощью водного или органического растворителя, часто при участии газов — окислителей или восстановителей. Примеры В.

: щелочное извлечение лигнина из древесины, растворение в горячей воде сахара из свёклы и сахарного тростника, извлечение металлов из руд и концентратов (см. Гидрометаллургия). В. включает по меньшей мере два процесса: химический — перевод одного из веществ в растворимое состояние, и физико-химический — растворение в воде (см. Экстрагирование).
Перед В.

твёрдое вещество в случае необходимости подвергают механической обработке (дробление, измельчение) и химической — вскрытию (окисление или восстановление в пульпе, обжиг, спекание, сульфатизация и др.). Назначение вскрытия — перевод труднорастворимых соединений в легкорастворимые (сульфидов в сульфаты, высших окислов в низшие). Вскрытие совмещается с В.

, например, при окислительном автоклавном В. сульфидных руд и концентратов. Типичные промышленные растворители: вода, водные растворы кислот (в основном серной и соляной) и щелочей (аммиак, едкий натр), солей (углекислый натрий или алюминий), цианиды.
В.

осуществляется перемешиванием («агитацией») мелкого твёрдого материала с жидким растворителем в контакте с газообразным реагентом, например, воздухом (В. золотых, урановых руд и сульфидных концентратов и др.), просачиванием (перколяцией) жидкого реагента через неподвижный слой твёрдого (В. меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов).
В.

периодически или непрерывно, прямоточно или противоточно обычно проводят в чанах с механическим, пневматическим или пневмомеханическим перемешиванием при атмосферном давлении. в чанах без перемешивания (в перколяторах или диффузорах). в трубчатых реакторах. в автоклавах при повышенных давлениях и температурах.
Избирательность В.

от размера частиц твёрдого), разности концентраций растворителя и химических реагентов на поверхности твёрдого и в объёме, вязкости растворителя, величины коэффициента диффузии, интенсивности перемешивания (уменьшение диффузионного слоя, ускорение растворения газообразных реагентов), температуры (увеличение констант скорости реакции и диффузии), парциального давления газообразного реагента (кислорода, сернистого ангидрида и др.) над раствором, концентрации растворимого окислителя, например, сульфата железа. Чаще всего В. как гетерогенный процесс протекает в диффузионной области, хотя возможны смешанные диффузионно-кинетические или кинетические режимы.
Интенсификация В. достигается одновременной сорбцией выщелачиваемого компонента на смолах (так называемое диффузионное В.), внесением бактерий (см. Бактериальное выщелачивание), применением повышенных температур до 300°C и давлений до 5 Мн/мІ (50 кгс/смІ) — автоклавное В. Иногда В. осуществляется в режиме
«кипящего слоя», с виброперемешиванием, с ультразвуковой кавитацией.
В. проводят из отвалов бедной руды (кучное В.) или непосредственно из рудного тела, если руда пористая или трещиноватая (см. Геотехнология). Для создания необходимой трещиноватости руду разрыхляют путём взрывов с использованием обычных взрывчатых веществ или атомных зарядов (подземное В.). В этих случаях растворы подают на руду сверху, обогащённые (просочившиеся через неё) растворы собирают в выработках снизу, подают их на установку для выделения металла и обеднённый раствор после регенерации растворителя возвращают для повторного использования.
Эффективность В. определяется полнотой извлечения ценных компонентов, концентрацией извлекаемых компонентов и вредных примесей в конечном растворе, расходом материалов, электроэнергии, пара, затратами рабочей силы, скоростью процесса.
Лит.: Общая химическая технология, т. 1, М. — Л., 1952. Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 7 изд., М., 1960. Основы металлургии, т. 1, М., 1961.
Н. В. Гудима, Н. Н. Ракова.

Кучное выщелачивание

КУЧНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ (а. heap leaching; н. Наufenlaugen; ф. lixiviation en tas; и.

lixiviacion en montones) — способ переработки химическим или бактериальным выщелачиванием попутно добытых забалансовых и бедных балансовых крупнокусковатых руд, заскладированных в отвалах, извлечение из которых полезных компонентов обычными обогатительными или гидрометаллургическими методами (выщелачивание в пачуках, автоклавах и других аппаратах) нерентабельно.

