Разработка полезных ископаемых – деятельность, направленная на извлечение из недр земли или с ее поверхности минералосодержащих веществ и их переработку до получения готовой продукции. Добыча золота является приоритетным направлением в данной сфере. Во многом это объясняется драгоценностью металла и его влиянием на состояние золотовалютного резерва любой страны. Поэтому золотодобывающая промышленность занимает особое место в системе государственного развития, а для ее совершенствования разрабатываются и внедряются новые технологии.
Процесс образования золота в природе
Месторождения золота
Драгоценные металлы встречаются в природе повсеместно, включая мировой океан и даже растения, но достаточно эффективных способов их извлечения не существует. Поэтому добыча золота осуществляется на месторождениях, которые бывают двух видов.
Первичные, называемые коренными – их образование связано с магматической активностью, когда на поверхность земли вырывается множество расплавленных компонентов, в том числе золотосодержащие растворы солей, застывающие в жилы.
Вторичные, называемые россыпными – они образуются в результате высвобождения драгметалла из золотоносной руды под действием естественных процессов (течение рек, возникновение оврагов, обвалы горных пород) или климатических катаклизмов (наводнения, сели, проливные дожди).
Вода при размытии золотоносных жил может уносить частицы желтого металла на значительные расстояния. Особенно крупные куски называются самородками. Их вес варьирует от 5 грамм до нескольких килограмм.
В ближайшие годы золота будет все больше и больше
В отличие от черного золота (нефть) или голубого золота (природный газ), которые после добычи из недр безвозвратно расходуются в процессах хозяйственной деятельности, собственно золото вот уже несколько тысячелетий накапливается в виде археологических артефактов, ювелирно-бытовых изделий, нумизматических и памятных монет, мерных и банковских слитков. В последнее десятилетие проявилась сравнительно новая тенденция масштабных закупок золота центральными банками ряда стран, в первую очередь России и Китая, очевидно, в рамках стратегии дедолларизации финансовой сферы.
Центробанк сообщил, что Россия по итогам 2021 года осталась на пятом месте мирового рейтинга по количеству золота в международных резервах, увеличив отрыв от Китая. Банк России за прошлый год нарастил резервы монетарного золота на 159 тонн, до 2271 тонны (73 млн тройских унций). В течение года он регулярно закупал его для пополнения золотовалютных резервов. Однако дистанция по величине золотых резервов между Россией и лидерами мирового рейтинга все еще очень большая: у США — 8134 тонны, у Германии — около 3370 тонн.
По данным World Gold Council (WGC), покупки золота центральными банками мира активно продолжались в 2021 году и по итогам января—сентября выросли на 12% по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года, до 547,5 тонны. Таким образом, по итогам 2019 года ожидается обновление рекорда по закупкам золота центробанками. В 2021 году был поставлен 50-летний рекорд — 651,5 тонны.
Россия остается крупнейшим покупателем золота — в 2021 году на нее пришлось более 20% всех покупок этого драгоценного металла в резервы стран.
Потребление золота в мире, по данным WGC, превышает 4300 тонн в год, за последние 40 лет потребление выросло почти в три раза. Две трети золота, поступающего на мировой рынок, обеспечиваются золотом, добываемым из недр. При этом мировая добыча золота также увеличивается. В 2021 году, по данным Gold Fields Mineral Services (GFMS), она составила свыше 3300 тонн, что почти вдвое выше уровня середины 1980-х. Поэтому вопросы прогноза добычи золота в мире и достаточности минерально-сырьевой базы для обеспечения текущих и прогнозируемых потребностей мировой экономики являются актуальными, в том числе для устойчивого развития минерально-сырьевой базы золота России как одного из ведущих продуцентов золота в мире.
Людмила Дорожкина, ведущий специалист Информационно-аналитического центра по недропользованию, входящего в состав ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского», рассказала «Ъ-Науке» о том, чего ожидать от рынка золота.
— Каковы принципы прогнозирования добычи золота?
— Прогноз добычи золота в мире является частью научно-исследовательских работ, цель которых — анализ обеспеченности мировой экономики ресурсами важнейших видов твердых полезных ископаемых и прогноз добычи минерального сырья в обозримой перспективе. В конце 2021 году в ФГБУ ВИМС издана монография «Добычные возможности недр». В книге представлены результаты анализа обеспеченности мировой экономики ресурсами важнейших видов твердых полезных ископаемых — черных, цветных и благородных металлов.
