Проект кучного выщелачивания (КВ) включает рудоподготовку, штабель на противофильтрационном основании, систему орошения, пруды растворов и узел извлечения золота. Основа проекта — колонные испытания руды.
Руда дробится, при необходимости окомковывается, укладывается в штабель и орошается раствором. Продуктивный раствор собирается с основания и направляется на сорбцию.
Дробление до крупности по испытаниям, окомкование для глинистых руд.
Ярусная отсыпка, контроль высоты и уплотнения.
Капельное или дождевальное, режим по колонным тестам.
Дренаж основания, пруды продуктивных и оборотных растворов.
Сорбция на уголь, десорбция, электролиз, плавка.
Отработанный штабель и растворы.
Собственных проектов кучного выщелачивания у СТП нет. Мы выполняем смежные работы: сравнение вариантов переработки, рудоподготовку, водный баланс, оборотное водоснабжение и инфраструктуру площадки, а также проверку технологических решений.
| Работа | Применимость к КВ | Основа компетенции |
|---|---|---|
| Сравнение КВ и фабричной переработки | Выбор технологии | Технологические расчёты ОФ и ЗИФ |
| Рудоподготовка: дробление, грохочение, конвейеры | Узел подготовки руды перед штабелем | РД дробильно-конвейерных комплексов |
| Водный баланс и оборотная вода | Пруды растворов, аварийные ёмкости | РД водооборота со сгущением отвальных продуктов |
| Инфраструктура | Энергетика, склады, дороги | Инфраструктурный комплекс гидрометаллургического комбината |
Проектирование самого штабеля и противофильтрационного экрана, если задача требует, выполняется с привлечением профильных специалистов; мы честно обозначаем эту границу.
Если по итогам сравнения выгоднее фабричная переработка, мы продолжаем работу уже как проектировщики фабрики. Так заказчик получает независимую оценку без заинтересованности в конкретной технологии.
Основание штабеля и пруды проектируются с противофильтрационным экраном и системой контроля утечек — это ключевое требование экологической и промышленной безопасности.
Минимальный набор — вещественный состав, бутылочные тесты и колонные испытания. Без них нельзя обосновать крупность, режим орошения и извлечение.
| Испытание | Что определяет |
|---|---|
| Вещественный состав | Формы золота, примеси, глинистость |
| Бутылочные тесты | Извлекаемость, расход реагентов |
| Колонные испытания | Кинетика, проницаемость, режим орошения |
| Перколяционные тесты | Устойчивость штабеля, необходимость окомкования |
| Опытная куча | Подтверждение параметров для крупных проектов |
В большинстве золотоносных районов России КВ работает сезонно или с подогревом растворов. Это меняет объём прудов, теплоизоляцию сетей и годовую производительность.
В проекте мы считаем водный баланс по сезонам, объём накопления растворов на зиму и тепловые потери сетей.
Объекты КВ с цианидными растворами, как правило, являются опасными производственными объектами, а их ПД проходит экспертизу.
| Документ | Что регулирует |
|---|---|
| Градостроительный кодекс РФ, ст. 48.1, 49 | Особо опасные и технически сложные объекты, обязательность госэкспертизы |
| ПП РФ от 16.02.2008 № 87 | Состав разделов ПД и требования к их содержанию |
| ФЗ-116 «О промышленной безопасности ОПО» | Требования к ОПО, ЭПБ при техперевооружении |
| ФНП в области промышленной безопасности | Правила для горнорудных и обогатительных производств, хвостохранилищ |
| ГОСТ Р 21.101, СПДС | Оформление проектной и рабочей документации |
| Услуга | Сроки | Стоимость |
|---|---|---|
| Технико-технологический аудит ОФ | от 12 дней | от 1 500 000 ₽ |
| Аудит проектной документации | от 10 дней | от 1 200 000 ₽ |
| ТЭО / концепция | от 30 дней | индивидуально |
| Проектная документация (ПД) | от 45 дней | индивидуально |
| Рабочая документация (РД) | от 60 дней | индивидуально |
| Реконструкция / модернизация | по объёму | индивидуально |
Значения ориентировочные и не являются офертой. Основные факторы: т/год, число переделов, состав разделов ПД, вид экспертизы.
Крупность руды, высота ярусов и штабеля, интенсивность и режим орошения, время выщелачивания, концентрация реагентов, проницаемость руды и несущая способность основания. Почти все они задаются результатами испытаний.
| Параметр | Откуда берётся | На что влияет |
|---|---|---|
| Крупность руды | Колонные испытания при разной крупности | Схема дробления, извлечение |
| Необходимость окомкования | Испытания на проницаемость | Узел окомкования, расход связующего |
| Высота ярусов | Испытания на уплотнение и проницаемость | Площадь штабеля, устойчивость |
| Интенсивность орошения | Колонные испытания | Насосы, трубопроводы, пруды |
| Время выщелачивания | Кинетика извлечения в колоннах | Оборот площади, производительность |
| Расход реагентов | Испытания | Реагентное хозяйство, затраты |
Перенос результатов колонных испытаний на промышленный штабель требует поправок: в промышленных условиях распределение растворов менее равномерно, поэтому проект закладывает консервативные значения.