«Машинопромышленное объединение» проектирует и изготавливает оборудование для кучного выщелачивания золота. Представляем Вам краткий перечень оборудования выпускаемый нами золотодобывающих предприятий методом для кучного выщелачивания золота с содержанием глины до 25%.

Дробильно-сортировочное оборудование (см. Изготовление дробилок)

— Дробилки ДВ-400 двухвалковые зубчатые (аналог ММD-500) крупного дробления с размером куска на входе до 600мм., на выходе до 200мм.;

— Дробилки ДВ-100 двухвалковые зубчатые среднего дробления с размером куска на входе 200мм, на выходе 50мм.;

— Дробилки ДВ-10 двухвалковые (гладкие валки) мелкого дробления с размером куска на входе 50мм, на выходе в зависимости от размера щели 10-0,05мм.;

— грохот каскадный (аналог ГИТ-42, ГИС-41 и т.д.) с размером щели 40мм.;

— агломератор для агломерации (см. Агломашина).

Конвейерное оборудование (см. Изготовление конвейеров)

Отсыпной комплекс состоит из:

— магистральный конвейер длиной до 500 метров с перегрузочными тележками;

— подающий конвейер;

— отвалооброзователь крутонаклонный или штабелеукладчик, позволяющий отсыпать штабель высотой до 18 метров и шириной до 120 метров, длина штабеля не ограничена;

Мощность отсыпного комплекса составляет 400 тон/час. За сезон производительность данного комплекса 1 миллион тон руды.

«Машинопромышленное объединение» имеет готовые технические решения для золотодобывающих компаний на различных этапах переработки руды. В разделе Список выпускаемого оборудования вы сможете подобрать различное оборудование, выпускаемое нашей компанией для компликации вашего предприятия. Далее мы опишем различные технологи для кучного выщелачивания золота.

Кучному выщелачиванию подвергают легкообогатимые руды, в которых золото и серебро находятся преимущественно в цианируемой форме, т.е. свободное (самородное) или в сростках в основной своей массе.

Наиболее пригодными для цианирования и цианидного кучного выщелачивания являются окисленные вкрапленные руды, сульфидные руды, руды коренных месторождений и россыпи, смешанные руды забалансовые рудные отвалы, техногенное сырье (лежалые хвосты золотоизвлекательных фабрик и обогатительных фабрик) и текущие хвосты переработки золотосодержащих руд.

Способ кучного выщелачивания позволил отрабатывать не только крупные месторождения бедных руд, но и вскрышные породы, техногенное золотосодержащее сырье (хвосты обогащения руд цветных и драгоценных металлов) и небольшие по запасам месторождения (от нескольких десятков килограммов до 1-2 т), расположенные в малоосвоенных районах.

Вследствие избирательности, простоты и дешевизны метод является наиболее приемлемым для извлечения золота. Но токсичность вследствие использования цианидов и необходимость обезвреживания образующихся стоков являются основными его недостатками.

Тем не менее, большое количество золотоизвлекательных фабрик работает с применением именно этого метода.

Первичные руды с тонко вкрапленным в сульфиды золотом или серебром с присутствием углеродистого вещества сорбционноактивного к цианидному комплексу не подлежат переработке методом кучного выщелачивания.

Для того чтобы устранить эти препятствия, достаточно использовать предварительное окомкование или агломерацию руды.

Переработка руды методом кучного выщелачивания включает следующие технологические операции:

• — рудоподготовка, которая в зависимости от содержания золота, фильтрационных свойств, гранулометрического и минерального состава сырья может включать дробление, грохочение, шихтовку глинистых руд, окомкование мелких и тонкодисперсных фракций;
• — выбор и подготовка площадки под кучное выщелачивание;
• — подготовка гидроизоляционного основания;
• — складирование руды в штабель (кучу);
• — орошение рудного штабеля цианидными растворами;
• — собственно выщелачивание золота;
• — дренаж растворов через кучу;
• — накопление золотосодержащих растворов в емкости и их отстаивание;
• — извлечение золота из растворов;
• — плавка осадков (цинковых, катодных);
• — обезвреживание отработанных рудных штабелей (хвостов выщелачивания);
• — рекультивация отвалов и нарушенных земель.