Прогноз базируется на информации о запасах, ресурсах, фактической добыче, а также проектных добычных мощностях эксплуатируемых и подготавливаемых к эксплуатации месторождений. Добычные возможности месторождений представляют собой обеспеченность каждого из них ресурсами минерального сырья при заданном уровне добычи, который рассчитывается в соответствии с планом работ компании-владельца.
Информация собирается и актуализируется в ходе мониторинга состояния мирового минерально-сырьевого комплекса золота. К настоящему времени в анализе используется информация более чем 1500 коренных месторождений. Сюда вошла подавляющая часть коренных собственно золоторудных месторождений мира, в том числе практически все уникальные, крупные и большая часть средних по запасам объектов, а также значительная часть комплексных месторождений с попутным золотом.
Запасы и ресурсы золота выявлены на территории более 100 стран мира. По нашей оценке, мировые промышленные запасы золота достигают 63 тыс. тонн, а суммарные ресурсы превышают 120 тыс. тонн. Добыча драгоценного металла в мире растет и в 2021 году составила 3,3 тыс. тонн, по данным U.S. Geological Survey. По результатам анализа добычных возможностей в ближайшие годы тенденция к росту сохранится, и максимум в 3,4 тыс. тонн будет достигнут к 2022 году. Однако с 2025-го возможен устойчивый спад мировой добычи, и к 2030 году она может сократиться до 2,7 тыс. тонн, то есть примерно на 20% по сравнению с 2018-м.
Добыча золота в России в 2021 году составила 378 тонн. Сейчас в разработке свыше 40 проектов освоения месторождений разного масштаба. Крупнейшие из них — Сухой Лог в Иркутской области, Нежданинское в Республике Саха (Якутия), Песчанка в Чукотском АО. В случае своевременного вовлечения в эксплуатацию всех осваиваемых объектов до 2030 года добыча золота в России может превысить 450 тонн.
— Чем прогнозная методика (ВИМС) отличается от зарубежных аналогов, например GFMS?
— Аналитические компании, работающие в информационном пространстве золотой отрасли, такие как Gold Fields Mineral Services, как правило, охватывают вопросы его предложения и потребления на мировом рынке, динамику цен, мировой торговли и т. д. При этом только частично освещаются вопросы, связанные с минерально-сырьевой базой золота и его добычей. Напротив, наши работы ведутся именно в этом направлении. Данные о запасах и добыче (как фактической, так и проектной мощностей) каждого конкретного месторождения позволяют нам создавать выборки по заданным параметрам и использовать их для оценки возможной динамики добычи минерального сырья в отдельных странах и в мире в целом, оценивать добычные возможности по ведущим геолого-промышленным типам месторождений, темпы исчерпания ресурсов эксплуатируемых в настоящее время объектов и т. д.
— Какова точность ваших прогнозов?
— Нужно отметить, что любые прогнозы, в том числе прогнозы совокупной добычи золота, имеют вероятностный характер и зависят от множества условий. Так, при анализе добычных возможностей для каждого из осваиваемых месторождений учитывалась стадия, на которой находился проект освоения. Как правило, проекты высокой степени подготовки обладают существенно большим потенциалом для реализации, чем проекты, находящиеся на ранней стадии, то есть предварительной оценки. Последние могут быть законсервированы, или их завершение отложено при неблагоприятной конъюнктуре рынка. Консервация проекта освоения не затрагивает ресурсный потенциал осваиваемого месторождения, но оказывает влияние на ожидаемый уровень добычи минерального сырья в целом.
— Как вы считаете, насколько изменится цена на золото к 2030 году?
— Изменение фундаментальных факторов (снижение производства золота, сокращение запасов золота высокорентабельных месторождений и др.), влияющих на формирование цен в перспективе, должны поддерживать положительный стоимостный тренд на золото, и его цена может превысить $1,5–1,6 тыс. за тройскую унцию.
