Новости

Исследования и разработки по меди

Рост спроса на металлы заставляет добытчиков искать новые и развивать известные способы переработки. Одной из таких компаний стала Anglo American, создавшая SandLix — технологию кучного выщелачивания меди из низкосортных и комплексных руд.

Первой стадией процесса является измельчение. Мелкие фракции измельченного продукта (−100 мкм) направляются на обогащение на небольшой, встроенный узел флотации для доизвлечения металла и сокращения расхода реагентов. Более крупные классы (0,1–6,0 мм), хорошо проницаемые для выщелачивающего раствора, укладываются в штабель. За счет жизнедеятельности микроорганизмов в нем поддерживается оптимальный для растворения ценного компонента температурный режим [13,14].

Согласно подсчетам Anglo American, применение SandLix позволит уменьшить бортовое содержание меди на 20 %. Извлечение металла из комплексных руд оценивается в 85 % (в течение 250 суток); по этому показателю технология сопоставима с флотацией, но выигрывает у нее по расходу энергии и воды, которые на 50 % ниже, чем в типичном цикле флотационного обогащения.

В 2024 году для тестирования SandLix компания построила экспериментальную колонную установку вместимостью 50 т на базе технологического центра в ЮАР. Программа испытаний также включала запуск на медедобывающем предприятии El Soldado в Чили опытного участка КВ на 15 тыс. т руды. Свою работу он завершил в III квартале прошлого года, по заявлению разработчиков, продемонстрировав расчетные параметры и подтвердив технические решения.

Следующим шагом станет строительство промышленной установки для изучения возможностей интеграции SandLix в реальное производство и проверки в непрерывном режиме работы [15].

Над новым способом кучного выщелачивания меди из сульфидного сырья работает компания pH7 Technologies [16].

Процесс предусматривает окисление руды и растворение Cu с последующей экстракцией и электролизом. Ключевой элемент системы — установка производства реагента, способного разрушать химические связи между металлом и сульфидами, обеспечивая тем самым удаление пассивирующего слоя и окисление ценного компонента. В pH7 Technologies отмечают, что установку можно внедрить в действующее производство без изменения технологической схемы.

Цикл переработки замкнутый: обезметалленный раствор возвращается на установку, окислитель регенерируется и повторно используется для орошения рудного штабеля. Как уточняют в компании, технология предназначена для экономичного извлечения меди, а также золота не только из сульфидных, но и из окисленных и переходных руд с производством в качестве конечного продукта медного катода или сплава Доре.

На начало нынешнего года были запланированы испытания системы на промышленном медном руднике. Параллельно pH7 Technologies занимается моделированием КВ и проводит колонные тесты на пробах руды различных месторождений.

«Мы добились более чем 80-процентного извлечения меди из халькопирита, и это впечатляет. Мы получаем лучшие [результаты], чем в лаборатории, не только по извлечению, но и по экономике и расходу электроэнергии», — рассказал основатель и генеральный директор компании Мохаммад Дустмохаммади [17].

В конце декабря 2025 года на предприятии Johnson Camp в США первую партию меди по новой технологии Nuton получила компания Rio Tinto [18]. Это процесс кучного биовыщелачивания руд, в том числе сульфидных, с извлечением ценного компонента по операции до 85 %.

Бактерии культивируются в биореакторах, а необходимая для их жизнедеятельности среда в штабеле поддерживается за счет аэрации и добавки подкисленной воды. Процесс может применяться для переработки как руды, так и хвостов. Технологическая схема включает дробление, окомкование, укладку, выщелачивание, экстракцию растворителями, реэкстракцию и электролиз. Конечным продуктом является медный катод чистотой свыше 99 %.

Установка Nuton модульная и оснащена средствами для быстрого масштабирования с учетом особенностей конкретного сырья и рудника. Участок на Johnson Camp рассчитан на производство приблизительно 30 тыс. т меди (Nuton должна обеспечить порядка 14 тыс. т) и проработает более четырех лет.

«Это прорыв для Nuton. Существование этой технологии доказывает возможность более экологичного, быстрого и эффективного производства меди в промышленном масштабе. В отрасли, где некоторым проектам нужно 18 лет на то, чтобы пройти путь от концепции до производства, нам хватило 18 месяцев», — заявила глава медедобывающего направления Rio Tinto Кэти Джексон. Она добавила, что компания активно сотрудничает с предприятиями в Северной и Южной Америке, чтобы в ближайшие годы запустить Nuton на новых площадках.

