Противофильтрационные экраны в золотодобыче

В мире ежегодно растет потребность в одном из основных драгоценных металлов - золоте. Оно находит свое применение в ювелирной промышленности, частном инвестировании, машиностроении и электронике, имеет спрос со стороны Центральных Банков.

Как сегодня добывают золото? И какой способ добычи является перспективным и экологичным? Об этом рассказывает специалист российской производственной компании «БентИзол».

Добыча золота в данное время осуществляется при помощи разных технологий. Одни из них будут перспективны в дальнейшем - добыча бедных и забалансовых руд при помощи подземного, чанового и кучного выщелачивания, а другие (например, гидромеханический метод на россыпях и подземная добыча), ввиду оскудения разведанных запасов богатых руд, будут ограничены в применении.

Таким образом, одним из наиболее перспективных процессов добычи в золотодобывающей промышленности является кучное выщелачивание. Главным отличием этой технологии является расположение основных производственных мощностей (штабель с рудой, прудки, накопители) на открытых площадках.

Основными сдерживающими факторами такого метода добычи в России являются климатические условия районов размещения месторождений, несовершенство имеющегося оборудования, нерешенность проблем и задач отдельных технологических процессов, особенно экологического характера. Поэтому исследования, направленные на повышение эффективности как отдельных процессов, так и технологии в целом, а также на повышение экологической безопасности кучного выщелачивания являются весьма актуальными и имеют важное значение для увеличения объемов золотодобычи.

Внедрение кучного выщелачивания — один из действенных методов подъема золотодобычи в России в короткие сроки и с минимальными капитальными затратами.

Цианирование применяется для извлечения золота и серебра из руд с 1898 года, когда оно впервые было использовано в Африке и Новой Зеландии и вскоре после этого в США. Это очень эффективный процесс, позволяющий извлекать золота из руд, содержащих менее сотой доли унции золота на тонну породы с 90% эффективностью Современные методы, в которых применяются водные растворы цианидов, позволяют извлечь почти 100% содержащихся в породе драгоценных металлов, позволяя рентабельно перерабатывать бедные руды. Таким образом, применение цианидного выщелачивания позволяет горнодобывающим компаниям вовлекать в переработку запасы руд, которые прежде считались непромышленными и непригодными для рентабельной добычи.

Учитывая, что основным применяемым для извлечения золота компонентом является цианид натрия, то это предполагает повышенные требования к защите окружающей среды, в частности, к надежной локализации растворов цианида натрия от попадания в грунт и грунтовые воды.

Для обеспечения защиты почв, подземных вод при эксплуатации участка кучного выщелачивания приняты следующие природоохранные инженерные решения по гидроизоляции: в основании штабеля расположен противофильтрационный экран, в ряде случаев многослойный противофильтрационный экран.

Какой противофильтрационный экран лучше?

Тип экрана, количество его конструктивных слоев и их материал во многом зависят от внешних условий и технико-экономического обоснования предложенного решения.

Это могут быть экраны из природных материалов малой проницаемости (глиняные экраны), которые ввиду своей трудоемкости и несовершенства возведения применяются все реже. Применение таких экранов ограничивают и природно-климатические факторы площадок строительства: отсутствие автодорог, суровые природные условия, отсутствие глиняных разработок.

В настоящее время все чаще при строительстве ПФЭ (противофильтрационных экранов) применяются геосинтетические материалы, которые позволяют сократить сроки строительства, уменьшить объем материалозатрат. Такими материалами являются полимерные мембраны различного типа: полиэтиленовые высокой (ПНД - HDPE) и низкой плотности (ПВД - LDPE), линейно-сшитые полиэтилены (LLDPE), этилен-пропиленовые каучуки (EPDM), поливинилхлорид (ПВХ-PVC).

В то же время, несмотря на свои высокие характеристики, ПФЭ из полимерных материалов не лишены недостатков, которые могут приводить к возникновению аварийных ситуаций и загрязнениям окружающей среды продуктовыми цианидсодержищими растворами.

