Руководство по переработке золота: От руды до конечного продукта

Понимание золота

Золото, самый ценный и привлекательный драгоценный металл мира, символизирует богатство и стабильность с древних времен. В современных горнодобывающих и финансовых системах золото служит не только якорем для денежных систем, но и критическим сырьем для промышленного производства, обработки ювелирных изделий и высокотехнологичных отраслей. Его стабильность, высокая пластичность и устойчивость к коррозии делают золото vitalным средством защиты для долгосрочных доходов и снижения рисков в горнодобывающих инвестициях.

Естественные формы золота: Первичное и вторичное золото

Месторождения золота классифицируются на три основных типа, каждый с отличными геологическими условиями, сортами и процессами обогащения.

Первичное золото

Образованное прямым осаждением и консолидацией внутри пород или жил во время геологической минерализации, обычно найденное в плютонических породах, гидротермальных жилах или метаморфических телах.

【Месторождение золота в жилах】

• Минералогия: Золото часто сосуществует с кварцевыми жилами, пиритом, халькопиритом и сфалеритом, в виде тонких жил или рассеянных зерен.
• Типичные регионы: Жилы Витватерсранда (ЮАР), Золотой рудник Калгури (Австралия).
• Процесс: Первичное дробление → Вторичное дробление → Шаровая мельница → Гравитационное разделение → Флотация → CIP или CIL адсорбция на угле

【Месторождение золота в жилах】

• Минералогия: Золото, заключенное в твердой породе, часто ассоциированное с сульфидными минералами.
• Процесс: Дробление → Шаровая мельница → Классификация → Флотация → Цианидное выщелачивание.

【Рассеянное месторождение золота】

• Минералогия: Мелкодисперсное золото внутри кристаллических решеток породы, трудно идентифицируемое визуально. Типичные регионы: Типичные регионы.
• Процесс: Крайне мелкий размер частиц, высокая сложность переработки; требует сверхтонкого измельчения в сочетании с процессами флотации-цианирования.

Вторичное золото

Месторождения, образованные выветриванием, эрозией и транспортировкой первичных месторождений.

【Россыпное месторождение золота】

• Характеристики: Частицы золота выглядят как песчинки или мелкие чешуйки, легко идентифицируемые визуально.
• Типичные регионы: Русла рек (Гана), аллювиальный пояс Сибири (Россия), регион Юкон (Канада).
• Процесс: Джит, встряхивающий стол, спиральный концентратор гравитационного разделения.

【Аллювиальное месторождение золота】

• Минералогия: Происходит из осадков древних русел рек или аллювиальных вееров, с равномерными частицами.
• Процесс: Лоток или центрифужный концентратор.

【Латеритное месторождение золота】

Найдено в тропических/субтропических регионах; мелкие рудные тела, подходящие для открытой добычи.

Характеристики: Низкий сорт, но низкие затраты на добычу, идеально для начальных проектов с ограниченным капиталом.

Глобальное распределение месторождений золота

По состоянию на 2024 год, глобальное годовое производство золота на шахтах составляет около 3600 тонн, с извлекаемыми запасами, оцениваемыми примерно в 59 000 тонн. Ресурсы золота широко распределены и сосредоточены в странах, таких как Австралия, Россия, Китай, Канада и Соединенные Штаты. Тем временем Африка, с ее богатым минеральным потенциалом и благоприятными инвестиционными политиками, стала emerging хабом для глобальных горнодобывающих инвестиций.

Рабочий процесс строительства завода по переработке золота

Строительство завода — это сложный, многодисциплинарный проект, требующий значительного капитала и длительных циклов выполнения. Он должен следовать строгому научному планированию для обеспечения технической осуществимости, экономической жизнеспособности и соблюдения ESG.

1. Разведка

Цель: Определить распределение рудного тела, сорт и запасы для научного принятия решений.

Ключевые мероприятия:

• Настольные исследования: Анализ геологических данных, карт и литературы для выявления целей.
• Полевые съемки и отбор проб: Проведение детальных геологических обследований.
• Геофизические/геохимические обследования: Использование воздушной магнитометрии/GPR для обнаружения месторождений.
• Бурение: Получение керновых проб для тестирования и оценки ресурсов.
• Оценка ресурсов: Создание 2D/3D моделей для оценки размера, сорта и жизнеспособности.

Результат: Отчет о минеральных ресурсах/запасах.

