Надежная, низкозатратная технология биоокисления на золотом руднике Fosterville

Kirkland Lake Gold является средней по размеру золотодобывающей компанией, планирующей производить около 530 000 – 570 000 унций золота в  Канаде и Австралии. Структура производства компании представлена тремя малозатратными предприятиями, перерабатывающими высококачественную руду: рудниками Macassa и Taylor в северо-западной части Онтарио, а также рудником Fosterville в австралийском штате Виктория. Прочный фундамент Kirkland Lake Gold основан на высококачественных активах, которые дополняются потенциальной эффективностью поисково-разведочных работ в пределах районов добычи и устойчивым финансовым положением компании с ее многофункциональным административным управлением и обширным производственным опытом.

Kirkland Lake Gold приобрела золотой рудник Fosterville в результате слияния с компанией Newmarket Gold, которое состоялось 30 ноября 2016 г.

Рудник Fosterville

Подземный золотой рудник Fosterville находится в 20 км от г. Бендиго в Австралии, содержит высококачественную руду и имеет низкие затраты. Это самый крупный производитель золота в австралийском штате Виктория. Рудник Fosterville характеризуется высоким потенциалом поисково-разведочных работ в пределах районов добычи, а также низкозатратным производством. Территория вокруг рудника имеет хорошо развитую инфраструктуру и мощеные подъездные дороги. Добываемая руда перерабатывается на фабрике производительностью около 830 000 тонн в год.

Переработка руды на Fosterville

Применяемая технологическая схема включает дробление и измельчение, а затем переработку в контурах флотации, бактериального окисления и CIL ("уголь в щелоке"). На современном предприятии по переработке сульфидов применяется одна из ведущих систем биоокисления в мире с рекордными показателями извлечения. Производство на руднике Fosterville было запущено в апреле 2005 года, а в январе 2016 года была выпущена миллионная унция золота, отражающая важный ключевой этап безопасного и экологически рационального производства на руднике.

Предыстория

Добыча на руднике Fosterville осуществляется с 1894 года с перерывами. Современные работы по разведке рудника и его разработка с применением кучного выщелачивания начались в 1980-х. К 2001 году запасы окисленной руды, доступные для открытой добычи, были исчерпаны. Исследования возможности дальнейшей выработки и переработки первичных руд более глубокого залегания возобновились в 1992 г., включая подготовку различных технико-экономических обоснований. После завершения работ по углублению в 2001 и 2002 годах в 2003 г. было проведено детальное ТЭО, основанное на добыче и переработке упорных руд, намеченных к разработке открытым и подземным способами, с производительностью 800 000 т/г. В ноябре 2003 года началось проектирование рудника с целью запустить производство на новом комплексе по переработке руды в апреле 2005 года.

Технология BIOX® (биоокисление) от Outotec

Технология BIOX® была разработана для предварительной переработки упорных руд и концентратов перед традиционным извлечением золота путем выщелачивания цианированием. В упорных рудах золото содержится в таких сульфидных минералах, как пирит, арсенопирит и пирротин, что препятствует его выщелачиванию методом цианирования. В результате биоокисления по технологии BIOX® сульфиды разрушаются, и золото высвобождается для последующего цианирования, что повышает общее достижимое извлечение золота.

Преимущества биоокисления

При проектировании технологического оборудования применяются решения с низкими капитальными затратами, подтвержденными технологическими показателями, высокой степенью надежности и энергоэффективности. Технология BIOX® может использоваться для сырья с самыми разными характеристиками и разрабатываться с учетом требований конкретного проекта. Техпроцесс биоокисления является масштабируемым и простым в применении, поскольку используется модульная конструкция оборудования. Технология BIOX® от компании Outotec применяется в промышленном производстве уже свыше 30 лет на 13 предприятиях, введенных в эксплуатацию по всему миру. На сегодняшний день при помощи данной технологии производится более 22 миллионов унций золота.

Выбор технологии для рудника Fosterville

Первичная руда на руднике Fosterville является высокоупорной. Уровень извлечения методом выщелачивания цианированием составляет менее 10% после измельчения до крупности P 80 = 45 микрон. Для отделения золота от пирита и арсенопирита требуется предварительная переработка окислением. Согласно результатам испытаний, наиболее эффективным в плане содержания и флотоактивности является предварительное окисление флотоконцентрата, нежели цельной руды, с применением технологий POX (автоклавное окисление) и BIOX.

Помимо оценки капитальных и эксплуатационных затрат и дифференциального приращения коэффициента извлечения, специалисты предприятия оценили эффективность работы комплексов по технологиям POX и BIOX. В качестве самых важных критериев бяли безопасность, воздействие на окружающую среду, капитальные и эксплуатационные затраты, технические риски и возможность наращивания мощности. Кроме того, были проанализированы такие факторы, как ввод в эксплуатацию и срок вывода на рабочий режим, эксплуатационная пригодность, ремонтопригодность и наличие запчастей, а также чувствительность к изменениям содержания серы и качества воды. Для оценки этих и других критериев применялся метод полуколичественного анализа. Согласно результатам, с достаточной степенью достоверности можно сказать, что наиболее оптимальным из двух технологий переработки концентрата, полученного из руды, добытой на руднике Fosterville с производительностью 800 000 т/г, является биоокисление.

