🥇 Золото — цианидное выщелачивание + CIP/CIL

Модуль #283. Алтынтау-Кокшетау (рудник Васильковское, переработка 11 млн т/год, добыча 18 т Au/год — крупнейшая в РК), Бакырчик (Polymetal/КазЦинк, refractory ore POX автоклав), Варваринский (Полиметалл, открытый карьер), Юбилейное. Цианидное выщелачивание Au + Ag из руды: NaCN 0.3-0.5 г/л в pulp pH=10.5-11 (Bottle Roll Test). Реакция Эльснера-1846: 4Au + 8CN⁻ + O2 + 2H2O → 4 [Au(CN)2]⁻ + 4OH⁻. Затем CIP (Carbon-in-Pulp) или CIL (Carbon-in-Leach) — поглощение золото-цианидного комплекса на активированном угле, далее электролиз катод сталь + плавка doré bar 5-15 кг (Au 70-85% + Ag 10-25% + Cu 1-3%). International Cyanide Management Code (ICMC) + ISO 14001 + СН РК 4.04-14.

1. Состав золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ)

International Cyanide Management Code + ISO 14001 + СН РК 4.04-14:

Корпус крупного дробления (KKD): Sandvik CG820 gyratory crusher Ø60" capacity 4000 т/ч, питатель Apron Feeder 2500 т/ч, выход −250 мм.
Корпус среднего/мелкого дробления: Symons cone crusher 7' × 3 шт (secondary) + 1 шт (tertiary), выход −15 мм; screen vibrating Schenck Process 3-deck.
Корпус измельчения (Mills): SAG mill ANI Bradken 12 м × 7 м (мощность 18 МВт), Ball mill 6.5 м × 11 м (16 МВт), пульпа 65% solids, выход P80 75 мкм; mediation cyclone Krebs gMAX D26.
Сгуститель (Pre-leach Thickener): Outotec High-Rate Thickener Ø35 м, sediment 50-55% solids, переток к leaching circuit.
Цианидное выщелачивание (Leach Tank Train): 6-8 leach tanks 4500 м³ каждый (Ø20 м H=15 м), общий резидентский timeflag 24-30 ч, NaCN dose 0.3-0.5 г/л, pH 10.5-11 (Lime CaO buffer), air sparging для O2.
CIP/CIL adsorption: 6-8 adsorption tanks 1500 м³ с активированным углём Calgon GAG (4 кг/тонн ore, mesh −6+16), Au-cyanide adsorbs на C при движении pulp counter-current → loaded carbon 5000-10 000 г Au/т C.
Elution (десорбция): AARL (Anglo American Research Lab) elution column — hot caustic NaOH 1% + NaCN 0.2% при 95 °C × 12 ч, Au desorbs из угля → pregnant solution 250-500 г Au/м³.
Electrowinning (электролиз): Cu cathode + steel anode при 4-5 В DC × 1500-2000 А, Au осаждается на катоде, sludge 50-70% Au; cell typ. Mintek 60 кг Au/cell/сут.
Smelting (плавка): indukcionnaya pech 50 кг + борат + сода + кварц → smelt 1300 °C × 4 ч → разделение doré (Au+Ag+Cu) от slag.
Doré bar: 5-15 кг bar (Au 70-85%, Ag 10-25%, Cu 1-3%), маркировка plant + assay + serial number; отправка на refinery (Argor-Heraeus, PAMP, Argor Швейцария) для refining до LBMA Good Delivery.
Cyanide destruction: SO2/air process Inco — окисление CN⁻ → CNO⁻ → CO2 + N2 в presence Cu²⁺ катализатор; output residual CN <50 ppm; альтернативно H2O2 (peroxide) или alkaline chlorination.
Tailings Storage Facility (TSF): hidrohvost dam 80-150 м высота + HDPE 2 мм + GCL Bentofix + drainage; geotechnical compliance GISTM (Global Industry Standard on Tailings Management) ICMM 2020.
Carbon regeneration kiln: rotary kiln 700 °C для восстановления адсорбционных свойств GAG-угля (gold removed на elution + thermal regeneration removes organics).
Heap leach (опц. для low-grade ore): агломерация цемент 5 кг/т, leach pad HDPE 2 мм × 200×500 м, drip irrigation NaCN 0.5 г/л, pregnant solution к ADR plant.
Ore stockpile: 100 000-500 000 т ROM (Run-of-Mine), blending для grade control 1.5-3.0 г Au/т руды.
Reagent storage: NaCN silos 2×500 т (briquettes Cyanco), CaO lime 2×1000 т, активированный уголь 500 т, NaOH 200 т.
Жилой блок + столовая + лаборатория QA: 200-400 рабочих 12/12 вахта, лаборатория Fire Assay + ICP-MS (Agilent 7900) для grade control 6000 проб/сут.

