Изыскания хабаровских ученых, или Золото не должно быть дороже золота

Горнодобывающая промышленность сегодня — одна из наиболее инвестиционно привлекательных отраслей экономики. А в Хабаровском крае самые большие залежи золота в стране. Есть и рудное, и россыпное. Однако проблема в том, что далеко не всегда его удается извлечь полностью — золото упорствует. Взять его у природы — такая задача стоит перед учеными, которые работают в Институте горного дела ДВО РАН.

Об изысканиях хабаровских ученых рассказал ведущий научный сотрудник института, руководитель Центра коллективного пользования «Центр минерального сырья», кандидат технических наук Константин Прохоров.

— Константин Валерьевич, я встречала легенду североамериканских индейцев о золотом человеке, который лежит в земле. Они считают, что голова и руки этого человека — в земле Америки, а вот туловище и ноги — на нашем материке. Насколько Дальний Восток, в том числе Хабаровский край, оправдывает эту легенду?

— Россия заняла пятое место в рейтинге стран по объему запасов золота. Так, в РФ по состоянию на декабрь 2024 года насчитывается 2,34 тысячи тонн данного драгоценного металла (данные РБК). Самые большие запасы золота — у США (8,13 тысячи тонн). Далее в рейтинге идет Германия (3,35 тысячи тонн), Италия (2,45 тысячи тонн) и Франция (2,44 тысячи тонн). Так что, наверное, легенда имеет место быть.

В 2024 году открыто 229 месторождений золота, прирост запасов с учетом доразведки уже известных участков недр составил 804,6 тонны. Крупнейшее — месторождение Древний в Магаданской области с запасами почти 104 тонны. А по запасам, конечно же, Дальний Восток — лидер, ведь у нас сосредоточено 46 процентов запасов золота России, а добывается — 54 процента.

— В каком виде залежи этого драгоценного металла встречаются на нашей территории?

— В основном принято разделять месторождения на коренные (рудные) и россыпные. Но я бы выделил для каждого из них те месторождения, в которых золото содержится в особой сложно извлекаемой форме — это упорное золото. Это золото микронных и даже нановключений в породе, которое обычным способом извлечь не получается. И есть даже дважды упорное.

— И в чем заключается его упорность?

— Упорность его заключается в размерах. Как в физике поведение макрообъектов отличается от поведения микро— и нанообъектов, так и тонкие и микронные частицы золота не ведут себя, как частицы «нормальной» крупности. Взять даже только операцию по высвобождению частицы микронного размера. Чтобы это сделать, нужно переизмельчить руду до состояния шламов, и получится глинистая масса, которую будет сложно подвергнуть обогащению.

— Где в Хабаровском крае сталкиваются с таким упорным золотом?

— Самое популярное место сейчас — Малмыж. Это комплексное медно-порфировое месторождение. Однако с научной точки зрения ценность там представляет не только медь, но и золото. Оно сложное в обогащении, поэтому на него обращают меньше внимания. Однако минералоги нашего института активно изучают особенности и морфологию именно золота в этих рудах. Присутствие золота в форме тонкодисперсных частиц и наличие органического углерода с сорбционно-активными свойствами позволяют охарактеризовать данную руду как упорную.

Другим примером является железомарганцевое месторождение Поперечное Южно-Хинганского рудного узла. Рассеянная благороднометалльная минерализация, представленная золотом и платиной. Золото там представлено различных размеров, форм выделения и состава, присутствует как гравитационное, так и невидимое.

Руда месторождения Делькен также является упорной по золоту. Одной из причин упорности является форма нахождения ценного компонента: в кварц-полевошпатовых метасоматитах все золото присутствует в тесном срастании с кварцем и 10 процентов представляют собой субмикронные частицы. Проба углеродистых метасоматитов характеризуется присутствием золота только в форме субмикронных рассеянных частиц, присутствующих во всех рудообразующих минералах.

— Как велики запасы упорного золота в Хабаровском крае?

— Сложно сказать. Даже на приведенных выше примерах лицензию получают на основные компоненты, часто просто игнорируя попутные, а тем более если они находятся в рассеянной упорной форме. Поэтому, наверное, в наших работах мы не только разрабатываем технологии извлечения упорного золота, мы также даем возможность раскрыть потенциал таких руд, как источников попутных (среди них благородных) металлов, что откроет новые горизонты для улучшения экономической эффективности переработки комплексных руд и попутного извлечения этих металлов.

Балансовые запасы коренных золоторудных месторождений в России включают в себя около 9,8 тысячи тонн золота — таковы данные «Иргиредмета». При этом, по оценкам Союза золотопромышленников, количество упорных руд в этих запасах приближается к 3000 тонн, то есть на данный вид сырья приходится примерно треть. Я думаю, по Хабаровскому краю отношение в этих же пределах.

— Знаю, что вы еще несколько лет назад занимались проблемой извлечения упорного золота. Расскажите о результатах своих исследований.