Однако нужно отметить, что с 2000-х годов произошло резкое усложнение причинно-следственных связей, формирующих мировые цены на сырье, и задача прогноза мировых цен на золото с учетом действия только традиционных фундаментальных факторов становится все более сложной, так как одновременно существенное влияние оказывают и финансовые факторы.
— Возможно ли развитие методики, применяемой для прогноза, например, с включением блоков искусственного интеллекта?
— Конечно же, методика, применяемая для прогноза, может модифицироваться, в том числе с включением блоков машинного обучения, например, в части анализа вероятности реализации проектов, находящихся на разных стадиях изученности.
Подготовил Владимир Тесленко, кандидат химических наук
Способы добычи драгоценного материала из природы
Человечество давно занимается поиском и разработкой драгметаллов, но, несмотря на это, добыча золота на протяжении длительного времени велась примитивными способами, которые хотя редко, но применяются и в современном мире. Они получили название «традиционные».
С развитием машиностроения и ростом научно-технического прогресса появилось множество новых методов извлечения золота, которые считаются «современными». Они представляют собой механизированный процесс и имеют характер промышленных разработок.
Процесс добычи желтого металла не ограничивается его выкапыванием, вырубкой или вымыванием в составе золотоносной руды. Большое значение имеет умение выделять золото из глыб породы и сопутствующих минералов.
Метод ручного просеивания и промывания
В настоящее время такой вариант добычи считается кустарным и встречается редко, хотя является одним из самых древних. Заключается он в пропускании речного песка через сито, деревянный лоток или мешковину. В золотоносных реках старатели зачерпывают речной песок и, высыпая на приспособление, просеивают и промывают его. Частицы драгоценного металла, которые имеют больший размер, чем обычные песчинки, остаются в посуде и собираются в отдельную емкость.
Такая работа является очень сложной, кропотливой, требует больших затрат сил и времени. Кроме того, она сопряжена с длительным нахождением в воде, что также является дополнительным негативным фактором. При этом результат нельзя предугадать заранее.
Механизированные прииски
Современные технологии позволяют облегчить работу старателей с помощью механизации большинства процессов просеивания и промывания речного грунта. Земснаряды, помпы, грохота и другие механизмы дают возможность поднять песок с большой глубины, выдать его на берег и переработать в течение более короткого промежутка времени и с меньшими трудозатратами, чем при работе руками.
Но, несмотря на значительное снижение ручного труда, его процентное соотношение в процессе золотодобычи остается высоким. Поэтому работа на приисках до сих пор считается одной из самых сложных.
Извлечение золота из руды
Извлечение золота из руды
Ранее такая добыча велась вручную и всегда была сопряжена с большим риском для жизни и здоровья золотодобытчика, потому что сопровождалась рытьем шахт, наличием обвалов и обрушений или пребыванием в горных районах.
Сейчас подобная практика получения золота прекращена, и разработки золотоносной руды производятся механизированным способом. Порода извлекается из шахты или карьера мощной техникой, после чего раздробляется и просеивается в специальных механизмах.
Довольно часто, для ускорения выемки грунта, на объектах по добыче золота применяются взрывные и буровзрывные методы, что позволяет за короткие сроки выдать и переработать более значительные объемы породы.
Оборудование для добычи золота
Добытчики золота вынуждены пользоваться большим количеством разнообразного оборудования, которое подразделяется, в зависимости от цели его использования:
- на буровую технику для разведки ископаемых – установки, станки, долота, коронки, забурники;
- на прочее оборудование для разведки, например, концентраторы, лотки, промывочные приборы, сита, шлюзы;
- на горное оборудование, куда входят буровые станки, насосы, трубы
- на технику для открытых горных работ и подземных работ;
- на обогатительное оборудование для россыпей, куда входят драги и промывочные приборы, и т. д.
Еще недавно залежи золота располагались очень близко к поверхности земли, поэтому легко извлекались, что позволяло осуществлять добычу золота вручную. Довольно часто можно было найти на берегу реки самородок – камень, состоящий из слитка чистого металла. Старатели тогда бродили вдоль рек с лотками, чтобы самым простым путем намыть золото. Сейчас процесс извлечения промывкой вновь становится актуальным, и люди снова хотят знать, как мыть золото. В помощь таким старателям российскими и зарубежными производителями предлагается современное оборудование для поиска и добычи желтого металла.
