Гамма-активационный анализ на золото и серебро — эффективная разработка советских физиков

От редакции. Решить проблему увеличения производительности анализов на золото и серебро позволяет интереснейшая советская разработка, ныне, к большому сожалению, практически забытая. Ниже приведены данные о методе анализа, разработанном в СССР, и краткая информация о последней в России лаборатории гамма-активационного анализа, которая, к сожалению, в 2015 году прекратила свою работу.

В 1986 году в поселке Батагай Верхоянского района Якутской АССР была построена промышленная лаборатория ядерно-физического анализа для экспрессного определения содержаний химических элементов в геологических пробах (см. фото). В 1970-80-е годы ядерные исследования в СССР достигли пика своего развития, и их результаты активно внедрялись в народное хозяйство. Одним из перспективных направлений этого развития было внедрение фотоядерных реакций и возможности их практического применения при анализе горных пород и руд. Следует отметить, что результаты этих работ были опубликованы в ряде советских и зарубежных изданий и доложены на всесоюзных и международных конференциях.   

Основным методом в лаборатории являлся гамма-активационный анализ (далее ГАА) на золото и серебро. Внедрением метода ГАА предполагалось снизить стоимость анализов, повысить оперативность и точность получения данных. 

Основные достоинства метода ГАА:

- Определяет содержания в представительных аналитических навесках массой 400–700 г (на пробирный анализ идет обычно всего 50 г).

- Подготовка материала проб может быть ограничена их дроблением до 1–3 мм (для пробирного анализа пробы истираются до 0,074 мм).

- Производительность ГАА — 500 и более анализов на золото за 6-часовую рабочую смену и до 300 анализов на серебро за ту же смену.

- Метод не деструктивный, материал проб не уничтожается, что позволяет при необходимости анализировать его неограниченное число раз.

- Процесс анализа полностью автоматизирован. Аналитическая навеска направляется на анализ в механическую транспортную систему и возвращается из нее в том же виде. Наведенная активность материала проб по окончании измерения отсутствует.

- Результаты анализа сохраняются в электронном виде, в том числе и спектры активированных проб, что позволяет визуально контролировать каждую аналитическую пробу, а результаты анализа оперативно отправлять заказчикам (например по электронной почте).

Лаборатория в Батагае получила название Центральная ядерно-аналитическая лаборатория (ЦЯАЛ). Она вошла в состав Янской геологоразведочной экспедиции (ныне ОАО «Янгеология»). Лаборатория соответствовала требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006, международного стандарта ИСО/МЭК 17025. Она была аттестована на техническую компетентность и независимость при проведении исследований минерального сырья и зарегистрирована в Государственном реестре под №POOCC RU.0001. 512384. 

В 1986 году лаборатория разработала отраслевую инструкцию на методику ГАА № 264-ЯФ «Гамма-активационное определение золота в геологических пробах и продуктах их технологической переработки с применением линейного ускорителя электронов ЛУЭВ-8А» (протокол научного совета по аналитическим методам при ВИМС №50 от 30.12.86 г.), категория точности III. Инструкция была утверждена в ранге отраслевой.

В 1989 году была разработана и утверждена ВИМС в ранге отраслевой инструкция на методику ГАА №282-ЯФ «Гамма-активационное определение серебра в геологических пробах с применением линейного ускорителя электронов ЛУЭВ-8А», (протокол НСАМ №52 от 01.12.1987 г.), категория точности III.

В 1991 году была утверждена в НСАМ при ВИМС инструкция №380-ЯФ «Гамма-активационное определение серебра в полиметаллических рудах» в ранге отраслевой по III категории точности.

В период 2007–2008 гг. в ядерно-аналитическом комплексе лаборатории совместно с разработчиками аппаратуры — ВНИИТФА (г. Москва) и ООО НПП «Корад» (г. Санкт Петербург) — был выполнен комплекс ремонтных и наладочных работ по модернизации аппаратуры для гамма-активационного анализа. В результате был осуществлен переход на современную аппаратную базу всех блоков управления механической транспортной системы, а также измерительных и управляющих систем комплекса. Одновременно были внедрены в практику ГАА одноплатные спектрометры АЦП-1К-1В производства НПЦ «АСПЕКТ» (г. Дубна) и блоки детектирования высокого разрешения на основе ФЭУ фирмы «Hamamatsu Photonics» с энергетическим разрешением ≤8,0% на линии 661,8 Кэв. В тот же период был выполнен цикл работ по замене устаревшего оборудования в вакуумной системе ЛУЭ-8А, импульсном модуляторе генератора сверхвысоких частот и системе стабилизированного высоковольтного питания. Это позволило еще больше повысить качество и производительность работ.

Ниже в табл. 1 приведены краткие характеристики ядерно-физического анализа с использованием ускорителей ЛУЭВ-8А и ЛУЭВ-15А.

Таблица 1. Основные характеристики ядерно-физического анализа с использованием новых ускорителя ЛУЭВ-8А

В 2006–2009 гг. ОАО «Янгеология» по заказу ЗАО «Полюс» провела разведочные и оценочные работы на площади Кючусского рудного поля и на одноименном месторождении.  В 2009 году подсчет запасов золота на месторождении Кючус был проведен по результатам аналитических работ ЦЯАЛ методом ГАА и утвержден в ГКЗ. Были выполнены работы также и на других объектах (табл. 2).

Таблица 2. Применение гамма-активационного анализа при подсчете  запасов месторождений золота и серебра с постановкой запасов на баланс в ФБУ «ГКЗ РФ»

Всего с момента пуска метода ГАА (в 1986 году) произведено около 500 тысяч анализов геологических проб более чем 30 месторождений и рудопроявлений. Методом ГАА исследованы практически все пробы уникальных по масштабам золоторудного месторождения Кючус и серебро-полиметаллического Прогноз. Высокое качество проводимых аналитических исследований подтверждалось результатами внутреннего и внешнего лабораторных контролей. Результаты работ опубликованы в ряде советских и зарубежных изданий и доложены на всесоюзных и международных конференциях.

ЦЯАЛ в Батагае не единственная промышленная лаборатория ГАА в СССР. Первая лаборатория была построена в середине 1970-х годов на золоторудном месторождении Мурунтау (г. Зарафшан, Республика Узбекистан). В этой лаборатории гамма-активационный метод определения золота получил широкое применение благодаря высокой скорости и дешевизне анализа. Эта лаборатория после ряда модернизаций успешно работает до сих пор. Одним из впечатляющих итогов ее деятельности является производительность — свыше 1 млн анализов в год. 

Специалисты ОАО «Янгеология», принимавшие участие в эксплуатации лаборатории ГАА, а также разработчики аппаратуры для ядерно-физического анализа готовы поделиться опытом и помочь в создании лаборатории ГАА заинтересованному предприятию.

 678500, РФ, Респ.Саха (Якутия), Верхоянский р-н, п.Батагай, ул. Октябрьская, д.6