2. Планирование и проектирование

Цель: Разработка эффективных, экономичных и безопасных производственных линий.

Ключевые мероприятия:

• Исследования целесообразности: Оценка экономической и технической жизнеспособности.
• Разрешения и финансирование: Получение экологических разрешений и финансирования.
• Проектирование шахты: Планирование инфраструктуры, путей доступа, методов добычи (открытый/подземный), Проектирование добычи, Проектирование обогащения и Проектирование хвостохранилища.
• Подготовка площадки: Строительство дорог доступа, объектов и расчистка перекрывающего слоя.

Результат: Отчет об исследовании целесообразности, Проект шахты

3. Строительство

Цель: Обеспечение строительства высокого стандарта для быстрого ввода в эксплуатацию.

Ключевые мероприятия:

• Закупки: Глобальные поставки дробилок, шаровых мельниц, флотационных камер, сгустителей, фильтров, насосов, клапанов, систем автоматизации.
• Гражданские работы: Выравнивание площадки, дороги, фундаменты завода, монтаж конструкций, начальная дамба для хвостохранилища (TSF).
• Установка и ввод в эксплуатацию оборудования:
  • Установка и выравнивание оборудования для дробления, измельчения, разделения, сгущения и фильтрации в соответствии с технологическим потоком.
  • Установка трубопроводов, электрики и систем автоматизации.
  • Тестирование отдельного оборудования: Проверка работы отдельных единиц.
  • Нагрузочное тестирование: Запуск с рудой/водой, постепенное увеличение до проектной мощности и показателей.

Результат: Введенный в эксплуатацию завод с подачей.

4. Эксплуатация и обслуживание

Цель: Безопасная, стабильная, эффективная, низкозатратная эксплуатация.

Ключевые мероприятия:

• Добыча руды и транспортировка:
  • Бурение и взрыв: Фрагментация породы для экскавации.
  • Погрузка и транспортировка: Транспортировка руды на завод с помощью экскаваторов/грузовиков.
• Производство: Проведение дробления, измельчения, разделения, сгущения, фильтрации по проекту. Контроль ключевых параметров (размер измельчения, дозировка реагентов, время флотации, плотность сгустителя).
• Обслуживание: Регулярные инспекции, обслуживание и замена частей для минимизации простоев.
• Контроль качества: Тестирование подачи, промежуточных продуктов и концентрата; корректировка процессов для соответствия спецификациям. Управление безопасностью: Внедрение протоколов, обучения, СИЗ и систем реагирования на чрезвычайные ситуации.

Результат: Достигнутые цели производства.

5. Продажи и логистика

Цель: Быстрая, безопасная, низкозатратная реализация ценности.

Ключевые мероприятия:

• Анализ качества: Совместный отбор проб/подготовка/анализ для определения конечного сорта для расчетов.
• Соглашения о продажах: Долгосрочные контракты на основе рыночных цен.
• Транспортировка концентрата: Отправка по грузовику/железной дороге/морю с защитными мерами для сохранения качества.

Результат: Реализация доходов.

6. Управление хвостами и ESG

Цель: Интеграция безопасности, экологической ответственности и социального соответствия.

Ключевые мероприятия:

• Разрядка хвостов: Хвосты, образующиеся во время производства, транспортируются по трубопроводам или иным средствам в Хвостохранилище (TSF) для хранения.
• Управление TSF: Непрерывный мониторинг стабильности дамбы, просачивания и качества воды; одновременная реализация необходимых мер экологической защиты, таких как установка непроницаемых покрытий и строительство объектов очистки сточных вод для предотвращения загрязнения.
• Комплексное использование хвостов: Переработка или комплексное использование хвостов для извлечения ценных элементов или использования в качестве строительных материалов, для засыпки выработанных зон и т.д., тем самым снижая накопление хвостов, минимизируя экологическое воздействие и максимизируя использование ресурсов.
• Экологическая реабилитация: При достижении проектной мощности закрыть и экологически реабилитировать TSF путем восстановления растительности и рекультивации ландшафта.

Общие процессы обогащения золота

Выбор процесса зависит от типа руды, размера освобождения, минералогии и экономики. Основные пути включают Гравитационное разделение, Флотацию, Цианирование и Комбинированные процессы.

Гравитационное разделение

Применяемость: Идеально для россыпных месторождений и твердых пород с грубым освобожденным золотом. Требует грубых частиц, значительных различий в плотности и низкого содержания глины (например, аллювиальные, ледниковые месторождения).

