Рециркуляция цианида

Как следует из сообщения Financial Times, в марте 2022 года стоимость цианида на мировых рынках увеличилась на 25–30 %. Столь резкий рост был вызван временным закрытием компанией Draslovka (один из крупнейших в мире производителей цианида натрия для золотодобывающей промышленности) производственных объектов в Европе в связи с увеличением расходов на электроэнергию.

Несмотря на относительную экономичность цианирования, закупки и поставки реагента составляют заметную часть расходов, и увеличение его стоимости может больно ударить по бюджету золотодобывающего предприятия.

Можно найти различные способы снизить затраты на цианид, один из них – рециркуляция.

Кроме того, цианид – это опасное химическое вещество, которое может нанести немалый ущерб в случае попадания в окружающую среду. С этим связано второе преимущество рециркуляции – улучшение экологических показателей производства.

С технологической и экономической точек зрения интерес для недропользователей может представлять ReCYN – решение компании GreenGold Technology.

ReCYN – процесс извлечения цианида и растворенных металлов из технологических потоков на золотоизвлекательной фабрике (ЗИФ) с использованием специального сорбента в виде гранулированной смолы.

По имеющимся расчетам, применение ReCYN позволяет сэкономить и вернуть в цикл выщелачивания до 50 % цианида с одновременным извлечением попутных металлов и обезвреживанием отработанного материала.

В рамках процесса хвосты цианирования по схеме CIL проходят через несколько стадий сорбционной обработки. Противотоком идет смола, что позволяет максимально увеличить загрузку сорбента и снизить содержание ценного компонента в хвостах. Насыщенная смола в периодическом или непрерывном режиме поступает на десорбцию.

Попутные металлы извлекаются осаждением в виде комплексов, например, хлоридных (для меди), цианид – испарением и промывкой при помощи NaOH с получением концентрированного раствора NaCN, который может подаваться напрямую на выщелачивание. Обезвреженные хвосты сбрасываются в хвостохранилище.

Основные преимущества такого решения – снижение расходов на цианид за счет рециркуляции и отказ от обезвреживания. Дополнительные плюсы могут быть связаны с отсутствием необходимости в сгущении хвостов, повышении концентрации цианида на выщелачивании, получении дополнительного источника дохода (извлечение и продажа попутных металлов).

В настоящий момент существует четыре разновидности процесса ReCYN: ReCYN I – со снижением потребления цианида; ReCYN II – с обезвреживанием и извлечением цианистых комплексов металлов; ReCYN III – с извлечением золота в качестве дополнительной стадии; ReCYN IV – с извлечением золота в качестве основной стадии.

Процесс отработан в лабораторных, полупромышленных и промышленных условиях, удовлетворяет требованиям и нормам по извлечению свободного цианида и обезвреживанию хвостов.

В 2015 году был запущен цикл ReCYN на проекте Mirah (Индонезия), который обеспечил возможность возвращать в оборот в среднем 1 т NaCN в сутки и отказаться от обезвреживания. Однако основное преимущество этого решения на объекте заключается в повышении концентрации цианида натрия на выщелачивании до 1 000 мг/л, что позволило существенно увеличить извлечение серебра (до 90 %). Извлечение золота при этом составляет в среднем 96 %.

Вторая разновидность процесса, ReCYN II, внедрена на предприятии по добыче золота и серебра Martabe (Индонезия). Стоимость проекта строительства установки, которая стала крупнейшей на тот момент, составила свыше 126 млн долларов при сроке окупаемости, согласно экономическим расчетам, всего в 12 месяцев.

Наконец, в конце 2022 года стало известно о планах властей Квинсленда (Австралия) построить на месторождении Mount Morgan фабрику по переработке хвостов на основе процесса ReCYN производительностью более 8 т золота и 5,6 тыс. т меди в год соответственно.

Еще одна интересная технология снижения расхода цианида – SART (сульфидирование, окисление, рециркуляция, сгущение). Ее назначение – извлечение цианистых комплексов металлов из хвостов выщелачивания и насыщенного раствора противоточной декантации в виде твердого сульфидного осадка и преобразование слабокислотного диссоциирующего цианида в свободный цианид нейтрализацией.

Сульфидирование производится путем добавки в хвосты ионов серы. На стадии окисления pH раствора снижается до уровня, при котором происходит разрушение комплексов цианида с металлами (далее – на примере меди), высвобождение цианида в виде газообразного HCN и преобразование Cu в халькоцит (Cu₂S). Далее следует рециркуляция цианида на выщелачивание золота и сгущение халькоцита (готов к продаже в виде попутного продукта).

К преимуществам процесса можно отнести снижение расхода цианида и уменьшение эксплуатационных затрат, повышение дохода предприятия за счет получения готового к продаже попутного продукта, возможность работы с рудами с высоким содержанием прочих металлов.

Основные сложности в проектировании и эксплуатации циклов SART и их ограниченное распространение в отрасли связаны в первую очередь с высокими капитальными и эксплуатационными расходами, сопутствующими внедрению дополнительных технологических стадий.

Возможность промышленного применения процесса SART по цианистым растворам выщелачивания полиметаллических руд подтверждается практическим опытом предприятий в различных странах мира: Yanacocha (Перу), Maricunga (Чили), Copler (Турция) и др.

