Июль 2020-го. Маленький дальневосточный Амурск с населением чуть больше 37 тысяч человек пребывал в лихорадочном состоянии. Город преображался на глазах: дороги расширяли и выравнивали до идеала, радиусы поворотов увеличивали, а к берегу Амура проложили новую трассу, упиравшуюся в монументальный причал. Приехала даже съемочная группа культового цикла Mega Transports, снимающая истории о перевозке гигантских грузов. Все понимали: ждут кого-то большого. Очень большого.
Гость и впрямь был колоссальным — стальной цилиндр диаметром 6 м, длиной 50 м и весом 1100 т. Царь-автоклав, созданный в Бельгии для высокотемпературного окисления концентратов по технологии, к которой приложил руку выдающийся профессор Николай Воробьев-Десятовский, чьим именем агрегат и был назван. Миссия такого автоклава — добывать золото. Но не простое, а заключенное в самый стойкий природный сейф — дважды упорные руды.
В этой истории было много «никогда». Никогда раньше в мире не строили таких автоклавов для золотодобычи. Никогда не везли подобный груз из Европы на Дальний Восток. Никогда в России драгоценный металл не извлекали в таких объемах из самого неподатливого сырья.
Мегапутешествие
Логистика оказалась сродни космической миссии. Из-за погодных условий окно для доставки не превышало нескольких недель; любая ошибка — и проект пришлось бы отложить на целый год. А год — это 18 т недобытого золота. Риски были на каждом шагу: например, при транспортировке по бельгийским каналам до порта Антверпен зазор между автоклавом и мостами исчислялся сантиметрами.
Но главный вызов ждал в самом Амурске. Доставить такой груз мог только 28-осевой самоходный модульный транспортер, требующий идеального дорожного полотна. Финальный аккорд — съезд груженой платформы с баржи на берег. Для этого и строили те самые дороги и причал. Расчеты показывали: угол между секциями пандуса не должен превышать 1,8 градуса. И тут природа внесла свои коррективы: уровень реки поднялся до столетнего максимума. На всю операцию оставались сутки. Вода уже плескалась в считаных сантиметрах от критической отметки. Но гиганта успели высадить на берег. Ночной проезд через город стал вторым актом представления — весь Амурск не спал, провожая стального исполина на комбинат.
Мегазавод
Амурский гидрометаллургический комбинат (АГМК) — ответ России на истощение запасов «легкого» золота. К концу 1990-х богатые и легкодоступные залежи иссякли. Остались упорные руды, где золото замуровано в сульфидных минералах, перед которыми традиционное цианирование бессильно. «Полиметаллу», в чьих активах такие месторождения составляли более 60%, поневоле пришлось стать пионером.
Технология XX века — окислительный обжиг — была тупиковой: токсичные выбросы, большие потери. Век нынешний — гидрометаллургия. Ее сердце — автоклав, где руда окисляется в водной среде чистым кислородом под высоким давлением. Чище, эффективнее, технологичнее. Месторождений рядом с Амурском нет, зато пересечение транспортных артерий — водных, железнодорожных и автомобильных — превратило город в технологический хаб по извлечению металла из концентратов.
Алхимия купажирования
Процесс начинается со склада золотосодержащих концентратов, которые поступают на завод из разных регионов, от Урала до Чукотки. Нас сопровождает начальник производственно-технического отдела АГМК Роман Кургачёв, весельчак и философ от металлургии. Сразу в автоклав концентрат не загружают, так как содержание золота и состав пород в разных партиях неодинаковы. А чтобы процесс был эффективным, нужно выдерживать оптимальные параметры, в первую очередь по сере и углероду: под них планируется подача чистого кислорода.
Сначала проводили научные расчеты, потом многочисленные эксперименты — на их основе удалось выработать оптимальный состав шихты, загружаемой в автоклав. Само собой, все параметры — производственный секрет. Для получения состава смешивают разные концентраты, Роман называет этот процесс купажированием и сравнивает его с высоким искусством: от качества смеси зависит производительность установки.