Так, ими созданы различные приборы для промывки золота производительностью от 4 м³/час до 20,0 м³/час, что делает их очень удобными для организации небольшой добычи. Для промывки металла подобный промприбор устанавливается стационарно с помощью опорных домкратов.
Почти каждый год появляются сведения о том, что разработан новый моющий прибор для россыпного золота. Некоторые российские фирмы-производители утверждают, что их промышленные устройства позволяют извлечь золото без потерь за счет замкнутого цикла добычи, поскольку промприбор для промывки имеет специальный бак для оборотной воды, что позволяет старателю вести работу вдали от водоема.
Промприбор для добычи золота может применяться как в малом, так и в промышленном масштабах. Его можно купить в специализированных магазинах или в интернете либо взять в аренду.
В последнее время растет популярность метода поиска золота металлодетекторами, поскольку данный путь доступен даже для ребенка, женщин или пенсионеров. Он позволяет получить самородок весом от 2 до 20 г.
Драги и минидраги
На рынке оборудования существуют различные варианты драг. Минидраги с производительностью от 1,5 до 20 м³/час применяются старателями за рубежом уже более 30 лет на россыпях Аляски, Южной Африки, Канады и Америки. Особенно много вариантов драг предлагается китайскими производителями. Некоторые драги имеют датчики благородных металлов, могут подавать световые сигналы наличия или отсутствии золота в пульпе, а также способны построить график соответствия места поиска драгоценного металла его концентрации в породе.
Скопления благородного металла расположены также в глубоких участках русла реки, потому что это тяжелый металл. Такие скопления называют гнезда или котлы. В этих местах содержание золота может достигать сотни граммов на кубометр воды. Специально для таких подводных залежей разработаны портативные электрические всасывающие драги, работающие бесшумно от электродвигателя, причем эти механизмы незаметны даже с воздуха.
Существуют и другие неплохие устройства для промывки, сортировки и добычи золота, например, американский Goldfield Explorer 2. Однако следует учитывать, что в условиях санкций и сложной международной обстановки разумнее пользоваться российскими механизмами, для которых не будет проблемой найти запчасти или мастерскую по ремонту техники.
Методики, применяемые для выделения золота из общей выдаваемой массы
Золотодобывающая промышленность разделяет месторождения по их рентабельности, исходя из количества драгоценных металлов на определенный объем перерабатываемого грунта:
- 10 гр. на тонну породы/песка – богатое;
- 3 грамма золота с одной тонны – прибыльное.
С каждым годом богатых месторождений в мире становится все меньше, поэтому большое внимание уделяется умению выделять золото с наименьшими потерями из общей перерабатываемой горной массы. Таких методик существует довольно много.
Амальгамирование
Данный способ основан на использовании ртути для отделения драгметалла от массива руды. Ртуть обладает способностью притягивать золотые частицы, обволакивая их. Процесс извлечения золота состоит из нескольких этапов:
- Используя особенность ртути, она помещается в специальные емкости, в которые потом засыпается порода.
- Благородный металл буквально изымается ртутью из общего содержимого емкости, после чего опустошенная порода удаляется.
- Чтобы освободить желтый металл из объятий белого, емкость нагревается и расслаивание происходит само собой.
Способ амальгамирования пользовался широкой популярностью, но постепенно был вытеснен более прогрессивными и безопасными методиками получения золота, не связанными с использованием высокотоксичной ртути.
Кучное выщелачивание
На данный момент – это самый применяемый и высокопродуктивный способ, позволяющий вести добычу золота даже из ранее переработанной руды, а также породы, признанной скудной на содержание драгоценных металлов. Использование цианида натрия обеспечивает преобразование золотых частиц (даже мельчайших) в цианистые соединения. В дальнейшем, с помощью химических реакций металл выделяется и очищается от примесей.
Такая методика выщелачивания золота дает возможность более полной переработки золотоносной руды и делает реальным новое использование старых месторождений и оставленных ранее разработок.
Метод вытравливания золота из изделий
Вытравливания золота из изделий
Этот способ не является промышленным, но находит применение при извлечении драгметалла из старых радиодеталей, позолоченных изделий бытового и хозяйственного назначения. В основе метода вытравливания лежит химическая инертность искомого элемента. Для достижения успеха необходимо собрать крупную партию вышеперечисленных предметов, отделить золотосодержащие элементы и поместить их в раствор концентрированной азотной и соляной кислоты, называемый «царская водка».
