Перспектива получения благородных металлов из россыпных месторождений

Элювиальные россыпи сложены неперемещенными продуктами выветривания (щебнисто-дресвяными или глинистыми), в которых содержание полезного компонента близко к его концентрации в коренном источнике или несколько выше вследствие выноса части продуктов выветривания. Эти россыпи обычно имеют вид плоской залежи, контуры которой в плане примерно совпадают с контурами выхода коренного источника на дневную поверхность.

Склоновые россыпи (солифлюкционные, делювиальные и др.) образуются при сползании по склону продуктов разрушения коренных источников и материала элювиальных россыпей. На относительно ровных склонах они имеют в плане плащевидную форму.

Пролювиальные россыпи приурочены к отложениям конусов выноса и пролювиальным шлейфам, образующимся в результате деятельности временных водотоков. К пролювиальным россыпям близко примыкают ложковые россыпи, залегающие на дне логов, распадков, лишенных постоянного водотока, и в долинах небольших ключей. Они тяготеют к коренным источникам, часто характеризуются резкими колебаниями мощностей продуктивных отложений и по условиям образования являются промежуточными между склоновыми и аллювиальными россыпями.

Для указанных типов россыпей характерна слабая окатанность обломочного материала, плохая сортировка и неравномерное распределение полезных компонентов, часто по всей толще рыхлых отложений.

Аллювиальные россыпи образуются в результате размыва и переотложения водными потоками элювия, склоновых и других рыхлых образований, содержащих полезные минералы. Для аллювиальных россыпей характерна слоистость отложений и сортированность обломочного материала по крупности. В зависимости от положения в долине среди них выделяются русловые, долинные и террасовые россыпи.

Русловые россыпи залегают в русле водного потока или под ним. Они образуются там, где в сферу влияния водотока, врезающегося в рыхлые или скальные породы, попадают коренные источники россыпей или ранее образовавшиеся россыпи. Русловые россыпи характерны для молодых долин, находящихся в стадии врезания или только недавно ее завершивших. Разновидностью русловых россыпей являются щеточные россыпи, в которых полезный минерал концентрируется в трещинах пород плотика, и косовые россыпи, залегающие на галечных островах, косах и отмелях и содержащие наиболее подвижные в аллювиальной среде мелкие частицы полезных минералов.

Долинные россыпи залегают в пределах современного днища речных долин как на коренных породах, так и внутри рыхлой толщи, вне зависимости от расположения современного русла. Они формируются на разных стадиях развития рек.

Террасовые россыпи представляют собой реликтовые участки долинных россыпей прежних эрозионно-аккумулятивных циклов, сохранившиеся от разрушения при последующей глубинной эрозии и склоновой денудации. При смещении по склону полезных минералов террасовые россыпи преобразуются в террасо-увальные.

По отношению к коренному источнику и условиям формирования россыпи принято разделять на две крупные генетические совокупности:

россыпи ближнего сноса, к которым относятся элювиальные, склоновые, пролювиальные, подавляющее большинство аллювиальных россыпей и часть россыпей прибрежного генезиса (морского, озерного и т. д.). Все они характеризуются тесной пространственной и генетической связью с коренными источниками, в различной степени, иногда практически полностью, эродированными, а для алмазоносных россыпей – сходством гранулометрического состава, морфологии и сортности, стоимости 1 кар. алмазов. Промышленное значение могут иметь россыпи ближнего сноса всех минеральных видов. Однако они наиболее характерны для минералов повышенной плотности (золото, МПГ) и устойчивости к выветриванию, износу (алмазы), или для минералов, обладающих умеренной и малой миграционной способностью (минералы олова, вольфрама, ртути, редких металлов), а также для тех видов сырья, для которых важна достаточная крупность обособлений (драгоценные камни, пьезокварц);

россыпи дальнего переноса и переотложения наиболее характерны для минералов, обладающих умеренной плотностью и высокой химической абразивной прочностью. К ним относятся прибрежно-морские и озерные (крупных озер) комплексные титано-циркониевые россыпи, россыпи алмазов (в том числе древние комплексные), янтаря, а также аллювиальные россыпи алмазов, драгоценных и поделочных камней, залегающие в долинах IV–Vпорядков, и косовые россыпи мелкого золота. Эти россыпи не имеют видимой связи с коренными источниками, а образуются за счет промежуточных коллекторов.