Принцип: Использует высокую плотность золота (~19,3 г/см³) по сравнению с пустой породой. Разделение происходит за счет динамики жидкости/центробежной силы в гравитационных концентраторах.

Типичный поток:

1. Первичное дробление и грохочение (удаление пустой породы)
2. Гравитационная концентрация (Спиральный желоб / Джит / Встряхивающий стол)
3. Улучшение и сгущение концентрата → Высокосортный концентрат золота.
4. Хвосты: Рециркуляция или отправка на флотацию/цианирование.

Преимущества: Низкая стоимость, простота, без химикатов, прямая извлечение: 85%-90%.

Недостатки: Плохая извлечение мелкого золота; ограниченная эффективность для глинистого или инкапсулированного золота.

Флотация

Применяемость: Основной метод для среднего/мелкого золота и золота, ассоциированного с сульфидами (пирит, халькопирит, сфалерит). Используется в ~20% глобальных проектов по золоту для жил или сложных руд.

Принцип: Использует различия в гидрофобности поверхности. Реагенты (коллекторы/пенообразователи) делают золото/сульфиды гидрофобными, прикрепляя их к воздушным пузырькам для извлечения в пену.

Типичный поток:

1. Дробление и измельчение (до -200 меш, 60%-80% проход).
2. Черновая очистка: Добавить коллекторы/пенообразователи; производство общего концентрата.
3. Очистка: Улучшение сорта концентрата.
4. Дополнительная очистка: Извлечение остаточного золота из хвостов. 5. Концентрат: Прямая плавка или цианирование.

Преимущества: Эффективно для мелкого/инкапсулированного золота.

Недостатки: Сложно; требует химикатов; более высокие эксплуатационные затраты и экологический контроль.

Цианирование

Применяемость: Доминирующий глобальный процесс извлечения золота (>90% золота). Подходит для большинства руд, включая низкосортные оксиды, мелкое золото и флотационные концентраты.

Принцип: Золото растворяется в щелочной цианидной растворе, образуя комплекс [Au(CN)2]-. Извлекается путем адсорбции на угле (CIP/CIL) или осаждения цинком.

Типичный поток:

1. Дробление и измельчение (до -200 меш, 80%-90% проход).
2. Цианидное выщелачивание (CIL/CIP): Золото растворяется в растворе.
3. Адсорбция/десорбция: Активированный уголь адсорбирует комплекс золота; десорбируется и электропреобразуется в золотую грязь.
4. Плавка → Высококачественное золото.

Преимущества: Зрелая технология; высокая извлечение (90%-97%); широкая применимость.

Недостатки: Токсичный цианид (строгий экологический контроль); требует предварительной обработки для углеродистых/мышьяковистых руд (обжиг/POX).

Кучное выщелачивание (Кучное выщелачивание с цианидом)

Применяемость: Низкосортные оксидные руды (типично 0,5-1,5 г/т) с свободным помолом золота. Требует хорошей проницаемости (низкая глина). Цели: Низкосортный ROM, пустая порода, старые хвосты.

Принцип: Проект кучного выщелачивания 10000 тонн для золота Разбавленный раствор NaCN просачивается через сложенную руду. Золото растворяется в растворе по реакции: 4Au + 8NaCN + O2+ 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH Беременный раствор собирается; золото извлекается путем адсорбции на угле → десорбция/электролитическое выигрывание.

Преимущества: Низкий CAPEX/OPEX, низкая энергия; переработка маргинальных сортов; гибкость/масштабируемость.

Недостатки: Более низкая извлечение (60%-85%); длинный цикл (недели/месяцы); медленный денежный поток; чувствительность к климату (холод/дождь); критична проницаемость; экологический риск.

Реализация ценности после обогащения

Максимизация ценности ресурсов путем улучшения низкосортной руды в высокодоходные продукты. Общие модели бизнеса:

Продажа концентрата золота: Прямая продажа плавильным заводам. Короткий денежный цикл; избегает рисков плавки (идеально для стартапов с ограниченным капиталом).

Продажа Dore/слитков золота: Плавка/рафинирование на месте → продажа стандартных слитков. Максимизирует маржу прибыли; сильный контроль цен.

Переработка по контракту: Отправка концентрата/dore на плавильный завод для рафинирования (оплата комиссии); сохранение собственности и рыночной гибкости.

- END -