Особенностью этого раствора является способность растворять без остатка все металлы, кроме золота, поэтому результатом станет золотая пленка на поверхности жидкости. Она отделяется с помощью обычной ткани.
Как добывают золото
Золото ценится как драгоценный металл уже шесть с половиной тысячелетий. Символом роскоши и эквивалентом богатства это уникальное вещество стало в 3 тысячелетии до нашей эры. Химическое название элемента в таблице Менделеева Аурум (Aurum), этот термин переводится на санскрит как жёлтый, в латинской интерпретации перевода слово звучит как Аврора или Богиня Утренней зари. В природе данный элемент встречается редко, поэтому его добыча — это длительный поиск месторождения и трудоёмкий процесс извлечения золота из руды и сыпучих пород. Большие самородки металла, имеющиеся на всей Земле, можно пересчитать по пальцам.
Как находят золотые жилы? Золото относится к полезным ископаемым, разработка которых производится в несколько этапов:
- Разведка месторождения и оконтуривание участка будущих разработок.
- Экономическая оценка объёмов залежи.
- Раскопки мест залегания и создание начальной инфраструктуры для промышленной разработки.
- Добыча золотоносных пород – руды, песка и извлечение из них драгоценного металла.
Разведочно-поисковые работы проводятся с помощью изучения выходов пород, исследования керна, поднимаемого во время бурения скважин, геофизических исследований пластов. Часто геологи определяют зону возможных золотоносных пород по сопутствующим минералам. К ним относятся халькопирит, пирит, сфалерит, галенит, арсенопирит, антимонит, бурый железняк. Главным минералом, на который геологи обращают внимание при поиске золота, является кварц. Именно в кварцевых жилах чаще всего встречаются золотые вкрапления. Спутниками золотоносной руды являются горные породы – диориты и граниты. Они образуются при таких же условиях в недрах, как и золотоносные породы, то есть при поднятии магмы на поверхность и остывании её в верхних слоях земной коры.
Виды месторождений золота
Коренные или рудные месторождения
Первыми месторождениями драгоценного металла считаются коренные или рудные. Именно из них при разрушении крепких конгломератов из горных пород образуются золотосодержащие россыпи. В дальнейшем породные обломки переносятся водными потоками, этим объясняется наличие золота в русловых долинах небольших рек. Такая россыпь называется аллювиальной и считается наиболее перспективной для разработки.
Элювиальное месторождение
Элювиальное месторождение — это россыпь в виде обломков и песка, которые не подверглись переносу. Они залегают там, где золотоносная порода подверглась разрушению, находят их обычно на водоразделах крупных водных артерий. Такой тип месторождений стоит на втором месте по содержанию в них золота.
Делювиальная россыпь
Делювиальная россыпь — это сползшая со склонов гор масса обломков с золотоносными вкраплениями. Она всегда располагается ниже коренного месторождения, поэтому перед закладкой шахт проводят дополнительную разведку и находят ту высоту в горах, где залегают золотоносные пласты. В экономическом отношении эти месторождения считаются низкорентабельными.
Добыча золота из руды и его последующая обработка
Разработка золотого месторождения ведётся открытым и закрытым способом. открытый — это карьеры, в которых производят буровзрывные работы для создания рудных отвалов, вывозимых в дальнейшем на горно-перерабатывающие предприятия; закрытый — это шахты, ведущие к подземным залежам, из которых выбирается золотоносная руда.
Второй является более затратным, поскольку для работы механизмов в шахте требуется дополнительная энергия, специальные механизмы и оборудование, затраты на оплату опасных условий труда шахтёров.
Обработка руды
Обработка руды заключается в её измельчении до мельчайших фракций (в песок) и добавлении в них раствора цианида.
Это вещество выщелачивает золотые частицы, порода оседает, а золото освобождается и выводится вместе с цианидом из породной массы. Цианидное выщелачивание может быть двух видов: с измельчением руды, как описано выше и кучное. При втором варианте руду не измельчают, а цианид поливают на куски породы.