Характеристика главных минералов россыпных месторождений

Полезный компонент	Главные минералы
	Наименование	Содержание главных полезных компонентов, %	Примеси в минералах, которые могут иметь промышленное значение	Плотность, г/см3

1	2	3	4	5
Золото	Золото самородное	Аu 50–99	Аg, Ir, Rh	15,6–19,3
Металлы платиновой группы (МПГ)	Изоферроплатина Железистая платина Платина самородная Иридосмин Осмирид Рутениридосмин Осмий самородный	Рt 86–93,5 Pt 74,8 Pt 98–99,8 Os 47.9–80,3 Ir 15,3–46,5 Ir 54,9–78,9 Os 16,7–39,2 Os 35,7–68,3 Ir 21,7–45 Ru 5,9–21,2 Os 83–98,9	Rh, Ir, Pd, Оs, Ru Ir, Pd, Os Pd, Rh Ru, Pt Ru, Pt Pt, Rh, Pd Ir, Rh, Pt, Ru	18,23–18,42 15–19 19–21 17–22,5 22,20 20,49 22,59
Олово	Касситерит	Sn 68–78	Та, Nb, Sc, Ir, TR	6,5–7,1
Вольфрам	Вольфрамит Шеелит	WO3 74–76 WO3 ~ 80	Та, Nb, Sc, TR TR	7,1–7,5 5,9–6,0
Титан	Рутил Ильменит Лейкоксен	TiO288,6–98,2 TiO234,4–68,2 TiO255,3–97,0	Sc, Nb, Ta Sc, Nb, Ta, V, TR Sc, TR, Nb, Тa	4,2–4,3 3,7–4,8 3,3–4,1
Цирконий	Циркон Бадделеит	ZrO260–67 ZrO295–99	Hf, Th, Sc, Y, TR Hf, TR, Th	4,5–4,7 5,4–6,2
Ниобий, тантал	Колумбит Танталит Микролит Пирохлор	Nb2O559–76 Ta2 O51–20 Ta2O5 63–86 Nb2O50,2–20 Ta2O555–80 Nb2O50,9–10 Nb2O552–71 Ta2O5 до 7	– Sn U, TR TR, U, Th	5,0–6,0 7,0–8,0 5,9–6,4 3,8–4,7
Редкоземельные Элементы	Лопарит Монацит Ксенотим	å Ce2O330–33,5 Nb2O58–12,8 Ta2O50,6–0,8 å Ce2O3 до 35 ThO2до 31 å Y2O3до 61	Sr, Th U Th, Sc, U	4,6–4,9 4,9–5,5 4,4–4,6
Ювелирные, ювелирно-поделочные и технические камни	Алмаз Рубин Сапфир Хризолит Топаз Берилл Шпинель Гранаты (пироп, альмандин, демантоид) Янтарь	– – – – – – – – –	– – – – – – – – –	3,5 4,0 4,0 ~ 4 3,5–3,6 2,8 3,6 3,5–4,2 1,05–1,09
	Нефрит Агат Турмалин Жадеит	– – – –	– – – –	2,8–3,3 2,6 2,9–3,1 3,24–3,42
Пьезооптическое сырье	Горный хрусталь	–	–	2,6–2,7

 

 

 

 

 

 

2 Россыпные месторождения  благородных металлов

 

Россыпные месторождения благородных металлов - наиболее выгодные объекты для промышленного освоения как в современных экономических условиях, так и в среднесрочной перспективе, поскольку их минерально-сырьевая база остается пока достаточной, а ресурсы, необходимые для освоения, относительно небольшие. 

Несмотря на то, что в настоящее время все больше внимания уделяется освоению коренных месторождений золота, добыча золота и платины из россыпей в ближайшее десятилетие будет весьма значительной. В России из россыпей добывается сейчас около 50% всего извлекаемого золота.

При разработке россыпных месторождений, а это услуги экскаватора в огромном объеме работ, применяются три способа - открытый, в том числе гидравлический, дражный и подземный.  Но решающее значение должны иметь технические возможности, безопасность работ, экономическая эффективность и экологическая безопасность. Наиболее распространен открытый способ. Им в настоящее время добывают в России около 85% запасов, около 15% - дражным способом, менее 2% - - подземным.

Потерями называют часть балансовых запасов полезного ископаемого, которые остались не извлеченными в недрах или теряются в процессе добычи, транспортировки и обогащения. Потери измеряются в процентах от балансовых запасов. При добыче полезных ископаемых из россыпных месторождений потери принято разделять на эксплуатационные, допущенные во время добычи и транспортировки, и технологические, возникающие в процессе обогащения и металлургической переработки.

При различных способах разработки эксплуатационные потери неодинаковы. Так, при открытом способе в подавляющем большинстве случаев эксплуатационные потери не предусматриваются (за счет разубоживания), хотя в отдельных случаях они могут быть связаны с трудноразборным плотиком россыпи или с глубокими западинами в плотике (в карстах) и достигать 5%. При дражном способе потери в среднем составляют от долей единицы до 10,6%, в отдельных случаях - до 25%. Это объясняется тем, что контроль за потерями в котловане под водой затруднен и полноту отработки можно определить по косвенным признакам: недоработки по глубине, в бортах, в межшаговых целиках, просыпки из черпаков и т.д. При подземной разработке основные эксплуатационные потери связаны с оставлением целиков, согласно требованиям безопасности работ. Как правило, погашения целиков после отработки участка или шахтного поля не превышают 50%, а временами вообще невозможны из-за повышенной опасности работы. Эксплуатационные потери в зависимости от принятой системы подземной разработки  составляют от первых единиц до 20%, редко более.

