Общий вид анализатора (фото: www.miningmagazine.com)
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.
-0+1
Комментарии, отзывы, предложения
НиколаХа, 02.12.19 15:14:09 — Мошков Валерий
Валерий, спасибо за информацию.
СНС, 02.12.19 15:24:30 — Абрамыч , 02.12.19
Перенимать чужой опыт и улучшать чужие разработки - это основа прогресса.
Специалисты Иргиредмета постоянно ездят за рубеж на конференции, посещают предприятия, ищут новое. Сотрудник Иргиредмета Верхозин постоянно занят изучением англоязычной информации в Интернете. Многое потом публикуется в журнале "Золотодобыча" и частично на сайте. Это для того, чтобы российские предприятия могли взять лучшее, если захотят.
Однако большинство российских предприятия не интересуются новым и не хотят его себе брать. Стесняются наверное.
Австралийцы поехали, посмотрели и сделают. Сердиться на них не за что. Надо посмотреть их разработку, сделать свою еще лучше и предложить всему миру. Дело Иргиредмета дать информацию о новых зарубежных достижениях.
Алексей , 02.12.19 18:43:27
Центральная лаборатория гамма-активационного анализа работает более 40 лет.
Цикл 16 сек. Сменная производительность 2000 проб за смену.
СНС, 03.12.19 07:09:27 — Алексей , 02.12.19
О советских лабораториях на сайте есть несколько статей, читайте:
https://zolotodb.ru/article/11565/
https://zolotodb.ru/article/12186/
и др.
Посмотрите в разделе Геология/Опробование
Мошков Валерий, 04.12.19 16:20:31 — всем
Специалисты (горняки, геологи) из Австралии, в разные годы, наверняка посещали рудник Мурунтау и могли познакомиться там с работой лаборатории ГАА. Но скопировать эту установку они не могли, это просто невозможно. Как невозможно скопировать, к примеру, самолет посмотрев его на авиа-шоу. Судя по публикациям в специализированных журналах тематикой ГАА в Австралии занялись около 10 лет назад, но первые статьи носили, скорее, рекламный, информационный и достаточно поверхностный характер. В течение 2016 – 2017 годов группа австралийских исследователей под руководством доктора Джеймса Тикнера (James Tickner) провела серию опытных работ по изучению возможностей ГАА для определения ряда химических элементов, в том числе золота. Работы проводились в исследовательском центре г. Оттава Канада на линейном ускорителе электронов Mevex Corp. Полученные результаты (выводы) говорили о возможности прямой замены пробирного метода анализа на золото новым гамма-активационным методом. При этом высказывалась возможность, в том числе, определения золота с нижней границей 30-35 ppb (0,030 – 0,035 г/т) при относительной погрешности анализа не превышающей 5% и пропускной способностью 80 проб в час.
На мой личный, критичный взгляд это очень интересная работа, в которой некоторые аспекты ГАА изучены по новому, с применением метода компьютерного моделирования, а сами исследования проводились с использованием полупроводникового (ОЧГ) детектора большого объема (80х30 мм). Но эти работы выглядят очень «сырыми» и поверхностными, а некоторые результаты просто сомнительными, что, возможно, приведет (или уже приводит) к трудностям на стадии практической реализации метода. Объем изученных проб, включая искусственные смеси, очень маленький – всего 200 шт. Очень уж быстро эти ребята пробежали путь, на который советским исследователям потребовалось годы и годы кропотливой работы.
Дополнительно замечу, что руководитель австралийских исследователей направлял заявку на посещение лаборатории ГАА в Мурунтау, но ему в этом посещении было отказано.
Пессимист, 08.12.19 09:36:49 — Мошкову
Спасибо, вы меня немного успокоили, может наша черепаха все таки будет впереди ихнего кенгуру.
Мошков Валерий, 10.12.19 09:32:18
«Черепаха» это очень лестное сравнение. Ситуация с развитием ГАА на объектах золотодобычи в России напоминает, скорее, пятящегося в обратном направлении рака. Причин этому несколько и все главные. Печальная картина и в ней, как в капле воды, отражаются все беды современной России.
