skip-lazy

Новые возможности в добыче золота и редкоземельных металлов

Владимир Фурс, ООО «БЕЛЭЛТИКА»

За всю историю человечества было добыто не более 200 тыс. т золота. Мировые запасы золота земной коры планеты Земля, пригодные для добычи имеющимися в настоящее время технологиями, составляют примерно 87–89 тыс. т, включая разведанные 49 тыс. т. Сейчас накопленные золотые запасы всех стран мира составляют около 34 тыс. т. Мировое потребление золота и других редкоземельных и благородных металлов постоянно растёт. Уверенно можно предположить, что эта тенденция сохранится и в будущем. В последние 10–12 лет среднемировая добыча золота составляет около 2 600–3 100 т в год.

В настоящее время большинство легкодоступных и высокоприбыльных мест золотодобычи выработаны или почти выработаны. Поэтому золотодобывающие компании вынуждены осваивать все более неудобные и труднодоступные места добычи, применять все более сложные и дорогостоящие технологии, которые наносят серьёзный ущерб окружающей среде. Так, отходы золотодобычи по некоторым технологиям по вредности для окружающей среды сопоставимы с отходами в атомной промышленности.

Так что же делать, где еще есть источники добычи этого металла?

Давно известно, что в морях и океанах в растворенном виде находится около 10 млрд т золота и других драгоценных и благородных металлов. Примерно такое же количество содержится в речных и подземных водах. Особенно большая концентрация наблюдается в подземных водах в местах их непосредственной добычи.

При добыче так называемой тяжелой и сверхтяжелой нефти плотностью более 1 000 кг/м3 в попутной пластовой воде содержится более 50 различных металлов, таких как рений, скандий, европий, серебро, золото, платина, палладий и т. д. Эти пластовые воды можно использовать в качестве технологического сырья. По оценкам некоторых независимых экспертов, стоимость металлов в этих водах сопоставима, а иногда и превышает стоимость самой нефти. Важным преимуществом подземных вод как сырьевого источника редких элементов является низкая себестоимость их добычи и постоянство химического состава. Организация добычи редкоземельных и благородных металлов из подземных пластовых вод не требует больших капиталовложений. Ведь не нужно производить вскрытие залежей, организовывать транспортировку, измельчение, промывку и т. д. Достаточно иметь оборудование, которое могло бы осаждать из воды мельчайшие, невидимые глазу частицы металлов или окислов.

furs1-509x678
Центробежное оборудование для жидкостной седиментации природных и синтетических наноалмазов. В центре крышки — трубка, по которой центрифугат самотёком поступает в ротор

Устройство человеческого глаза таково, что он не видит частицы размером менее 1 мкм. Поэтому вода с находящимися в ней микроскопическими или пылевидными частицами золота менее 1 мкм кажется для него абсолютно прозрачной.

Начиная с древних времен люди (вспомним путешествие Одиссея за золотым руном на Кавказ) замечали, что весной, когда начинается таяние ледников и с гор текут ручьи, при промывке овечьих шкур в этих ручьях шерсть покрывается тончайшими частицами золота. Как попадает золото в воду? Осенью в горах идут дожди, вода просачивается в золотоносные жилы. Зимой вода замерзает и, расширяясь, выдавливает на поверхность микроскопические частицы золота. Весной, когда начинают таять снег и лед, это золото стекает и попадает в ручьи. Зная этот факт, в более поздние времена люди пытались уловить частицы золота, используя мох, сухую траву, уголь и т. д. Однако эффективность этого метода оставляла желать лучшего.

Рудные отвалы, хвостохранилища золотоизвлекательных фабрик, зольношлаковые отвалы тепловых электростанций — это потенциальное сырье для добычи драгоценных и редкоземельных металлов. Вытекающая из этих техногенных отходов вода несет в себе то добро, что не получилось извлечь по технологиям прошлых веков.

furs2-678x598
Рабочий эскиз установки в разрезе: синим цветом показан водный центрифугат при полной загрузке и положение центрифугата при остановке ротора

Какое же оборудование нужно, чтобы эффективно и недорого добывать из воды эти мельчайшие частицы? Какой способ применить? Как всегда, помощь пришла из научных лабораторий.