Для каждого параметра в проекте указывают источник: номер испытания или принятое допущение. Это упрощает проверку экспертизой и позволяет быстро пересчитать проект, если дополнительные испытания дадут другие значения. Результаты испытаний оформляют в технологическом регламенте, который становится исходным документом для ПД.
Раствор подаётся на штабель системой орошения, просачивается через руду, собирается дренажом на экране и поступает в пруд продуктивных растворов. Оттуда — на сорбцию, затем обеднённый раствор доукрепляют реагентом и возвращают на орошение.
Капельное или дождевальное; капельное снижает испарение и подходит для холодного климата.
Сбор растворов по экрану в коллекторы.
Накопление и усреднение.
Извлечение золота на активированный уголь в колоннах.
Корректировка концентрации реагента и pH, подача на орошение.
Схема замкнутая: сброс растворов в окружающую среду не допускается. Избыток воды от осадков накапливается в аварийных ёмкостях и обезвреживается перед выпуском.
Насосные станции, трубопроводы растворов и пруды проектируют с резервом на аварийные режимы.
Узел рудоподготовки рассчитывают по производительности укладки и требуемой крупности, установленной испытаниями. Обычно это двух- или трёхстадийное дробление с грохочением, конвейерная укладка или автотранспорт на штабель и при необходимости окомкование.
Этот узел ближе всего к собственному опыту СТП: рабочая документация дробильно-конвейерных комплексов, перегрузочных узлов и систем транспортировки руды. Принципы расчёта дробления, грохочения и конвейерного транспорта общие для фабрик и площадок КВ.
Водный баланс учитывает орошение, испарение, удержание влаги рудой, осадки на штабель и пруды, снеготаяние и расчётные паводки. Ёмкость прудов и аварийных резервуаров определяют по экстремальному сценарию, а не по средним данным.
| Приход | Расход |
|---|---|
| Подпитка свежей водой | Испарение с поверхности штабеля и прудов |
| Атмосферные осадки на штабель и пруды | Удержание влаги рудой при насыщении |
| Снеготаяние | Технологические потери |
| Возврат растворов из штабеля | Выпуск очищенного избытка (при наличии) |
Для большинства золотоносных районов России с выраженным снеготаянием баланс положительный: воды больше, чем нужно. Её нужно аккумулировать и обезвреживать. Методика расчёта общая с водооборотом обогатительных фабрик; у СТП есть опыт РД водооборота со сгущением отвальных продуктов.
Обычно — сорбцией на активированный уголь в колоннах, затем десорбцией, электролизом и плавкой. Эти переделы аналогичны золотоизвлекательному участку ЗИФ и проектируются по тем же принципам.
Требования к учёту и охране драгоценного металла здесь такие же, как на ЗИФ; подробнее о составе переделов ЗИФ — на странице о проектировании обогатительных фабрик.
Проект закрытия включает промывку штабеля, обезвреживание остаточных растворов, вывод из работы прудов, рекультивацию и мониторинг подземных вод. Его закладывают в ПД, а затраты — в экономику проекта.
Подача воды или растворов до снижения концентраций в стоках.
Обработка остаточных растворов.
Осушение, демонтаж или консервация.
Выполаживание откосов, покрытие, озеленение.
Наблюдательные скважины на период после закрытия.
В CIL руда тонко измельчается и выщелачивается в перемешиваемых чанах за часы или десятки часов, в КВ дроблёная руда выщелачивается в штабеле неделями и месяцами. Отсюда разница в извлечении, затратах и чувствительности к климату.
| Параметр | Кучное выщелачивание | CIL/CIP на ЗИФ |
|---|---|---|
| Подготовка руды | Дробление, иногда окомкование | Дробление и тонкое измельчение |
| Контакт раствора с рудой | Фильтрация через слой | Перемешивание пульпы в чанах |
| Время процесса | Недели и месяцы | Часы и десятки часов |
| Контроль процесса | Ограниченный | Высокий |
| Чувствительность к климату | Высокая | Низкая (в здании) |
| Основные сооружения | Штабель, экран, пруды | Главный корпус, хвостохранилище |
Выбор технологии для ЗИФ и роль КВ среди других вариантов разобраны во второй статье серии о ЗИФ в блоге — о выборе между CIL, флотацией и автоклавом.