Тесное взаимодействие с заказчиком

Компания Metso Outotec тесно сотрудничала с заказчиком, оказывая услуги по проведению опытов, консультационные и проектно-технологические услуги в рамках разработки проекта, от первых испытаний до банковского ТЭО. Опыты по применению технологии биоокисления проводились периодически в течение почти 7 лет с использованием разных проб флотоконцентрата и при различных условиях. Результаты первых опытов показали, что биоокислительные культуры легко адаптировались к концентрату, позволяя добиться высокой степени окисления сульфидов для различных проб с рудника Fosterville. Растворимое молярное соотношение железа и мышьяка (Fe:As) в окончательных растворах биоокисления превышало 3:1 и приводило к стабильному осаждению основного арсената железа при нейтрализации. Результаты испытаний проб остатков биоокисления на выщелачивание подтвердили возможность достижения высокого извлечения золота при выщелачивании цианированием полностью окисленных продуктов биоокисления.

Разработка технологии и объем работ

Компания Metso Outotec отвечала за разработку технических требований к комплексу BIOX, включая участок питания BIOX, реакторы BIOX, участок CCD (противоточной декантации) и участок нейтрализации. Кроме того, в объем работ Metso Outotec входили все системы подачи реагентов и услуги, связанные с системой биоокисления. Несмотря на то, что опыты проводились без непрерывных пилотных испытаний на установке BIOX, база эксплуатационных данных и данных опытов, собранная Metso Outotec, а также обширный опыт компании позволили интерпретировать результаты опытов на руде Fosterville. С помощью этой комплексной базы данных наши высококвалифицированные специалисты разработали критерии проектирования для полномасштабного промышленного комплекса.

Комплексные вспомогательные услуги

В рамках стандартного объема работ по проектам биоокисления компания Metso Outotec предоставила полный комплекс консультационных услуг на стадии рабочего проектирования предприятия. На стадии строительства в этот комплекс добавились проверка строительных конструкций и планирование ввода в эксплуатацию. Кроме того, компания Metso Outotec поставила бактериальный инокулят для технологического процесса. Группа инженеров-технологов Metso Outotec тесно взаимодействовала с персоналом объекта и оказала помощь в период ввода промышленной установки в эксплуатацию вплоть до выхода на промышленное производство.

Эксплуатация

Результаты эксплуатации комплекса биоокисления подтверждают стабильное достижение или превышение расчетного уровня окисления сульфидной серы в 96%. Благодаря надежному и гибкому техпроцессу технологические показатели обеспечиваются даже при изменении характеристик концентрата питания. Переработка концентрата с уровнем сурьмы до 10% выполняется успешно при сохранении высокой бактериальной активности и общего уровня окисления. Кроме того, результаты подтверждают, что любой растворяемый в процессе биоокисления мышьяк можно эффективно удалить из раствора во время нейтрализации и закрепить в виде устойчивого основного осадка арсената железа, который можно безопасно утилизировать в хвостохранилище.

Результаты

Современный комплекс по переработке сульфидов на руднике Fosterville является одной из лидирующих систем биооксиления в мире с рекордными показателями извлечения. Эксплуатация золотого рудника началась в 2005 году, а разработка подземным способом осуществлялась уверенно и со стабильным результатом в течение 10 лет. В 2015 году геологи начали картирование с целью улучшения результатов бурения, что привело к рекордному объему производства в 44 406 унций золота со средним содержанием 8,5 г/т в последнем квартале 2016 года.

"В январе 2016 года на руднике Fosterville была выпущена миллионная унция, что доказывает его соответствие самым высоким мировым требованиям и стандартам. Во многом этот успех был достигнут благодаря применению технологии биоокисления", - утверждает Иэн Холланд (Ian Holland), Вице-президент по управлению производством компании Kirkland Lake Gold в Австралии.

Заключение

Технология BIOX для извлечения упорного золота из концентрата была успешно внедрена на руднике Fosterville. На фоне альтернативных решений данная технология имела технические, экономические и экологические преимущества, обеспечивая стабильно высокие показатели окисления серы.

Используя свои разработки и опыт в испытании, проектировании и пусконаладке установок бактериального окисления, компания Metso Outotec тесно сотрудничала с заказчиком в разработке этого проекта, начиная с первых опытов по биоокислению и заканчивая промышленной эксплуатацией. Программа данных опытов была составлена и реализована для заказчика, благодаря чему была достигнута уверенность, необходимая для подготовки банковского ТЭО с учетом специфического графика проекта и доступности проб.

Современный комплекс по переработке сульфидов на руднике Fosterville является самой передовой системой биоокисления в мире с рекордными показателями извлечения. На сегодняшний день рудник Fosterville произвел свыше одного миллиона унций золота с применение технологии BIOX®, демонстрируя безопасное и экологически рациональное производство.

По словам Стивена Гэннона (Steven Gannon), руководителя-технолога на руднике Fosterville, "за последние 12 лет комплекс биоокисления доказал простоту в эксплуатации и техобслуживании. Система BIOX надежно справляется с переработкой рудных тел с различным содержанием серы и обеспечивает стабильно высокие показатели извлечения".

* Компания Metso Outotec была создана 1 июля 2020 года посредством объединения предприятий Metso Minerals и Outotec. Данный пример из практики был описан до объединения, и в нем упоминается предыдущее название компании.