В промышленности используют три основных метода кучного выщелачивания. Они отличаются организацией основных и вспомогательных работ, конструкцией гидротехнических сооружений и характером общеинженерных мероприятий.

Первый способ кучного выщелачивания

При первом способе сооружают долговременные площадки многоразового использования из твердых гидроизоляционных покрытий.

Результат достигается тем, что в способе кучного выщелачивания руд, включающем дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, после дробления руду разделяют на фракции, и отсыпку штабеля осуществляют однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему с наклоном слоев от центра к боковым поверхностям с разделением их перфорированной полимерной пленкой.

Результат достигается также тем, что при отсыпке штабель руды ориентируют широкой частью на юг, а орошение осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой, при этом в зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор.

Отсыпка дробленой фракционированной руды в штабель однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему позволяет увеличить скорость выщелачивания и полноту извлечения металла за счет того, что нижележащие слои руды не кольматируются глинистыми и тонкими шламовыми частицами, поступающими из верхних слоев при сегрегации во время отсыпки и суффозии при орошении, так как по структуре имеют более крупные поры, создающие возможность вымывания глинистых и тонких шламовых частиц через боковые поверхности рудного штабеля. Кроме того, при отсыпке дробленой руды наклонными слоями с разделением слоев перфорированной полимерной пленкой практически полностью исключается суффозия глинистых и шламовых частиц из верхних слоев в нижние и обеспечивается равномерность распределения выщелачивающего раствора по всем слоям рудного штабеля. Наклон слоев от центра к боковым поверхностям ускоряет вынос (вымывание) глинистых и шламовых частиц через боковые поверхности отвала. Отсыпка штабеля с ориентацией широкой частью на юг с орошением руды раствором под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой позволяет повысить температуру раствора за счет поглощения проникающей под пленку солнечной радиации, полной ликвидации затрат энергии на испарение и уменьшения затрат энергии на конвективный теплообмен с наружным воздухом и на длинноволновое излучение поверхности орошаемого отвала. В целом это повышение температуры зависит от времени года, суток, потока солнечной радиации и климатических факторов и составляет от 5 до 15°С.

Второй способ кучного выщелачивания

Второй способ является наиболее распространенным. При этом сооружаются мягкие гидроизоляционные покрытия одноразового использования из полиэтиленовых или поливинилхлоридных пленок, листовой резины.

Покрытия сочетают с изоляцией из глины либо, при наличии естественного водоупора толщиной не менее 1 м, без нее. Необходимое технологическое оборудование такое же, как и при первом способе. При этом способе выщелоченная и обезвреженная руда остается на месте переработки, т.е.

нет необходимости в сооружении хвостохранилища, а затраты на сооружение гидроизоляционных оснований минимальны.

Третий способ кучного выщелачивания

Третий способ – это отвальное выщелачивание. Перед выщелачиванием руда укладывается перед удерживающим сооружением в виде дамбы. При этом большая часть нижележащей руды выщелачивается в последующих операциях. По завершении процесса выщелачивания производят дренаж растворов и складирование свежей руды.

После окончания выщелачивания хвосты обезвреживают и рекультивируют, подобно отвалам пустой породы. Способ можно использовать для крепкой руды на участках с большим углом наклона с очень плотным прочным покрытием вплоть до нескольких лет. При формировании рудного отвала руда должна быть минимально уплотнена.

Кучное выщелачивание на специально подготовленных основаниях максимально снижает возможность утечки промышленных растворов. Однако себестоимость готовой продукции становится несколько выше, чем при подземном выщелачивании, но существенно ниже, чем при традиционных методах добычи.

Таким образом, анализ опыта работы золотодобывающих предприятий во всем мире свидетельствует о том, что более 70 % золота получают из коренных золотосодержащих руд, путем извлечения его из легкообогатимых коренных руд способом цианирования с последующей сорбцией на уголь либо ионообменные смолы из пульп.