Основным недостатком является то, что противофильтрационные экраны из полимерных материалов не являются полностью не водопроницаемыми. Целостность гидроизоляции из полимерных материалов может быть нарушена по следующим причинам:

• неравномерный осадок основания, вследствие разрушения частиц руды при выщелачивании и их самоуплотнения;
• механические повреждения экрана частицами грунта (проколами) при увеличении нагрузки (высота штабеля может достигать 40м)
• повреждения в процессе монтажа ПФЭ - проколы, прожоги, порывы от техники и персонала, некачественно выполненные сварные швы

Также при устройстве ПФЭ из полимерных материалов (мембран) необходимо учитывать то, что материал экрана обладает низким коэффициентом трения, что требует выполаживать откосы, предупреждая оползневые процессы. Данные мероприятия приводят к увеличению процента нерастворенного золота на откосах и его потере в хвостах.

Отдельной проблемой стоит технология укладки таких экранов: все полимерные материалы в той или иной степени ухудшают свои характеристики при низких и сверхнизких температурах. Они становятся жесткими, что не позволяет качественно их уложить на основание и выполнить сварку швов (технология сварки запрещает производить работы при температуре окружающего воздуха ниже минус 5 С). Полимерные материалы нельзя монтировать при сильном ветре (они обладают большой парусностью при малом весе), дожде и снегопаде, что еще больше ограничивает их всесезонное применение.

Однако существует ряд материалов лишенных вышеперечисленных недостатков, которые объединили в себе качественные показатели как полимерных, так и природных материалов. Это бентонитсодержащие геосинтетические материалы - бентонитовые маты.

Бентонитовый мат: экология под контролем

Бентонитовый мат представляет собой гибкий и прочный иглопробивной каркас из полипропиленовых волокон, внутри которого равномерно расположены гранулы активированного или природного натриевого бентонита.

Принцип действия основан на свойстве активного вещества бентонита - природного алюмосиликата вулканического происхождения - монтмориллонита активно увеличиваться в объеме при гидратации. В ограниченном пространстве при гидратации, частицы монтмориллонита образуют макромолекулярную структуру с характеристиками твердого тела- гель. Гель обладает низкой водопроницаемостью, упругостью и пластичностью.

Это позволяет бентонитовым матам иметь свои особенности, которые не свойственны полимерным материалам:

• Не боятся механических повреждений - проколов и порезов, вследствие пластичности бентонитового геля в из составе, который заполняет повреждения.
• Не требуют сварки швов при монтаже - укладка осуществляется внахлест с перекрытием полотнищ на 15-25 см и их просыпкой гранулами. При гидратации, превратившиеся в гель гранулы замоноличивают место перекрытия
• Не подвержены существенным температурным деформациям, вследствие своей композитной структуры. Не подвержены повреждениям при морозобойном растрескивании грунтов, их осадкам и просадкам.
• Монтаж может осуществляться при любых температурных аномалиях, снегопаде, ветре.

Все это позволяет бентонитовым матам все больше и больше занимать нишу рынка, где ранее безальтернативно присутствовали лишь полимерные материалы (мембраны).

Золотодобывающие компании и артели теперь могут беспрепятственно обустраивать месторождения в любое время года, не ориентируясь на благоприятные погодные условия и применять бентонитовые маты для устройства ПФЭ штабелей кучного выщелачивания, хвостохранилищ при их строительстве и при дальнейшей рекультивации.

В 2011 году управляющая компания ООО «Компания Бентонит» запустила инновационный проект по производству гидроизоляционных материалов на основе уникальной бентонитовой глины, добываемой на собственном месторождении «Зырянское» в Курганской области.

Специалисты завода «БентИзол» с годовой производительностью до 7 млн. м2, расположенного в городе Кургане, разработали и пустили в производство целую линейку бентонитовых матов различного назначения:

• для изоляции объектов гражданского и промышленного строительства (заглубленных частей зданий и сооружений)
• для обустройства водоемов, каналов, плотин и других гидротехнических объектов
• для защиты от вредного воздействия загрязняющих веществ почв и грунтовых вод, а также для ремедиации загрязненных земель

Бентонитовые маты, выпускаемые компанией «БентИзол» под торговыми марками Bentizol и MASTERBENT находят свое применение в сложных гидрогеологических условиях, в грунтах любой степени загрязненности, они не боятся воздействия растворов солей высокой концентрации, кислых и щелочных вод и являются функциональными аналогами полимерных материалов (мембранам) любой толщины.