В настоящее время основными обогатительными приборами при отработке россыпных месторождений золота и платины являются прямоточные шлюзы (глубокого и мелкого наполнения). Процесс обогащения песков на шлюзах сопровождается значительными потерями золота, которые доходят до 50% и более. 

        С каждым годом себестоимость добываемого золота увеличивается за счет:

-         Увеличения объема вскрыши;

-         Повышения глинистости песков;

-         Уменьшения размеров частиц золота. 

        Увеличить прибыль от добычи и снизить себестоимость поможет внедрение технологии обогащения, которая обеспечивает максимальное извлечение мелкого и тонкого золота – винтовой сепарации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Новое оборудование для разработки россыпных месторождений и техногенных накоплений золота

 

Одним из перспективных направлений в горнодобывающей промышленности в настоящее время является добыча благородных металлов, значительные запасы которых содержаться в россыпных месторождениях, а также техногенных накоплениях золотодобывающих предприятий. Условия залегания россыпей и отвалов техногенных накоплений позволяют эффективно разрабатывать их с применением относительно простой технологии. Благодаря этому россыпи и техногенные накопления по сравнению с рудными месторождениями требуют для своего освоения значительно меньших материальных и трудовых затрат.

При разработке россыпных месторождений высокие технико-экономические показатели имеет дражный способ разработки, которым могут отрабатываться обводнённые континентальные россыпи.

Но вместе с тем, несмотря на все преимущества дражного способа добычи, имеется ряд недостатков. К ним можно отнести: высокую металлоемкость оборудования; потребление большого количества технической воды, что приводит к загрязнению рек, озёр, подземных вод находящихся в непосредственной близости от проведения дражных работ; значительные потери полезного компонента при транспортировании песков, а также при их обогащении; высокая стоимость перевода драг на новые объекты; нарушение рельефа земной поверхности горными работами (отсыпка отвалов, подъездных путей, сооружение гидротехнических сооружений, промышленных сооружений). Также отрицательное воздействие оказывается на окружающую среду при монтаже драги, занятии больших площадей для создания строительных площадок, что приводит к вырубке лесов и загрязнению прилегающих земель вследствие привлечения дополнительной техники.

Так же, перспективным направлением в настоящее время является разработка россыпей и техногенных накоплений с применением земснарядов. К недостаткам данного оборудования следует отнести высокие удельные энергозатраты на подъем и доставку песков (транспортирование) на обогащение (до 7 кВт/м3). Кроме того, при работе землесосных установок на обогащение подаются пески с большим количеством воды (на 1 м3 песков до 18 м3 и более), что приводит к значительным потерям полезного компонента мелких и тонких классов крупности при применении традиционного обогатительного оборудования, а также оборудования для обезвоживания песков.

Поэтому одним из первоочередных этапов развития драгостроения является создание нового экологически безопасного, модульного и малотоннажного, а, следовательно, компактного, с максимальной степенью извлечения полезного компонента из недр, горнодобывающего оборудования.

К таким технологическим решениям Красноярской государственной академии цветных металлов и золота можно отнести создание нового мини-модульного комплекса со шнековым выемочным оборудованием, способным вести эффективную разработку россыпных месторождений золота и других благородных металлов, а также техногенных накоплений как обводненных, так и необводненных (надводная часть гидравлических отвала).

В целом добычной комплекс состоит из выемочно-транспортирующего и обогатительного оборудования, установленного на самоходном шасси, которое выполнено с возможностью перемещения по воде.

Выемочно-транспортирующее оборудование, включает шнек, состоящий из транспортирующей спиральной ленты, вала и охватывающий его кожух, нижняя часть которого выполнена в виде колосникового грохота, причём параллельно ему расположен дополнительный шнек, состоящий из транспортирующей спиральной ленты, вала и неподвижного кожуха, выполненного в виде, охватывающего только его нижнюю часть, полуокружности, кожухи приводного и дополнительного шнеков соединены между собой герметично пластинами. В торцевой части приводного шнека выполнены разгрузочное окно с разгрузочным лотком.

Комплекс работает следующим образом, рабочим органом фрезерного типа порода подается на шнековое транспортирующее устройство, при вращении приводного шнека захватывается транспортируемый грунт. Далее материал под действием инерционных сил, возникающих, при движении шнека перемещается по колосниковому грохоту. Под действием сил гравитации транспортируемый материал начинает классифицироваться по классам крупности на подрешетный и надрешетный. Так как крупные классы разрабатываемых техногенных накоплений не содержат полезных компонентов, надрешетный класс крупности продолжает перемещаться по колосниковому грохоту к разгрузочному окну и через лоток разгружается в отвал, расположенный в средней части дражного разреза. Подрешетный класс крупности транспортируется дополнительным шнеком на обогащение. Пластины служат для избежания просыпей транспортируемого грунта. Хвосты промывки транспортируются по кормовым колодам и складируются в эфельный отвал.