Исследования и разработки по другим металлам

Развитие многих современных технологий и отраслей невозможно без редкоземельных металлов. Чтобы увеличить их поставки, компания ASM собирается построить на проекте Dubbo в Австралии установку кучного выщелачивания редкоземельных металлов.

Предварительные исследования показали, что КВ на Dubbo является более простым и экономичным вариантом по сравнению с традиционным процессом, включающим измельчение, флотацию, обжиг и другие стадии, и более безопасным по сравнению с подземным выщелачиванием.

Предполагается, что технологический цикл будет состоять из дробления, окомкования и укладки руды в штабели с последующей очисткой полученного насыщенного раствора от железа, алюминия и цинка, а также осаждением и экстракцией редкоземов [19].

Расчетная производительность КВ оценивается в 1 млн т руды в год. На первой очереди проекта будут извлекаться оксиды неодима, празеодима, диспрозия и тербия. В соответствии с технико-экономическими расчетами среднегодовое производство оксида NdPr составит 1 157 т, Dy — 72 т, Tb — 13 т.

В феврале прошлого года компания Harena Rare Earths представила результаты предварительного технико-экономического обоснования проекта Ampasindava на Мадагаскаре [20].

Месторождение сложено алюмосиликатными глинистыми минералами, в частности каолинитом, иллитом, смектитом и другими. Ценными компонентами являются оксиды празеодима, неодима, тербия, диспрозия, иттербия и других. Их ресурсы во всех категориях на Ampasindava оцениваются в 606 тыс. т.

Проект предусматривает строительство установки КВ производственной мощностью 5,2 млн т руды в год, которая за 20-летний срок эксплуатации позволит получить около 71 тыс. т редкоземельных металлов.

Еще один ценный металл, никель, получают с помощью дорогостоящих пирометаллургических и гидрометаллургических методов, например высокотемпературного сернокислотного автоклавного выщелачивания (HPAL).

Чтобы сократить расходы на переработку никельсодержащей латеритной руды, Brazilian Nickel планирует внедрить КВ на проекте Piauí в Бразилии [21]. Генеральный директор компании Марк Траверс заявил, что по капитальным и эксплуатационным затратам оно выгодно отличается от HPAL.

Бразильское месторождение — не единственный известный пример применения КВ для извлечения Ni. В полупромышленном масштабе на материале низкосортной никелевой руды с месторождения в Греции (рис. 5) был испытан процесс HELLAS (от Heap Leach LAteriteS — кучное выщелачивание латеритов), разработанный Афинским национальным техническим университетом [22].

HELLAS предусматривает выщелачивание руды разбавленным раствором серной кислоты при атмосферном давлении с извлечением ценного компонента экстракцией растворителями и электролизом (осаждением). В рамках опытов по завершении четырех циклов выщелачивания (114 суток) извлечение никеля составило около 60 %. Авторы работы указали, что этот показатель мог быть выше, если бы не возникли определенные затруднения, и признали результаты удовлетворительными.

Рисунок 5. Полупромышленные испытания кучного выщелачивания никеля в Греции (Фото: Agatzini-Leonardou S., Oustadakis P., Dimaki D., Zafiratos J., Tsakiridis P., Karidakis T., Frogoudakis E., Drougas J. / MDPI, CC BY 4.0) [22]

Заключение

Кучное выщелачивание продолжает развиваться как экономичная и эффективная технология извлечения металлов. Оно становится более универсальным и адаптируемым, может действовать в разном климате и применяться по такому сырью, которое в противном случае перерабатывать было бы нецелесообразно.

В статье «Незаметное возвращение кучного выщелачивания: почему Австралия вновь идет по проверенному и предсказуемому пути», опубликованной в журнале Австралазийского института горного дела и металлургии (AusIMM), сказано, что отношение к КВ постепенно меняется. Метод становится все более востребованным, так как хорошо отработан и дает стабильные, предсказуемые результаты [23].

«Повышенный интерес [к КВ] связан не столько с технологическими прорывами, сколько с сочетанием экономических факторов, накопленного опыта эксплуатации и правовых условий — вкупе с возросшей способностью на ранних этапах принимать обоснованные решения о том, будет ли кучное выщелачивание работать, или от него стоит отказаться», — говорится в материале AusIMM.