В КО УкрГГРИ предложена комплексная биотехнология переработки различных типов золотосодержащих руд, продуктов их обогащения и техногенных отходов. Технология включает новые способы переработки минерального сырья: биовыщелачивание золота экологически чистым биореагентом — заменителем цианидов; биогравитационное обогащение и биофлотацию мелкого и тонкого золота; биоокисление высокомышьяковистых сульфидных руд и концентратов.

Биовыщелачивание. В КО УкрГГРИ разработан биореагент ЮГ-2, который можно использовать как экологически чистый заменитель цианидов. Сырье для его приготовления — отходы одного из крупных предприятий Украины. В промышленных условиях были получены и успешно испытаны опытные партии биореагента ЮГ-2, изготовленные в виде сухого порошка и 50%-го раствора, которые можно разбавлять до необходимой концентрации. Время биовыщелачивания 48-72 ч, рабочая концентрация реагента 0,2-1,0 %. По предварительным расчетам, цена реагента составит 550 дол. США/т, что ниже стоимости цианидов. Возможность регенерации выщелачивающих растворов в значительной степени удешевит процесс биовыщелачивания.

В КО УкрГГРИ создана комплексная пилотная установка для моделирования производственного процесса. Дополнительный узел противоточной сорбции позволяет совместить операции биовыщелачивания и сорбции, что ускоряет растворение золота и повышает степень его извлечения. Лабораторные и пилотные испытания, проведенные на различных типах руд, флотоконцентратах и гравиоконцентратах предприятий Украины, России, Китая и Греции, свидетельствуют о высокой эффективности биовыщелачивания золота и корреляции его показателей с показателями процесса цианирования. Несмотря на широкий диапазон содержания золота в исследуемом сырье (1,3-420 г/т), биореагент извлекает его достаточно эффективно, переводя в раствор от 68 до 96 %. Испытания опытной партии ЮГ-2 при обработке 5 т руды подтвердили высокую активность биореагента. Биовыщелачивание можно успешно использовать и для извлечения мелкого и тонкого золота из хвостов гравитационного обогащения и флотации, лежалых хвостов и шламов хвостохранилищ, что создает предпосылки для переработки техногенных отходов. Стоимость биореагента ЮГ-2 в 1,5 раза ниже, чем цианидов, применение не требует реконструкции фабрик. В Украине есть необходимая сырьевая база и предприятия, готовые производить биореагент.

Биогравитационное обогащение. Наличие тонкодисперсных фракций в большинстве руд цветных, редких и благородных металлов осложняет процесс обогащения и повышает потери ценных компонентов с отвальными хвостами и шламами. Исследования, проведенные в КО УкрГГРИ, установили возможность извлечения мелкого и тонкого золота путем его агрегирования с биореагентом и образования устойчивых биокомплексов. Разработан способ биогравитационного обогащения, предусматривающий использование биореагентов, под воздействием которых золото флокулирует. Лабораторные испытания на хвостах обогащения действующей золотоизвлекательной фабрики показали, что предложенная технология повышает эффективность извлечения золота в концентрат на 15-18 %. Разрабатывается опытная модель концентрационного стола, предназначенного для использования технологии биогравитационного обогащения. Предложенная технология представляет особый интерес для извлечения ценных компонентов из техногенных отходов.

Биофлотация. Обогащать минеральное сырье с мелким и тонким золотом можно в процессе биофлотации, вводя биосорбенты золота дополнительно к традиционным флотореагентам либо полностью или частично заменяя их. Биофлотация позволяет повысить эффективность извлечения тонкого золота на 15-30 %. Разработаны два экологически чистых реагента, которые могут успешно заменить бутиловый ксантогенат. Их расход — от 50 до 100 г/т, стоимость, по предварительным расчетам, ниже бутилового ксантогената. Биофлотация позволяет существенно снизить потери тонкого золота, которое традиционными методами извлекается неудовлетворительно.