У австралийских разработчиков свои проблемы, которые они не афишируют, но по планам развития на 2019 год планируется ввести в эксплуатацию 3 (три) установки ГАА. Две установки, скорее всего, передвижные с мощностью излучателя (ускорителя) около 2 кВт. По имеющейся информации объекты исследований – золоторудные месторождения Западной Австралии, в частности рудник Kalgoorlie. Крупная компания из ЮАР просила одну из установок ГАА предоставить в лизинг, но им было отказано.
В этом плане совершенно восхитительный ход делают российские недропользователи – они интересуются возможностью покупки такой установки ГАА!
Дмитрий Анатольевич, 10.12.19 13:03:56 — Автору
Замечательная статья! Благодарность издательству! Австралийцы молодцы. Скопировали , нет ли, оборудование запустят в серию, и облегчат работу аналитиков, для геологов будет оперативно представлена и корректна информация. Браво!
Юрий, 17.12.19 01:12:00 — Алексею
"Цикл 16 сек. Сменная производительность 2000 проб за смену."
Вот в этом и проблема. Предприятий, которым требуется 2000 проб в смену не так много. Я даже не рискну назвать такие.
Для большинства рудников нужна производительность в десятки - первые сотни проб в сутки. Им больше и не нужно. Как только появится установка с приемлимой ценой, сопоставимой с ценой пробирной лаборатории, но способной анализировать быстрее, точнее и дешевле - установки пойдут нарасхват, как горячие пирожки.
А пока это нечто монструозное...
Мошков Валерий, 24.12.19 13:08:21 — Юрию
"Цикл 16 сек. Сменная производительность 2000 проб за смену."
Вот в этом и проблема. ... Как только появится установка с приемлимой ценой, сопоставимой с ценой пробирной лаборатории, но способной анализировать быстрее, точнее и дешевле ..."
Согласитесь, какая-то странная «проблема». Если мы готовы исследовать в смену в 10 раз больше проб, чем, скажем, пробирный, то это уже минус, исследуем пробы массой в 10 раз больше, опять не так – нужно, видите ли, подтянуть «точность». Ну не смешно ли! ГАА это количественный метод анализа, а методики (инструкции) анализа на золото и серебро аттестованы в таком качестве НСАМ при ВИМС (264-ЯФ, 282-ЯФ, 380-ЯФ).
Перед лабораторией ГАА на руднике Мурунтау стоит простая и четкая задача: оперативный и точный анализ на золото всех поступающих проб. И если этих проб много, то это означает, в том числе, что соответствующие технологические службы рудника озабочены качеством своей работы и, как следствие, снижением себестоимости проводимых работ. А лаборатория с поставленной задачей успешно справляется.
По цене лаборатории ГАА, в сравнении с ПА, свое мнение высказал в ветке обсуждения, посвященной разработке новой установки в СПб (https://zolotodb.ru/article/12186). Здесь определяющим фактором является не величина первоначальных вложений в лабораторию ГАА (разница не принципиальная), а последующие затраты на проведение исследований. Вложения в ГАА окупаются достаточно быстро, даже при годовых объемах в 40-50 тыс. проб. Добавлю, что это только финансовая (экономическая) сторона вопроса, но есть и не менее важный вопрос достоверности анализа и его оперативности. В конце концов, самое дорогое в работе специалиста это информация – достоверная, точная и оперативная.
В этой связи интересна дискуссия в параллельной ветке, посвященной обсуждению проблем не подтверждений запасов и не отхода среднего содержания (https://zolotodb.ru/article/10171). На мой взгляд, значительная доля причин этих не подтверждений кроется в проблемах аналитического обеспечения работ, особенно на объектах с крупным (>0.6 мм) и свободным золотом.
