В России сосредоточено огромное количество промышленных отвалов. И большая часть из них — это отходы цветной металлургии, причём лежат они в земле уже почти 100 лет. Это наследство досталось нам от советских пятилеток 30-х годов прошлого века. Только на Урале накоплено более 200 миллионов тонн хвостов обогащения медно-цинковой руды.
Сегодня основной способ извлечения металла из золотосодержащей руды — цианирование. Но даже финальный отход обогащения — хвосты — может в дальнейшем стать базой для техногенного месторождения.
Почему отходы называются «хвостами»?
Хвосты — это отходы обогащения полезных ископаемых. Для того, чтобы извлечь из каменной руды ценный минерал или металл, породу при помощи механических и химических процессов измельчают до фракций тонкого песка. Все остатки с минимальным содержанием полезного компонента, не пригодные для дальнейшей переработки, отправляются в отходы. Ленточный конвейер агрегата, который обрабатывает породу и формирует отвал, напоминает по форме хвост.
Раньше хвосты считались «пустыми», но теперь эксперты уверяют в обратном и что по всей территории России зарыты настоящие клады. По предварительным оценкам, только в уральских отходах содержится свыше 500 тысяч тонн меди и 700 тысяч тонн цинка. Вполне достаточно для того, чтобы превратить процесс разработки техногенных месторождений в выгодное с коммерческой точки зрения мероприятие. А сколько ещё таких залежей по всей стране?!
Ленточный конвейер используется на многих предприятиях для транспортирования по цеху и между производственными подразделениями сырья, промежуточной и готовой продукции различного вида
И тут переходим к самому главному: в отвалах в большом количестве находятся и драгоценные металлы. По оценкам экспертов, в них может лежать до пяти тысяч тонн чистого золота, а по нынешним ценам это чуть больше 442 миллиардов долларов. Над тем, как разработать хвосты, а заодно улучшить экологическую обстановку, трудится огромное число учёных в самых разных странах мира и, похоже, что российские нашли эффективный и экологичный способ извлечения золота и других ценных элементов из отходов металлургии.
Специалисты научно-образовательного центра (НОЦ) «Енисейская Сибирь» научились извлекать ценные металлы из отходов металлургической промышленности без попадания рудной пыли в атмосферу. «В настоящее время на территории нашей страны накоплено около 100 миллиардов тонн различных отходов. Из общей массы отходов более 90 процентов приходится на отвалы горных пород и перерабатывающих производств, связанных с недропользованием. Эти отвалы занимают большие площади, которые растут, выводя из оборота сотни гектаров полезных лесных и сельскохозяйственных земель. При сухом складировании и ветре возможно пылеобразование с содержанием кварца, что провоцирует заболевания лёгких», — цитирует РИА Новости доцента кафедры обогащения полезных ископаемых СФУ Наталью Алгебраистову.
Отвалы переработанной руды образуются из пород, с которыми уже проведены наиболее энерго- и финансовозатратные операции, подчеркнула специалист. Однако целевые компоненты из такого материала извлечь сложнее, поскольку они находятся в форме других химических соединений. Специалистами НОЦ «Енисейская Сибирь» была проведена оценка содержания золота в хвостах золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ). «Сейчас промышленное содержание золота в руде — 2–4 грамма на тонну, в зависимости от региона и формы золота. Отвальные продукты ЗИФ находятся в хвостохранилищах несколько десятков лет, в них содержание золота может доходить до 3–5 г/т», — рассказала Алгебраистова.
Доцент кафедры обогащения полезных ископаемых СФУ Наталья Алгебраистова
Специалисты НОЦ «Енисейская Сибирь» предложили способы извлечения драгоценного металла из хвостов ЗИФ на примере нескольких месторождений Красноярского края. «На одном из опытных месторождений отходы копились около 30 лет. Мы выяснили, в каких формах там содержится золото и как его лучше извлечь. Разработали технологию получения флотоконцентрата для последующей переработки. Часть золота находится в подвижной форме, его можно извлечь недорого и безопасно. Для извлечения основных запасов золота из этого материала потребуется переукладка хвостохранилищ, которая является важнейшим процессом в уже существующем промышленном цикле», — рассказал профессор кафедры обогащения полезных ископаемых СФУ Виктор Брагин. Специалист подчеркнул, что переукладка даёт возможность компактно разместить наработанные за четверть века отходы, рекультивировать их и избежать создания нового хвостохранилища, сохранив «первозданный» вид ландшафта и уменьшить техногенное давление на экологию севера Красноярского края.
Однако классические методы вскрытия первичной и вторичной руды и дальнейшей её переработки предполагают использование агрессивных химических веществ. Поэтому в ближайших планах специалистов внедрение разработанных микробиологических способов извлечения золота. «Цель нынешней работы — добиться более полного извлечения металлов из руды и получения концентрата с высоким содержанием в нём металлов. Чтобы селективно выделить из этого концентрата минералы золота и сурьмы, хотим использовать микробиологические приёмы. Помогают природные штаммы бактерий, отобранные из хвостохранилищ. Они адаптированы к сибирским условиям, и применение таких бактерий намного безопаснее для окружающей среды, чем использование химических реагентов», — рассказала Наталья Алгебраистова.
Биогидрометаллургия — это наука о получении металлов с помощью микроорганизмов
Отметим, что биогидрометаллургией занимались ещё в советское время. СССР был первой страной, где разрабатывались чановые бактериальные методы как самостоятельное направление в области обогащения и переработки полезных ископаемых. В результате в 1974 году учёные создали первую в мире опытную установку по биогидрометаллургической переработке упорных золотосодержащих концентратов.
Эксперты считают, что оскудение мировой минерально-сырьевой базы вынудит горно-металлургический комплекс перейти к использованию биотехнологий, которые уже хорошо зарекомендовали себя.
Егор Петров