Биоокисление. Высокомыштьяковистые руды и концентраты — труднообогатимое сырье. Технология его обогащения включает вскрытие золота, заключенного в сульфидах, путем биоокисления с помощью тионовых бактерий и последующего выщелачивания биореагентами. В отличие от операции обжига и автоклавной обработки такая технология экологически чистая. В мировой практике биоокисление широко применяют для концентратов с массовой долей мышьяка не более 5-10 %. В лаборатории биотехнологии КО УкрГГРИ разработана система селекции штаммов тионовых бактерий, устойчивых к супервысоким содержаниям мышьяка (от 17 до 28 %). Эффективность разработанных технологий оценивали в процессе пилотных испытаний на крупнообъемных пробах в технологических режимах, близких к производственным. При биоокислении и последующем выщелачивании степень извлечения золота из высокомышьяковистого сульфидного концентрата (27 % As) достигала 93,2 %, а при прямом цианировании в раствор переходило 54 % золота.

Испытания разработанной биотехнологии за рубежом. В 1998 г. в Китае на базе Тяньцзинской горной академии проведены пилотные испытания по биоокислению высокомышьяковистого сульфидного флотоконцентрата месторождения Лю-Мэй (110 г/т Au; 18,1 % As). Степень извлечения золота составила 84,5 %, что на 65,7 % выше, чем при прямом цианировании. Пилотные испытания в Китае в 2003 г. на руде месторождения Пайшаньлоу (2,4 г/т Au), флотоконцентратах фабрик Цзиньчанью (110 г/т Au) и Пунлай (64,0 г/т Au) подтвердили эффективность технологии биовыщелачивания золота. Степень извлечения достигала 80-84 %, что сопоставимо с показателями процесса цианирования. Из биорастворов 90-98 % золота извлекают с использованием кокосового угля или ионообменных смол.

Заключение. В КО УкрГГРИ разработана и успешно испытана биотехнология обогащения золотосодержащих руд месторождений Украины, Китая, России и Греции. Результаты, полученные при лабораторных, пилотных и укрупненных испытаниях, свидетельствуют о высокой эффективности биотехнологических способов обогащения минерального сырья. Они являются экологически чистыми, позволяют вовлекать в переработку забалансовые, труднообогатимые руды, техногенные отходы, а также дают возможность повысить качество очистки отвальных хвостов и сточных вод. В настоящее время проводятся исследования по применению разработанных биотехнологических методов на рудах цветных, редких и черных металлов, а также техногенных отходах.

Sidyakina G. G., Nosalskaya T. V., Smirnova O. M., Gorokhova V. K., Serga Yu. V., Crimean Branch, Ukrainian State Geological Research Institute, Simferopol, Ukraine

The complex biotechnology for the enrichment of gold ores, products of their enrichment and technogenic waste has been developed in CB USGRI. This technology includes new methods of minerals recycling: bio-leaching of gold applying ecologically safe bio-reagent — a cyanide substitute, bio-gravitation enrichment and bio-flotation of fine and thin gold, bio-oxidation of high arsenic sulphide ore and concentrates.

The results of research testify of high efficiency of biotechnological methods of minerals enrichment. These methods are ecologically safe and involve recycling of off-balance and difficult enrichment ore, of the technogenic waste. Moreover they give an opportunity to improve quality of heap tailings and sewage cleaning. The researches on application of developed biotechnological methods to non-ferrous, rare, ferrous metals and technogenic waste are presently being developed.

Сидякина Галина Георгиевна, канд. биол. наук, зав. лабораторией биотехнологических исследований минерального сырья, отдел технологии обогащения минерального сырья, Крымское отделение Украинского государственного геологоразведочного института (КО УкрГГРИ), пр-т Кирова, 47/2, Симферополь, АР Крым, 95017, Украина. Tел. (0652) 29-71-36, факс (0652) 27-52-64. E-mail