Упражнение 1 — CIL vs CIP vs heap leach

Алтынтау-Кокшетау 18 т Au/год, руда 1.8 г/т среднее, рекавер 85-92%. Какая технология по ICMC + Goldfields BAT?

Только heap leach (кучное выщелачивание) — для всего oreТолько электролиз без предварительного выщелачиванияТолько gravity concentration без cyanideCIL (Carbon-in-Leach) для основной руды + heap leach для low-grade <0.8 г/т + gravity для coarse Au по BAT goldfields + ICMC: 1) Дробление 3-стадии (Sandvik CG820 gyratory + Symons cone × 4) до −15 мм; 2) Измельчение SAG (12×7 м 18 МВт) + Ball mill (6.5×11 м 16 МВт) до P80 75 мкм для liberation Au-grains (free milling ore); 3) Gravity concentration Knelson concentrator или Falcon SB для coarse Au >150 мкм — извлечение 30-40% Au как gravity gold (богатый концентрат для прямой плавки); 4) CIL — Carbon-in-Leach — одновременное выщелачивание NaCN 0.3-0.5 г/л + адсорбция Au-cyanide на activated carbon Calgon GAG в одних tanks (6-8 шт по 4500 м³); резидентский time 18-24 ч; преимущество CIL над CIP — меньше capex (без отдельных adsorption tanks); 5) pH контроль pH 10.5-11 lime CaO buffer (хвостам нужно ≥10.5 чтобы предотвратить HCN-газ при leakage); 6) Loading angle — loaded carbon 5000-10 000 г Au/т C → elution AARL → electrowinning → doré bar плавка 1300 °C; 7) Tails detoxification — SO2/air Inco process разрушает residual CN до <50 ppm перед сбросом в TSF; 8) Heap leach отдельно для low-grade ore <0.8 г/т — agglomeration с cement 5 кг/т → leach pad HDPE 2 мм 200×500 м → drip NaCN → ADR (Adsorption-Desorption-Recovery) plant; 9) TSF — Tailings Storage Facility с 2 м HDPE liner + GCL Bentofix + drainage + monitoring piezometers по GISTM ICMM 2020; 10) Cyanide management — ICMC certification (independent audit каждые 3 года), все NaCN transported в briquettes (не растворённый), spill response plan, training всех операторов; ICMC 2020 + ISO 14001 + GISTM + GIIP (Good International Industry Practice) + СН РК 4.04-14 + ПП РК №201 от 2014 о добыче полезных ископаемых

Упражнение 2 — Объём leach tanks

Фабрика 11 млн т руды/год = 30 137 т/сут = 1 255 т/ч. Pulp 50% solids ⇒ массовый расход pulp 2 510 т/ч ÷ 1.4 т/м³ (SG pulp) = 1 793 м³/ч. Резидентский timeflag в leach circuit (CIL) = 24 ч. Какой суммарный объём leach + CIL tanks (м³, округл. до сотен м³)?

Упражнение 3 — Капекс ЗИФ 11 млн т/год

ЗИФ Алтынтау-Кокшетау-уровня 11 млн т/год CIL+heap «под ключ»:

Земляные + фундаменты + общестроит. на 50 га + дороги = 6.5 млрд тг
Crushing — gyratory Sandvik CG820 + 4 cone Symons + screens + apron feeders = 18 млрд тг
Grinding — SAG mill 12×7 м 18 МВт ANI Bradken + Ball 6.5×11 м 16 МВт + cyclones Krebs = 65 млрд тг
Pre-leach thickener Outotec Ø35 м + pumps Warman = 4.5 млрд тг
Leach tank train 7 шт × 4 500 м³ + механ. перемешивание Lightnin = 22 млрд тг
CIL adsorption tanks 7 шт × 1500 м³ + carbon screens Kemix = 16 млрд тг
Активированный уголь Calgon GAG 500 т initial inventory + годовой расход 200 т = 1.4 млрд тг
AARL elution columns + electrowinning Mintek cells × 8 + induction furnace plavki 50 кг = 8.5 млрд тг
Reagent storage NaCN 2×500 т silos (Cyanco briquettes) + CaO 2×1000 т + NaOH = 5.4 млрд тг
Cyanide destruction Inco SO2/air × 2 reactors + emergency H2O2 backup = 5.8 млрд тг
TSF — Tailings Storage Facility dam 100 м H + HDPE 2 мм 200 га + drainage + piezometers (GISTM) = 28 млрд тг
Carbon regeneration kiln rotary 700 °C + cooling drum = 1.8 млрд тг
Heap leach pad HDPE 2 мм 200×500 м (для low-grade) + drip irrigation + ADR plant = 14 млрд тг
Air compressors Atlas Copco 18 МВт + LP/HP plants = 4.8 млрд тг
ТП 2×35 МВА + ЛЭП 110 кВ от КЕГОК + UPS 100 кВА + DG 4 МВт резерв = 9 млрд тг
Process water + raw water dam 5 млн м³ + насосы DSC Sulzer = 6.2 млрд тг
Лаборатория Fire Assay + ICP-MS Agilent 7900 + Cu/Zn AAS + sample prep 6000 проб/сут = 3.4 млрд тг
SCADA Honeywell Experion + DCS + control room + ОТ-IT = 4.2 млрд тг
Жилой блок 400 человек вахта 12/12 + столовая + медпункт + спортзал + школа детская = 8 млрд тг
ESIA EBRD + ICMC certification + GISTM compliance + строит. лицензия + проектирование 5% + ПИР + НР + СП + PNR + страхование стр.-мон. = 47 млрд тг