Этот процесс отделения золота более длительный, и доля выработанного из руды золота намного ниже, чем при первом варианте. Если из песчаной фракции можно добыть 95% всего содержащегося в руде золота, то из кусков породы — только 65%. Плюсом кучного выщелачивания является меньшая затратность на процесс обработки.
Страны добывающие золото
Золото добывают не во всех странах. Это связано с редкостью распространения этого элемента в природе, а также со сложностью технологий промышленной добычи. Раньше самыми золотодобывающими странами были США и Канада, затем в авангарде стал Китай (добывает около 13% мировых запасов). Список главных золотодобывающих стран выглядит следующим образом — Китай, Австралия, ЮАР, США, Россия, Перу, Узбекистан.
Производственные процессы в получении благородного металла
Кучный метод выщелачивания золота включает в себя ряд производственных процессов, итогом которых является выход чистого драгоценного продукта:
- после доставки золотоносной руды на предприятие по переработке, она помещается в мельницы, где измельчается до определенной фракции;
- после этого материал пропускается через сита и проходит этап окомкования, исключающий слипание фракций в крупные соединения;
- далее полученная масса направляется на выщелачивание с помощью цианида натрия и формируется в рудный штабель;
- следующим этапом является отделение отработанной руды от цианистых соединений металла путем сорбции;
- извлеченные золотосодержащие соединения отправляются на гальванизацию, где происходит предварительная очистка.
Завершением процесса является переплавка полученного осадка до выхода лигатурного сплава, который впоследствии выщелачивается от рудных остатков.
Добыча золота в холодное время года
Добывать золото в холодное время года проще чем летом
Большинство старателей отдали бы предпочтение добыче золота в теплое время года, когда результат обещает быть более ощутимым, а условия труда – гораздо комфортнее. Но в реальности поиск металла в зимний период или ранней весной имеет свои плюсы, которые нельзя игнорировать. Главное – знать, где искать. Для данного метода обязательно нужно взять охотничьи лыжи (не беговые), для передвижения по пересеченной местности.
Ценный металл обнаружить зимой в чистой, прозрачной воде и изъять гораздо проще, чем летом. Во время поиска нужно учитывать, что уровень рек в холодные месяцы сильно падает. Поэтому обычно неглубокие перспективные для поиска места в этот период становятся еще мельче и доступнее для исследования, а участки скал, ранее закрытые водой, начинают просматриваться над ее поверхностью.
Преимуществом является возможность заметить желтые отблески просто на поверхности скал (пригодится дополнительный инструмент для отбивания кусочков породы). К тому же зимой на скалах можно найти драгоценный металл в больших количествах, чем летом в песке.
Правильно выбранное место – основа успешного поиска заветного сокровища.
Пассивность частной золотодобычи
Вольные старатели все реже отправляются на поиски золотого металла, причиной тому служат следующие обстоятельства:
- Технические. В современном мире золотодобыча входит в компетенцию крупных компаний. Это достигается в ходе ежедневной деятельности горно-обогатительных комбинатов и работы специальных машин — драг. Добыча золота производственного характера намного эффективнее и прибыльнее ручного труда.
- Юридические. Уже с конца 19 в. государство начало ограничивать работу золотодобытчиков частных предприятий, а также отдельно взятых лиц, кто моет золото самостоятельно, без разрешения. Золотые прииски долгое время имели право законно разрабатывать только крупные компании, имеющие специальную лицензию.
Можно ли добывать золото в России? Пока это делают только крупные компании. На сегодняшний день считается преступлением частный процесс добычи золотого металла в России. Он карается законом. Срок наказания может быть увеличен в том случае, если незаконная добыча золота осуществляется группой лиц. Многие считают, что в России нужно ввести практику США и Канады, где, купив лицензию, любой человек может самостоятельно добывать драгоценный металл. Связь крупных компаний и частных добытчиков может значительно увеличить производительность РФ. Государство против того, чтобы золото добывалось индивидуальными старателями в России, т.к. имеется большая вероятность того, что этот металл пройдет мимо государственной казны.
Не стоит полагать, что человек открыл все золотые прииски. Существуют неизведанные водные просторы, например, океан, откуда можно добывать драгоценный металл.
