Новости

Новости отрасли

Кучное выщелачивание — эффективная технология в условиях дефицита ресурсов

19.01.2016

В условиях падения цен на сырьевых рынках и истощения запасов богатых руд горнодобывающим компаниям приходится постоянно искать способы повышения экономической эффективности месторождений. С этой целью в эксплуатацию вовлекается нетрадиционное сырье — бедные и забалансовые руды, кондиционные руды маломощных месторождений, отходы горнообогатительного производства и др. — что позволяет значительно нарастить сырьевую базу и увеличить добычу металлов. Единственным способом создания экономически эффективного производства в данных условиях является применение инновационных технологий, позволяющих вовлекать в производство виды сырья, ранее считавшиеся нерентабельными.

Карьер Kisladag, Турция, вид с воздуха. Крупная фабрика кучного выщелачивания на заднем плане|Mining-info

Карьер Kisladag, Турция, вид с воздуха. Крупная фабрика кучного выщелачивания на заднем плане. Источник: Eldorado Gold.

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. Содержание 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.

Эволюция-исходного-содержания-полезного-компонента-в-медной-руде-шахты-Bingham-Canyon,-США | Майнинг-инфо

Рисунок 1. Эволюция исходного содержания полезного компонента в медной руде шахты Bingham Canyon, США. Источник: IntelligenceMine

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.

Упрощенная общая схема кучного выщелачивания | Майнинг-инфо

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).

Ввод в эксплуатацию существующих на сегодняшний день шахт кучного выщелачивания, количество шахт |Mining-info

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


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).

Объекты кучного выщелачивания. Распределение по статусу и типу продукции|Mining-info

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. Источник: IntelligenceMine

Пятерка ведущих мировых производителей золота по технологии кучного выщелачивания|Mining-info

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

 

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. Источник:IntelligenceMine
Пять крупнейших производителей меди методом кучного выщелачивания|Майнинг-инфо

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|Майнинг-инфо

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


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|Майнинг-инфо

Рудник Коунрад, Казахстан. Можно видеть старые медные отвалы и новую фабрику кучного выщелачивания. Источник: Central Asia Metals Plc.


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.
На первый взгляд кучное выщелачивание кажется простой технологией, однако на самом деле это достаточно сложный и многоэтапный процесс, в который вовлекается множество специалистов из различных научных отраслей, в том числе горные инженеры, инженеры-геотехники, специалисты в области охраны окружающей среды, аналитики, химики-технологи, металлурги, гидрологи и другие.