Одним из последних проектов стало внедрение процесса SART на предприятии Parral (Мексика). Пусконаладка установки началась в конце января 2020 года, в настоящее время она работает в штатном режиме, обеспечивает производство сульфидного медесодержащего осадка и рециркуляцию цианида. Расход цианида на объекте снизился более чем на 20 %, соответствующие эксплуатационные расходы при этом покрываются за счет реализации медного продукта.

И самый свежий пример – в конце января 2023 года стало известно, что компания BQE Water получила заказ на проектирование, строительство и эксплуатацию цикла SART на одной из ЗИФ компании Shandong Gold Mining в провинции Шаньдун (Китай). Проект будет реализован в два этапа: первый охватит подготовительную фазу, поставку, строительство и ввод в эксплуатацию, второй – техническое сопровождение с начальным сроком в пять лет, которое будет оплачиваться в зависимости от полученных показателей.

В продолжение темы рециркуляции цианида: компания Corem занимается разработкой собственного процесса, который в целом схож с аналогами, однако предполагает более комплексную переработку. Он отличается тем, что рассчитан не только на извлечение свободного цианида и его комплексов, но также тиоцианатов.

         Вкратце, процесс Corem состоит из четырех стадий:

1. Пульпа после цианирования поступает на сепарацию с выделением жидкой и твердой фаз, жидкая фаза анализируется на содержание прекурсоров цианида.
2. Извлечение остаточного свободного цианида добавкой кислоты и испарением; извлечение металлов добавкой флокулянта.
3. Регенерация цианида из тиоцианата добавкой озона; регенерированный цианид испаряется, раствор анализируется и нейтрализуется.
4. Извлечение и обратная подача цианида в цикл выщелачивания золота.

Первые испытания процесса состоялись осенью 2021 года. Затем тесты были проведены на золотодобывающем предприятии LaRonde (Канада) компании Agnico Eagle. Следующая испытательная программа должна была стартовать весной нынешнего года, однако полученные на сегодняшний день результаты уже позволяют сделать определенные выводы об эффективности решения. Так, например, было показано, что с его использованием можно регенерировать и повторно использовать в выщелачивании до 78 % цианида.

Финансирование разработки в размере 2,1 млн долларов предоставило федеральное правительство Канады и еще 100 тыс. поступило от правительства провинции Квебек. В Corem считают, что процесс станет применимым в промышленном масштабе в течение ближайших пяти лет.

Производство цианида на месте добычи

Согласно оценке аналитической фирмы Mordor Intelligence, в 2021 году в мире было произведено свыше 1,1 тыс. т цианида натрия, при этом прогнозируемые среднегодовые темпы роста производства NaCN в период 2022–2027 годов должны превысить 6 %.

Основным фактором повышения объемов производства цианида натрия называется развитие большого количества проектов по добыче драгоценных металлов – отрасли, которая является основным потребителем этого реагента.

По разным данным, горнодобывающая промышленность потребляет более 75 % производимого в мире NaCN. На закупку, транспортировку и хранение цианида натрия затрачиваются значительные средства. При этом нельзя забывать, что существенная часть золотодобывающих предприятий располагаются в удаленной, труднодоступной местности, поэтому их материально-техническое снабжение представляет определенные сложности.

Одно из возможных решений таких проблем предлагает компания Synergen Met, которой в середине 2010-х годов была разработана система производства цианида натрия на месте добычи.

Принцип действия установки Synergen Met основан на смешивании азота, получаемого напрямую из воздуха, и метана из углеводородного газа, с использованием плазменной горелки (рабочей температурой 10 000°С) и последующим получением HCN гашением.

Далее HCN в газообразной форме смешивается с NaOH, на выходе получают NaCN, а остаточный водород и азот выбрасываются в атмосферу. Концентрация и дозировка раствора цианида натрия устанавливается в соответствии с требованиями фабрики, реагент перекачивается напрямую в чан для хранения. Система полностью замкнутая и не предполагает обращения с реагентом персонала предприятия.

В 2014–2015 годах установка прошла испытания длительностью 15 месяцев на руднике Henty в Тасмании (Австралия). Продуктом являлся раствор цианида натрия концентрацией 20–30 %. После завершения испытаний специалисты приступили к оптимизации конструкции установки и составлению более точной оценки расходов на производство NaCN.

Технология Synergen Met имеет патенты Австралии, США, Канады, стран Европы, Южной Америки, Африканской организации интеллектуальной собственности (OAPI) и Африканской региональной организации промышленной собственности (ARIPO). В 2014 году компания получила за нее главную премию в области разработки химических и технологических процессов от организации Institution of Chemical Engineers.

Установки Synergen Met модульные, мобильные, поэтому их легко транспортировать и масштабировать. По доступной информации, компания планировала вывести свои установки на уровень 450–750 т цианида натрия в год с возможностью повышения за счет внедрения дополнительных модулей.

Основные преимущества установки заключаются в снижении вероятности утечки цианида при транспортировке; смягчении экологических и социальных последствий; обеспечении безопасности работы рудников в труднодоступных регионах; предотвращении рисков для сотрудников во время работы с реагентом; уменьшении расходов предприятий, функционирующих в сложных условиях и труднодоступных районах; сокращении страховых издержек на хранение токсичных химических веществ. Главное ограничение, учитывая, какое количество энергии затрачивается на работу плазменной горелки, – стоимость электричества.

"ЗОЛОТОДОБЫЧА" № 3 (292), МАРТ 2023 ГОДА

© АО "Иргиредмет", 2024