— Да, мы в лаборатории и сейчас занимаемся упорными рудами. Разрабатываем методы доизвлечения золота из хвостов обогащения. Т.е. в руде месторождения все золото, которое можно было забрать, забрали. Но осталось невидимое упорное золото. Вот на него мы свои силы и направляем, совершенствуя флотационные и гидрометаллургические методы извлечения.

Во флотации, например, тоже есть ограничения крупности материала, чтобы процесс шел эффективно и стабильно. Но если модифицировать условия флотации, то эту крупность можно уменьшить. Это даст возможность дораскрыть тончайшее золото или минералы-носители и извлечь их.

Одним из способов модификации флотации является электрофлотация или комбинированная пневмо- и электрофлотация. Это комплексный подход, влияющий как на размер пузырьков газа, так и на процессы на разделе твердое-газ-жидкость, интенсифицируя извлечение. В наших исследованиях за счет применения электрофлотации, например, на материале месторождения Киранкан Хабаровского края мы получили прирост извлечения золота на 25 процентов.

Когда мы имеем дело с золотом наноформы, т.е. практически «растворенным» в руде, мы применяем методы гидрометаллургии. Разрабатываем реагентные комплексы и режимы обработки, чтобы заменить привычное цианидное выщелачивание. Применяя растворы на основе хлорсодержащих соединений, которые легче регенерируются и наносят меньший вред окружающей среде, а ко всему еще и позволяют достичь большего извлечения золота в процессе выщелачивания.

Например, на хвостах гравитации различных типов руд железомарганцевого месторождения Поперечное получен прирост извлечения от 30 до 80 процентов в схеме с применением активного хлоридного раствора в сравнении с цианидным выщелачиванием. Особенно хочется отметить прирост извлечения золота из углистых сланцев на 46 процентов. Ведь золото в углистом веществе — это уже дважды упорное золото.

— Ваши разработки уже применяются в горнодобывающей отрасли?

— Я знаю о единственном случае применения. Это рудник Апрелково в Забайкальском крае. В руде было настолько упорное золото, что оно даже не определялось полностью стандартными методами, но применение разработанной технологии выщелачивания сотрудниками института позволило не только определить, но и извлечь часть этого золота.

Наша промышленность, как и любая большая машина, обладает большой инерцией, и сложно внедрить новые технологии быстро. Поэтому мы при любом случае пытаемся показать перспективность наших разработок реальным недропользователям, но до внедрения пройдет немало времени.

— А вот еще термин — техногенное золото. Что это такое?

— Сегодня все больше техногенным золотом называют золото, высвободившееся, например, путем окисления пирита в забалансовых рудах, находящихся в отвалах. Со временем пирит окисляется, и тонкое золото становится доступным даже для обогащения гравитационными методами. Есть даже пример такого процесса. В Амурской области окисленные отвалы перемывали и трижды получали извлечение золота, сопоставимое с извлечением из основной россыпи.

— В Институте горного дела ДВО РАН изучают проблему извлечения техногенного золота?

— Если говорить о техногенном золоте как о золоте из окисленных руд, то да, мы ведем работы по выщелачиванию окисленных руд Малмыжского месторождения. При этом мы добились роста извлечения с помощью наших активных растворов на 15-20 процентов в сравнении с цианидным способом.

Малмыжское месторождение находится на начальной стадии разработки, поэтому пока о переработке окисленных руд, представляющих второстепенный интерес для предприятия, вопрос не стоит. Но мы рассчитываем на продолжение сотрудничества с руководством предприятия и доведения наших разработок до внедрения.

А вообще, упорное золото Хабаровского края — это золото в сульфидах. Поэтому первой стадией обогащения является флотация. На АГМК перерабатывают как раз флотоконцентрат, привозимый с Албазино. На заводе же ключевой стадией технологии является ультратонкое измельчение 80% менее 5 мкм. Именно этот процесс позволяет увеличить удельную поверхность частиц сульфида, что улучшает протекание химических реакций и приводит к деформации кристаллической решётки. Благодаря этому и возрастает глубина выщелачивания.

Окислительное выщелачивание может происходить в широком диапазоне pH: от менее 1 до 9, в зависимости от минерального состава исходного сырья. Если основным упорным золотосодержащим минералом в концентрате является пирит и арсенопирит, то применяется щелочное окислительное выщелачивание.

При окислении обеспечивается образование гетита в качестве основного продукта реакции железа. Щелочная среда повышает скорость выщелачивания пирита за счёт постоянной нейтрализации кислоты, образующейся при окислении пирита.

Дважды упорное золото — это золото, находящееся в углистом материале, чтобы его извлечь, необходимы большие температуры и больше окислителей, чтобы окислить весь углерод, и он не сорбировал на себя золото после выщелачивания. Как раз такой реактор и поставили АГМК и теперь могут проводить эти процессы.

Если говорить об объемах, по данным Иргиредмета, на АГМК перерабатывается 525 тысяч тонн концентрата. А на Албазино переработка флотацией составляет 1,8 млн тонн в год.

— Насколько это экономически оправдано?

— Поскольку главное правило: золото не должно быть дороже золота, это оправдано. Особенно с постоянно растущими ценами на этот металл.