Сергей Николаевич, 10.02.20 10:17:29 — автору
Интересная метода, спасибо
Магадан, 22.03.20 01:50:09 — Верхозину
Что слышно нового по этой теме? Пожалуйста, держите нас в курсе
Абрамыч, 22.03.20 13:03:45 — Машкову Валерию
Справочно. Действующий начальник Центральной лаборатории ГАА рудника "Мурунтау" Мельников Леонид Николаевич сегодня сообщил, что производительность по анализам достигла 7000-и тысяч проб в сутки (при одновременной работе двух ускорителей). И устойчивый порог определения от 0.3 гт (по несколько устаревшим сведениям 2016 года).
Grognaks, 20.04.20 11:28:37
Очень интересная статья
Ждем, 21.04.20 05:39:39
"Официально система была представлена в 2018 году." Сейчас 2020, что и как?
Ждем, 17.08.20 14:43:35
А что, на фирму можно написать, спросить, что нового? Или у них секретно?
Евгений, 01.12.21 21:23:20
Забавно все это.
1. На фото в начале статьи показаны баночки с пробами. Одна открытая. Такая хорошая, ровная, дробленая масса.... Интересно, а как лаборатория справляется с дроблением и сушкой такого количества проб? Здесь говорится о 2000 и даже 7000 проб! И пробы какой крупности и массы поступают на лабораторные дробилки? И в чем они предварительно сушатся?
Сколько людей, дробилок и сушилок работает, чтобы загрузить эту чудо машину?
Автор, г-н Верхозин пишет: "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." Правильно ли я понимаю, что 10 минут - это время непосредственно проведения измерений? А подготовка (дробилка и сушка) нескольких тысяч проб в этой калькуляции не учтена? А часы, указанные автором для типичных методов - это уже время ПОЛНОГО анализа, с пробоподготовкой?
2. А что делать с серебром? Избирательно, хорошо известным методом?
3. Автор, г-н Верхозин пишет: "Анализу подлежат пробы породы, участков керна или крупнокускового материала, растворов и пульп.". При этом он отмечает, что используется излучение большой мощности. А растворы и пульпы при этом не закипят? Или их надо предварительно отфильтровать? Но тогда точно, в указанные 10 минут не уложится. И с тысячами проб заковыряешься.
Спасибо. Повеселили.
Практик, 02.12.21 07:21:02 — Евгений, 01.12.21
Вы тоже повеселили, спасибо.
Здесь все ваши вопросы давно рассмотрены. Аналогичный метод был разработан и реализован в СССР, сейчас его пытаются воскресить на месторождении Павлик.
Операция дробления при пробоподготовке - самая простая. Откуда у вас сомнение в возможности раздробить большое количество проб?
Вы с какой луны упали?
Генералов В.И., 02.12.21 14:22:50
Типичная рекламная статья без инженерных подробностей. Заявлен некий "ускоритель электронов" А какой? линейный, циклотрон, фазотрон, микротрон и ещё вагон и маленькая тележка других разновидностей. Каждый из них чего-то и как-то меряет. Как у Остапа Бендера, когда он продал на базаре астролябию слесарю со словами - "Сама меряет, было-бы, что мерить!". Судя по фото баночки пробы - это дробленый шлам буровзрывной скважины. А дальше включайте геологическую мысль. При отпалке уступа карьера (стандартный уступ обычно10 м) сеть буровзрывных скважин 3х3 или 5х5м. ГАА экспресс-анализ проб длиной 0,5 м здесь оправдан из-за локальной (точечной) разбраковки на "руду и породы, окружающие оные" для ковша конкретного экскаватора. А вот для разведочных сетей 10х10, 20х40, 40х80 м (категории В, С1 и С2) шламовые скважины не годятся, ибо содержание металла в рудном теле (естественном геологическом образовании) есть величина векторная, а не скалярная. По шламовым пробам невозможно установить направление развития рудных тел, а значит выполнить корректное оконтуривание и подсчет запасов. Поэтому, прежде чем приобретать и устанавливать "ускорители электронов" надо уяснить простую мысль - а для чего он нужен?
Абрамыч , 02.12.19 12:30:06 — Верхозину
Я даже знал австралийцы, который посетив в 2004 году рудник Мурунтау инициировал в Австралии создание подобной лаборатории