Углеродные воришки
Первый маленький автоклав на Амурском ГМК ввели в эксплуатацию в 2012 году. Ну как маленький — цилиндр из стали диаметром 3,7 м и длиной 25,2 м.
Когда стоишь в корпусе ГМК-1, кажется, что над тобой застыла блестящая подводная лодка из романа Жюля Верна. На этом автоклаве впервые в России отработали технологию и освоили переработку упорных руд.
Но для чего заводу понадобился супервариант? Дело в том, что первый автоклав позволил металлургам вскрывать сейф упорных руд, высвобождая золото, замурованное в сульфидных минералах. Но существуют дважды упорные руды, в которых после первого, сульфидного сейфа следует второй — углеродный: когда в автоклаве разрушаются сульфиды и высвобождается золото, углерод моментально поглощает («ворует») его обратно.
Это явление называется preg robbing. Металл просто переходит из «сульфидной тюрьмы» в «углеродную ловушку», и мы снова его теряем. Нейтрализовать углеродного воришку можно разными способами, самый эффективный — добавочная термическая обработка. Как раз в ней и заключается главный секрет нового оборудования.
Царь-автоклав
Установка отличается не только размерами, но и параметрами: она позволяет поддерживать температуру 240 градусов (против 200 градусов у прежнего автоклава) и давление до 45 бар. Гигантская скороварка, способная разорвать любые природные оковы. Эти характеристики и позволяют справляться с дважды упорными рудами. Они оптимальны: если поднять температуру выше, то активизируется извлечение попутных металлов, содержащихся в концентратах, а для комбината главный элемент — золото, поясняет Роман Кургачёв. Запуск второго автоклава вдохнул новую жизнь в освоение гигантских месторождений вроде Нежданинского в Якутии, чьи руды являются классическим примером дважды упорных.
Если прежняя модель навевала ассоциации с подводной лодкой, то нынешняя напоминает гигантский стимпанковский дирижабль, который парит в цехе под потолком. К нему по артериям из нержавеющей стали поступают нужные компоненты.
- Первый — пульпа, водный раствор золотосодержащего концентрата.
- Второй — кислород 93%-ной чистоты, привозимый с двух кислородных заводов, который подается под каждый из восьми агитаторов — перемешивающих устройств внутри автоклава.
- Третий — пар, который разогревает цилиндр и запускает процесс окисления, который проходит с выделением тепла. Тепла, кстати, столько, что можно отапливать весь комбинат в холодные дальневосточные зимы.
- Ну а если температура начинает выходить за технологические пределы, нужен четвертый компонент — охлаждающая вода.
Процесс довольно необычный для горнообогатительной фабрики — в зале чисто и тихо. Трудно поверить, что над твоей головой находится около 1000 т водной суспензии концентрата, который медленно перемещается по автоклаву — процесс занимает от шести до восьми часов. И если на входе водный раствор имеет светло-серый цвет, то на выходе — ржавый: этот оттенок ему придают оксиды железа — под таким давлением и в присутствии чистого кислорода окисляется все.
Традиции
Потом все идет как обычно: раствор охлаждают, добавляют известь для нейтрализации серной кислоты, удаляют лишнюю воду и отправляют для извлечения золота с помощью традиционного процесса цианирования, которому уже более века. С точки зрения технологии все, что мы видели, — настоящий металлургический космос. Огромные автоклавы способны перерабатывать самые трудные руды на земле с невероятным уровнем извлечения желтого металла — до 96%. Все дальнейшие улучшения технологии позволят повысить этот показатель разве что на процент. И месторождений для таких гигантов хватит еще на много десятилетий. А что дальше?
«А что дальше? — смеется Роман Кургачёв. — Не волнуйтесь. Много золота, например, в океанской воде. Научимся добывать и оттуда». И в этой шутке весь «Полиметалл».