Итого capex (тг, округл. до млрд):

Упражнение 4 — Управление цианидом

ЗИФ работает с NaCN 0.3-0.5 г/л в пульпе. Что обязательно по ICMC International Cyanide Management Code 2020 + ISO 14001?

Никакого специального контроля — обычная химияТолько ежеквартальный пробоотбор воды на CNПолный комплекс по ICMC 2020 + ICMI 9 principles + 28 standards: 1) Transportation — NaCN покупается в briquette form (твёрдые гранулы 25 кг bag) от ICMC-certified suppliers (Cyanco, AGR Matthey, Orica), транспорт TIR carnet + ADR/RID Class 6.1 + escort, никогда не водные растворы по дорогам; 2) Storage — silos 2×500 т (или 200-т tanks для растворов) с спец. ограждением + спринклер сухой (вода + CN дают HCN-газ → opposite!), positive-pressure HVAC, alarm CN-detection Drager polytron; 3) Operation — automatic dosing на основе pulp flow + Au grade, NaCN concentration measured 24/7 по UV-VIS spectrophotometer Hach или ISE-electrode, target 0.3-0.5 г/л; 4) pH control — CaO lime continuous dosing для pH ≥10.5 (при pH <8 NaCN ⇌ HCN газообразный летучий, LC50=110 ppm = смертельная доза); 5) Personal monitoring — все операторы носят electronic HCN-monitor Drager X-am 5000 personal, alarm при 4.7 ppm 8-h TWA, evacuation при 10 ppm; 6) Cyanide destruction — Inco SO2/air process на хвостах перед TSF, target residual CN <50 ppm WAD (Weak Acid Dissociable); WAD-CN — наиболее опасная форма, регулируется ICMC; 7) Tailings TSF — двойной HDPE 2 мм liner + leak detection sublining + monitoring wells 50-100 piezometers + emergency overflow spillway capacity 1-in-100 year storm; 8) Emergency response — Spill Kit (lime + sulfide solution для neutralisation) + сирена + evacuation route + договор с ближайшей больницей о hydroxocobalamin antidote; 9) Training — annual cyanide awareness training для всех операторов + 40-часовой курс для cyanide handlers + simulation drills 2 раза/год; 10) Certification — ICMC certification gold-standard, independent audit каждые 3 года (PR Engineering, NDP Consulting), public reports на icmc.org; ICMC 2020 + ISO 14001 + GISTM 2020 + EU Best Available Techniques + Equator Principles + WHO Toxicological Profile HCNТолько аварийный план без рутинного мониторинга

Нормативная база

ICMC International Cyanide Management Code 2020 — 9 principles + 28 standards (gold mining cyanide handling)
GISTM 2020 — Global Industry Standard on Tailings Management (ICMM + UN PRI + UNEP)
EU BAT Reference Non-Ferrous Metals (NFM BREF) 2017 — for hydrometallurgy / leaching
ISO 14001 — Environmental Management Systems
ISO 45001 — Occupational Health and Safety
WHO Toxicological Profile HCN — Hydrogen Cyanide health risk assessment
СН РК 4.04-14 — Обогатительные фабрики цветной металлургии
ПП РК №201 от 2014 — добыча твёрдых полезных ископаемых
Закон РК «О недрах и недропользовании» — № 125-VI от 27.12.2017
LBMA Good Delivery Rules — for refined gold/silver bars
JORC Code 2012 — Australasian Joint Ore Reserves Committee (mineral resource reporting)
NI 43-101 — Canadian Standards for Mineral Disclosure
Equator Principles — финансовые принципы для крупных проектов
IFC Performance Standards — World Bank IFC ESG framework
Anglo American / Newmont / Barrick BAT — внутренние стандарты компаний
ADR/RID Class 6.1 — транспорт опасных грузов (NaCN)