Система анализа содержания золота PhotonAssay

С.С.Верхозин, вед.ан., АО "Иргиредмет" /1/

  Разработанная Государственным объединением научных и прикладных исследований Австралии (англ. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO) аналитическая система PhotonAssay представляет собой уникальную технологию анализа содержания золота. Система позиционируется не только как более эффективная, чем традиционные типы анализа, например, пробирный анализ, но действует существенно быстрее: так, если время проведения исследования буровых проб с использованием типичных методов может достигать 48 часов, при помощи PhotonAssay для выполнения данной задачи требуется менее 10 минут.

В CSIRO уверены, что система PhotonAssay заполнит пустующую нишу на рынке аналитического оборудования, благодаря своей эффективности и скорости анализа станет настоящим прорывом, обеспечит предприятия надежной и точной информацией, получаемой в режиме реального времени, позволит принимать качественные и оперативные решения на производстве. При этом эксплуатация системы обойдется дешевле, чем существующих на сегодняшний день аналогов.
Сущность функционирования PhotonAssay состоит в обработке проб высокоинтенсивным излучением, которое вызывает краткосрочное возбуждение ядер атомов интересующих элементов.

Пробы для анализа помещаются в герметичные емкости.  Под действием излучения происходит возбуждение ядер атомов, а высокочувствительный детектор измеряет характерную энергию гамма-лучей, испускаемых в результате уменьшения уровня возбуждения. Высокочувствительные датчики улавливают уникальные для этих элементов «подписи», определяя концентрацию ценного элемента.

Поскольку и пучок излучения, которым обрабатываются пробы, и получаемые на выходе характерологические гамма-лучи чрезвычайно мощные, имеется возможность измерения всего объема пробы. Анализу подлежат пробы породы, участков керна или крупнокускового материала, растворов и пульп. Теоретически метод подходит для анализа различных элементов, однако на сегодняшний день его применимость подтверждена только по золоту. Производительность системы PhotonAssay достигает 70–80 проб в час.
Кроме того, система не предполагает использования химических веществ, дает более точные результаты, заметно снижает требования к пробоподготовке. Анализ можно производить многократно, поскольку пробы при его применении не разрушаются.

С целью вывода системы на рынок в 2016 году Государственным объединением научных и прикладных исследований Австралии совместно с фирмой RFC Ambrian была образована компания Chrysos Corporation. Разработку, тестирование и коммерциализацию технологии финансово поддержали такие компании, как Newcrest Mining, Gannet Holdings, BHP, а также правительство штата Южная Австралия. После появления первых новостей о разработке и успешных испытаниях PhotonAssay привлекла внимания многих крупных золотодобывающих компаний, в том числе Northern Star, AngloGold, Goldcorp, и производителей оборудования. На сегодняшний день также известно, что продвижение системы в африканских странах будет заниматься немецкая компания Thyssenkrupp Industrial Solutions.

Официально система была представлена в 2018 году. Первый прибор был установлен на предприятии фирмы MinAnalytical, являющейся подразделением AusDrill, одного из инвесторов проекта разработки, и получил название PhotonAssay Max. Он представлял собой автоматизированное устройство, способное обрабатывать около 59 тыс. золотосодержащих проб в месяц (80 проб в час). Заводские испытания подтвердили сопоставимую или более высокую точность работы устройства по сравнению с пробирным анализом по пробам с содержанием драгоценного металла около 0,3–0,4 частей на миллион. Уже в 2020 году будет выпущена специализированная платформа внедрения системы на промышленные предприятия PhotonAssay Mine, а немного позднее передвижная аналитическая лаборатория PhotonAssay Mine Mobile. В перспективе PhotonAssay может применяться для измерения самого широкого спектра ценных и нежелательных компонентов.

Согласно сайту Chrysos Corporation, основной моделью анализатора PhotonAssay на сегодняшний день является PA1408X, предназначенная для эксплуатации крупными лабораториями при проведении оценки ресурсов, планировании горных работ, контроле содержания и технологических процессов. Модель полностью автоматизирована, рассчитана на работу по объемным пробам массой до 0,5 кг, способна распознавать содержащееся в них золото, а также ряд других элементов в течение нескольких минут с чувствительностью до 0,03 частей Au на миллион. Типичная производительность оценивается в 72 пробы в час, или 1,2 пробы в минуту.

В качестве источника излучения данного анализатора выступает линейный ускоритель электронов (LINAC), диапазон энергии составляет 7–14 МэВ, максимальная мощность — от 0,5 до 8,0 кВт. Анализатор может работать в разнообразных условиях (рабочая температура — 0° C–50° C, влажность — 0° C–55° C), для обслуживания требуется только один специалист.

1. Источники: chrysos.com.au, csiro.au, im-mining.com и др.