Результаты испытаний (бутылочных, колонных, на окомкование), геология и запасы, климатические данные за многолетний период, инженерно-геологические условия площадки штабеля и прудов, источники воды и энергии.
По этим данным мы оцениваем, достаточно ли их для ТЭО, и формируем перечень недостающих исследований.
При проверке проекта кучного выщелачивания в первую очередь смотрят на связь проектных параметров с испытаниями и на водный баланс.
Для отвалов и хвостов прежней переработки сначала выполняют опробование по объёму, минералогию и испытания, а затем оценивают подготовку сырья: перемещение, окомкование, укладку. Техногенное сырьё часто неоднородно и мелкодисперсно.
Хвосты прежней переработки обычно измельчены до крупности, при которой проницаемость слоя низкая, и без окомкования раствор через штабель не проходит. Отвалы, наоборот, могут быть крупными и неоднородными по содержанию. В обоих случаях архивные данные о переработке полезны, но не заменяют собственного опробования.
Проверку техногенного золота при смене владельца хвостов мы разбирали отдельно в статье блога.
Основные вопросы — надёжность противофильтрационного экрана, обоснование водного баланса и аварийных ёмкостей, обращение с цианидсодержащими растворами, мониторинг подземных вод и план закрытия.
Эти же вопросы мы рекомендуем проработать до подачи документации, чтобы не тратить месяцы на ответы на замечания.
Опробование и испытания → технико-экономическое сравнение вариантов → ТЭО → изыскания → ПД и экспертизы → РД → строительство основания, прудов и рудоподготовки → отсыпка и запуск орошения.
Бутылочные, колонные, на окомкование; программа — до начала проектирования.
КВ, фабричная переработка, комбинированная схема.
Обоснование выбранной схемы, оценка затрат, включая закрытие.
Площадки штабеля, прудов, рудоподготовки.
Разделы по ПП РФ № 87, экологическая экспертиза по составу объекта.
Основание и экран, пруды, рудоподготовка, сорбция.
Отсыпка первого яруса, орошение, выход на режим.
Ориентировочный срок ТЭО — от 30 дней при наличии испытаний; сроки ПД и РД определяются объёмом площадки.
КВ, как правило, не подходит для упорных сульфидных руд с тонкодисперсным золотом, для руд с высоким содержанием глин без возможности окомкования и при отсутствии площадки с подходящим рельефом и основанием.
В этих случаях рассматривают фабричную переработку: флотацию, гравитацию, CIL или окисление концентрата.
Окончательный вывод делают только по результатам испытаний конкретной руды.
Энергоснабжение для дробления, насосов и сорбции; водоснабжение для подпитки; склады реагентов; лаборатория; дороги для доставки руды и реагентов; бытовой комплекс. В удалённых районах — склады на межнавигационный запас.
| Объект | Требования |
|---|---|
| Энергоснабжение | Нагрузки дробления, насосов орошения, сорбции; резерв для насосов растворов |
| Склады реагентов | Требования к хранению цианида, извести, цемента |
| Лаборатория | Анализ растворов, руды, контроль окружающей среды |
| Дороги и площадки | Транспорт руды к штабелю, доступ к прудам |
| Бытовой комплекс | Для персонала площадки |
Насосы растворов, обслуживающие замкнутую схему, должны иметь резервное питание: остановка циркуляции в мороз ведёт к замерзанию трубопроводов, а при ливне — к переполнению прудов.
Резервирование питания насосов закладывается в проект с первого этапа.
Зависит от объёма испытаний и состава объектов. ПД — ориентировочно от 45 дней после получения результатов испытаний.
Для глинистых руд и руд с большим количеством мелочи — обычно да. Это показывают перколяционные тесты.
При КВ раствор фильтруется через штабель дроблёной руды, при чановом — пульпа перемешивается в чанах после измельчения.
Площадка рудоподготовки, штабель, пруды, узел сорбции и десорбции, склад реагентов, сети и обезвреживание.
Испытания выполняют специализированные лаборатории; мы формируем программу и используем результаты в проекте.
Нет. Мы честно указываем это и выполняем смежные работы: сравнение вариантов, рудоподготовку, водный баланс, инфраструктуру.
Чаще капельное, с заглублением линий под поверхность штабеля: оно уменьшает охлаждение и испарение растворов.
Колонны моделируют фильтрацию раствора через слой руды заданной крупности; бутылочные тесты показывают только потенциальную растворимость золота.
Как правило, да, если объект относится к объектам размещения отходов или к другим категориям, требующим ГЭЭ; состав экспертиз определяют на старте.
Иногда, но мелкие хвосты обычно требуют окомкования; решение — по испытаниям.
Сравнить с фабричной переработкой на одинаковых исходных данных, включая затраты на закрытие штабеля.
Пришлите данные по руде и результаты тестов, если есть, — предложим программу испытаний и состав проекта.