Схема обработки проб с предварительным извлечением крупного золота

В 2011 г. группой специалистов ЦНИГРИ И ЗАО «Полюс» в журнале «Недропользование XXI век» описана «Технологическая схема определения содержания золота в рудах с предварительным концентрированием свободного золота» /1/. В выводах, в частности, указано следующее: «Определение содержания золота с применением метода предварительного гравитационного концентрирования золота из навесок массой 1 кг (измельченных до 0,1 мм) позволяет снизить коэффициент вариации до значений 13,5–24,6 %, в зависимости от интервала содержаний золота в руде, и рекомендовать метод для выполнения анализов проб руд Дегдеканского рудного поля. Коэффициент вариации еще может быть снижен за счет увеличения массы анализируемых навесок, но ее увеличение более чем на 4–5 кг нецелесообразно.»

В 2013 г. в докладе специалистов ЦНИГРИ «Определение содержания благородных металлов в рудах и продуктах обогащения руд с крупным золотом» /2/ приведена схема пробоподготовки, в которой гравитационному концентрированию подвергается навеска массой 4 кг, измельченная до 0,1 мм.

Схема пробоподготовки с сокращением исходных геологических проб применялась также на Наталкинском месторождении /3/ (рис.1).

Однако всегда ли стоит сокращать пробу перед гравитационным извлечением из нее золота? Давайте посчитаем, как сокращение пробы влияет на ее представительность, то есть на случайную погрешность определения содержания золота, связанную с различием размера и массы золотин.

Методика расчета представительности проб и ее влияние на результаты разведки рассмотрены ранее /4/. Напомние ее суть. Возьмем для примера месторождение, в котором средняя масса золотин (а) = 0,11 мг, коэффициент вариации массы золотин (V_Au)= 584 %.

Если из руды этого месторождения на участке с содержанием 1,0 г/т отобрать пробу массой 100 кг, то в пробе должно быть 100 мг золота. При средней массе золотин 0,11 мг проба будет содержать 100/0,11 = 909 золотин.

Исходя из коэффициента вариации массы золотин (V_Au = 584 %) и количества золотин в пробе (909 шт.), представительность пробы (m) составит:

m = V_Au/√n = 584√909 = 19,9%

То есть, проба массой 100 кг является вполне представительной для рассматриваемого месторождения. При такой представительности проб (19,9%) данные разведки (контуры, среднее содержание, запасы) будут достоверными (если нет других погрешностей) /4/.

Однако при сокращении исходной геологической пробы количество золотин в оставшейся доле, направляемой на анализ, будет сокращаться. Соответственно снизится ее представительность. Например, если издробить пробу до 4 мм и сократить ее по формуле Ричардса-Чечетта (Q=Kd², при К=1) до 16 кг, то в ней останется 145 золотин. Представительность этой доли пробы (по вышеприведенной формуле) составит 49,7 %. Также можно рассчитать представительность других вариантов сокращения проб до 2 и 1 мм (табл. 1).

Таблица 1. Расчет представительности проб для руды с крупным золотом при а=0,11 мг и VAu= 584 % (на примере среднего содержания 1 г/т)

Как показал расчет, после  сокращения до 1 кг вместо высокой представительности исходной геологической пробы массой 100 кг (19,9 %) мы получили представительность 199 %, что очень далеко от приемлемого значения 20–30 %. Результатом такого снижения представительности будет отрицательное влияние на достоверность разведки месторождения: с погрешностями будут установлены контуры рудных тел, с погрешностью будет подсчитано среднее содержание и запасы /4/.

Как же тогда получен хороший результат у авторов статьи /1/ при сокращении проб до 1 кг? Данная работа весьма обстоятельная и сомнений не вызывает, но стоит обратить внимание на приведенный в статье гранулометрический состав золота Дегдеканского месторождения. Из таблицы, приведенной в статье, следует, что крупность золота в месторождении характеризуется

Ме = 0,1 мм. Можно ли такое золото назвать крупным или даже средней крупности? Вопрос терминологии в данном случае имеет принципиальное значение. Ведь если эксперименты выполнены на рудах с мелким золотом, то их нельзя распространять на объекты с крупным золотом.

К сожалению, авторы не привели для изучаемого золота среднюю массу и коэффициент вариации массы золотин. Первую характеристику приближенно можно определить по данным гранулометрического анализа золота из статьи /1/. В основу расчета положена средняя масса золотин во фракциях крупности. Для каждой фракции рассчитано количество золотин в 1 г золота (табл. 2) и общее количество золотин в граммовой навеске.

По приведенному расчету (см. табл. 2) общее количество золотин в навеске массой 1 г составило 483755. Отсюда средняя масса золотины:

а = 1/483755 = 0,002 мг.

Таблица 2.  Гранулометрический анализ золота Дегдеканского месторождения и расчет средней массы золотин

*Данные из статьи /1/

Приняв значение коэффициента вариации массы золотин по аналогии с ранее рассмотренным месторождением V_Au=600 %, выполним расчет представительности проб различной массы (табл. 3).