В последнее время для нужд науки, медицины и промышленности понадобились наночастицы природных и синтетических алмазов определенных размеров. Перед разработчиками встала достаточно серьезная техническая задача по классификации этих частиц. Ведь создать сито для просеивания и разделения на фракции очень мелких и абразивных частиц практически невозможно. Тогда ученые и исследователи обратились к способу сепарации частиц, который называется «жидкостная седиментация». Что происходит с различными частицами металлов, когда они попадают в жидкость? Дело в том, что под действием искусственной гравитации во вращающихся жидких средах первыми на дно или стенку ротора осядут наиболее крупные частицы и частицы, имеющие высокую удельную плотность. Золото, платина, палладий и другие благородные и редкоземельные металлы, имеющие высокую удельную плотность, первыми осядут на стенку ротора или дно стакана, то есть идеально подходят под этот метод.

furs3-533x678
Общий вид установки

На одном из минских предприятий в рамках выполнения проекта по созданию центробежного оборудования для жидкостной седиментации природных и синтетических наноалмазов создано подобное оборудование. В общем виде установка работает так: во вращающийся вертикальный цилиндрический проточный ротор сверху самотеком подается жидкость (центрифугат). Попадая во вращающуюся жидкостную среду, частицы тяжелых металлов или окислов под действием центробежного поля (искусственной гравитации) устремляются на периферию и первыми оседают на вертикальную стенку ротора. Зная удельную плотность и минимальный размер нужных нам частиц, по формуле Стокса рассчитываем необходимое время для осаждения их на стенку ротора. Меняя переменные составляющие, а именно частоту вращения ротора (перегрузку) и объем подачи жидкости в ротор (центрифугат), можно добиться того, что на стенку ротора будут осаждаться частицы определенной плотности и размеров, а все остальное с потоком воды будет выводиться через нижние патрубки. По прошествии определенного времени (а это зависит от концентрации подаваемого в ротор центрифугата) установка останавливается, с ротора снимается концентрат металлов, и центрифуга снова включается в работу. В конструкции установки принципиально отсутствует соединительная муфта, подающая центрифугат в ротор, поэтому на установке можно длительное время центрифугировать любые абразивные, металлосодержащие и химически активные жидкости. Техническое обслуживание установки сводится к минимуму.

furs4-678x269
Питающая трубка и заглушка на крышке

Уже в данной модификации установка идеально подойдет для извлечения из промывочной воды при доводке на концентрационных столах, центробежных и спиральных концентраторах микроскопических, тонкодисперсных и пылевых частиц золота и других благородных и редкоземельных металлов. По оценкам специализированных предприятий, занимающихся золотодобычей, с промывочной водой при промывке концентрата теряется около 10 % золота. Коллектив специалистов, имеющих 30-летний опыт работы в проектировании, изготовлении и эксплуатации центробежного оборудования широкого спектра назначения, предусмотрел принципиальную возможность ее глубокой модернизации под конкретные и весьма специфичные области применения. Все детали центрифуги, соприкасающиеся с центрифугатом, выполнены из пищевой нержавеющей стали.

furs5-509x678
Аналоговый пульт управления

Используя технические возможности предлагаемого способа извлечения металлов, можно создать и отработать принципиально новую, не имеющую аналогов, коммерчески очень выгодную технологию по добыче золота и других редкоземельных и благородных металлов.

В случае заинтересованности читателей данной тематикой мы готовы к сотрудничеству и постараемся ответить на вопросы.

ООО «Белэлтика»

Республика Беларусь, 220090, г. Минск, Логойский тракт, 22а, пом. 31 (оф. 303)

Тел. +375 17 370 06 01, e-mail: info@beleltika.by

Поделиться статьёй

Понравилась статья? Подпишитесь на рассылку