Таблица 3. Расчет представительности проб разной массы для руды Дегдеканского месторождения  при а=0,002 мг, VAu=600 % (на примере среднего содержания 1 г/т)

Из расчета видно, что для Дегдеканского месторождения сокращение проб до 1 кг не приводит к критическому снижению их представительности. Расчетная представительность килограммовой навески составляет m = 26,8 %, при которой крупность золота не влияет на достоверность разведки /4/. Расчеты также подтвердили, что увеличивать массу навески до 4–5 кг в данном случае нецелесообразно. Ее расчетная представительность при этом будет излишней (при массе 4 кг она составит m = 13,4 %, хотя достаточно 30 %).

Из сравнения данных табл. 1 и 3, можно сделать следующий вывод. Сокращение геологических проб для предварительного гравитационного извлечения золота может применяться не всегда. В первом из рассмотренных примеров при сравнительно крупном золоте (а=0,11 мг) оно нецелесообразно, так как ведет к неприемлемому снижению представительности оставшейся для анализа навески  (см. табл. 1). Во втором примере (мелкое золото, а=0,002 мг), сокращение пробы вполне возможно до массы 1 кг, т.к. при этом обеспечивается приемлемая представительность пробы (см.табл.3). Соответственно, степень сокращения геологических проб целесообразно рассчитывать с учетом влияния этого мероприятия на представительность остающейся для анализа навески.

В заключение целесообразно отметить, что некоторые вопросы методики опробования месторождений золота и пробоподготовки в настоящее время требуют исследований и доработок.

1. Прежде всего, для коренных месторождений необходимо уточнить понятия «мелкое» и «крупное» золото. Минералогическая классификация размеров золотин (например, Н.В.Петровской) для этого не подходит. В месторождениях встречаются золотины самого разного размера, поэтому необходимо использовать статистические характеристики: среднюю массу золотин, коэффициент вариации их массы, «медиану крупности золота», «стандарт распределения». Две последние характеристики — более эффективные в статистическом смысле, и по ним можно рассчитать другие характеристики.

2. Применяемая для расчета степени сокращения проб формула Ричардса-Чечетта (Q=Kd²) не обеспечивает приемлемых результатов для золота в современных условиях (об этом неоднократно говорится в литературе /5 и др./). Для разработки схемы пробоподготовки необходимы качественные ситовые анализы золота и расчеты влияния этого мероприятия на представительность проб (см. табл. 1, 3). Желательно разработать методику получения ситовых анализов золота коренных месторождений для практического применения в геологоразведочных организациях.

3. Техническая часть обработки геологических проб требует экспериментальной проверки. Целесообразность измельчения проб до 0,1 мм для гравитационного извлечения золота представляется излишней. Если основная цель метода — извлечь из породы крупное золото, тогда зачем его перед этим измельчать до 0,1 мм? А если ставить задачу извлечения из геологических проб золота крупнее 0,25 или 0,5 мм (которое может приводить к «эффекту самородков»), то схема обработки проб будет другая. Она будет значительно проще (рис. 2).

4. Для извлечения из проб золота крупнее 0,25 мм комплекс оборудования для пробоподготовки может быть следующим:

- щековая дробилка;

- валковая дробилка;

- концентрационный стол.

На щековой дробилке геологическую пробу измельчают до 3–4 мм. На валковой дробилке всю пробу (без сокращения) измельчают до минус 1,0 или 0,5 мм (необходимо проверять  экспериментально). Преимущество валковой дробилки (по сравнению с дисковыми и чашечными истирателями) в том, что она разрушает (давит) хрупкий кварц и высвобождает золото без его истирания. Концентрационный стол позволяет надежно извлекать золото крупнее 0,25 мм. Процесс на столе хорошо контролируется, и в концентрат для плавки может быть направлено оптимальное количество материала.

Промпродукт стола и хвосты для определения содержания в них золота можно сокращать, сушить, дополнительно измельчать. На пробирный анализ можно отправлять 50-грам-мовую навеску, так как оставшиеся в хвостах золотины не могут вызвать «эффект самородков». (По расчету, попадание в пробирную навеску пластинчатой золотины размером 0,25 мм может вызвать отклонение содержания золота всего на 0,4 г/т).

Приведенную схему обработки проб (см. рис. 2) целесообразно применять для месторождений с повышенной крупностью золота (Ме>0,25–0,5 мм). В настоящее время таких месторождений известно сравнительно немного («Троицкое» в Бурятии, «Ожерелье» в Иркутской области, «Штурмовское» в Магаданской области и др.).  Однако причина может быть в том, что применяемое при поисках и разведке рудных объектов малообъемное опробование такие месторождения не выявляет или недооценивает.

Литература

1. Богомолов В.А., Кушнарев П.И., Никитенко Е.И., Романчук А.И. Сравнительная оценка достоверности определения содержания золота в рудах. Недропользование XXI, стр.59–63, 2011

2. Богомолов В.А., Жарков В.В., Романчук А.И. Определение содержания благородных металлов в рудах и продуктах обогащения руд с крупным золотом. Доклады на конференции: Золото и технологии, 2013, 2013

3. Лукиных В.Е., Никитенко Е.М., Новикова Т.М., Токарев В.Н. Применение технологических методов пробоподготовки для оценки запасов большеобъёмных золоторудных объектов на примере Наталкинского месторождения. Зoлoтодобыча, №10 (119), 2008, с.16–21.

4. Кавчик Б.К. Представительность разедочных проб и ее влияние на достоверность разведки. Зoлoтодобыча, № 142, 2010 (читать)

5. Козин В.З. Опробование минерального сырья: научная монография; Урал. гос. горный ун-т. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011.316 с   

Об авторе