Сегодня вследствие падения содержания ценного компонента в рудах и вовлечения в переработку более комплексного минерального сырья важнейшее значение для деятельности любого золотодобывающего предприятия принимает эффективность, технологический контроль за всеми стадиями процессов измельчения, обогащения, извлечения драгоценного металла.
Добиться максимально высоких производственных показателей на ЗИФ помогают современные решения, к числу которых можно отнести поточные анализаторы. Они делают технологические процессы более прогнозируемыми, предоставляют возможность оперативного реагирования на возникающие изменения рабочих условий, сокращают расходы.
Вместе с тем типичные поточные анализаторы имеют определенные технические ограничения и не всегда способны выявлять драгоценный металл в тех концентрациях, в которых он часто присутствует в потоке. В связи с этим предприятию приходится прибегать к услугам лаборатории, проведение анализа в которой может занимать достаточно продолжительное время, что в свою очередь отрицательно сказывается на производственных показателях.
Для решения обозначенной проблемы Государственным объединением научных и прикладных исследований Австралии (англ. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO) был разработан первый в мире поточный анализатор содержания золота в пульпах и растворах в режиме реального времени OLGA (сокр. от OnLine Gold Analyser), производителем и поставщиком которого является компания Gekko Systems (рис. 1).
Описание и принципы работы OLGA
Действие анализатора основано на рентгенофлуоресцентной технологии. В нем используются запатентованные рентгеновские линзы от CSIRO, которые существенно усиливают сигнал от частиц золота в технологическом потоке и нивелируют помехи от попутных элементов, обеспечивая непосредственное измерение концентрации драгоценного металла (рис. 2).
Материал подается в анализатор в непрерывном режиме с пробоотборника. Проба поступает в чан с мешалкой для поддержания твердого во взвешенном состоянии. Излучение от источника проходит через систему линз, которые фокусируют рентгеновские лучи на анализируемом материале, а также принимают отраженное излучение от частиц золота и передают его на двойной детектор. За преобразование сигнала и измерение концентрации элемента отвечают специальные алгоритмы. Процедура занимает менее 1% времени, которое потребовалось бы для проведения лабораторного анализа. На рис. 3 изображена схема работы системы.
Предел измерения концентрации золота — менее 1 г/т (1 части на млн), усредненные показания анализатора обновляются каждые 10 минут. Данные поступают в режиме реального времени в контрольный пункт, обеспечивая эффективное управление процессом, быструю оптимизацию, выявление и устранение отклонений.
Система позволяет минимизировать потери золота, устранить возможность взаимного загрязнения проб и повышает доступность данных. Многочисленные замеры и большой объем проб в свою очередь гарантируют надлежащий и своевременный учет колебаний содержания ценного компонента.
Анализатор OLGA достаточно простой, модульный, все компоненты включены в комплект поставки. Он монтируется на стойке, поставляется в заранее откалиброванном виде на основе представительных проб с предприятия. Такой подход существенно ускоряет и облегчает монтаж и ввод системы в эксплуатацию на объекте.
В табл. 1 указаны технические характеристики анализатора OLGA.
Таблица 1. Технические характеристики анализатора OLGA
| МОДУЛЬ | |
| Длина |
5400 мм |
| Ширина |
2550 мм |
| Высота |
3650 мм |
| Рентгеновская трубка |
700 Вт |
| Мощность |
380–415 В/13 кВА |
| Расход технологической воды |
до 10 м3/ч |
| Расход хозпитьевой воды |
10 л/мин |
| Давление воздуха |
минимум 400 кПа |
| АНАЛИЗ | |
| Расчетная скорость потока пробы |
20-80 л/мин |
| Крупность |
P80 < 150 мкм* |
| Массовая доля твердого |
20-55% (можно измерять и при более низком показателе)* + растворы |
| Предел обнаружения Au |
> 0,2 г/т (части на млн) |
| Частота опробования |
Непрерывное |
| Время анализа |
60 мин (скользящее среднее), замер каждые 10 мин |
| РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ | |
| Шкаф и крышка аналитической емкости |
С двойной блокировкой |
| Излучатель |
Отказоустойчивый |
| Экранирование |
Освинцованный шкаф |
| Уровень излучения |
< 0,5 мкЗв/ч (на внешних поверхностях) |
|
Ниже уровня ARPANSA для гражданского населения** |
|
* Пробы с характеристиками, отличающимися от указанных, требуют дополнительного анализа.
** сокр. от англ. Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency – Австралийское агентство радиационной защиты и ядерной безопасности
Сравнение с лабораторным анализом
Обычно наиболее точным методом определения концентрации золота считается пробирный анализ. Однако он достаточно трудоемок и зачастую проводится на ограниченном объеме материала. Например, выводы по показателям за целую смену могут быть сделаны по анализу одной пробы массой, например, 30 г. Если допустить, что фабрика небольшая, производительностью — 100 т/ч, то отобранная проба будет репрезентировать лишь 0,0000025% всего материала.
Поточные анализаторы при этом считаются менее точными. Доверительный интервал анализа с помощью системы OLGA составляет +/-10%, однако она способна проанализировать существенно больше материала, чем лабораторные методы, — около 1%, если рассматривать приведенный выше пример ЗИФ производительностью 100 т/ч. Более того, по мере увеличения количества замеров доверительный интервал сокращается (например, до +/-3% при 12 замерах через каждый час за смену), см. рис. 4.
Информация с системы отображается в виде скользящего среднего значения, то есть репрезентирует не отдельно взятые результаты, а результаты за определенный промежуток времени, что позволяет выявлять определенные тенденции.
Также нельзя недооценивать фактор запаздывания, то есть при лабораторном анализе корректировки, если в них есть необходимость, делаются фактически на основании устаревшей информации. Так, в случае внезапного изменения производственных показателей, в частности падения содержания ценного компонента, об этом станет известно лишь после получения результатов, например через 12–24 часов. За это время потери золота с хвостами увеличатся, снизится рентабельность.
Другими словами, специалисты предприятия, используя такой поточный анализатор, как OLGA, получают возможность наблюдать за действительным характером материала на ЗИФ в конкретный промежуток времени, своевременно реагировать на возникающие ситуации, нивелировать последствия колебаний в технологическом процессе (рис. 5).
Основные отличия поточного анализатора OLGA от лабораторного анализа обобщены в табл. 2, способы применения и преимущества — в табл. 3.
Таблица 2. Отличия лабораторного анализа от применения поточного анализатора OLGA
| ХАРАКТЕРИСТИКА |
ЛАБОРАТОРНЫЙ АНАЛИЗ |
ПОТОЧНЫЙ АНАЛИЗАТОР OLGA |
| Процедура |
Опробование, сушка, пробоподготовка, анализ, предоставление результатов |
Непрерывное измерение содержания на ЗИФ |
| Доля проанализированных проб от общего количества перерабатываемого материала |
~0,0000025% |
~1% |
| Точность |
+/-10% при содержании Au 0,05-0,5 г/т |
+/-10% при содержании Au 5 г/т |
| Периодичность анализа |
12-24 ч |
10 мин |
| Использование данных |
Ретроспективный анализ на большом промежутке времени |
Оперативный контроль на малом промежутке времени |
Таблица 3. Способы применения и преимущества поточного анализатора OLGA
| СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ | |||
| Непрерывный контроль и оптимизация крупности измельчения |
Автоматическое регулирование добавки реагентов |
Контроль содержания ценного компонента в концентрате |
Контроль рудоподготовки |
| ПРЕИМУЩЕСТВА | |||
| Предотвращение переизмельчения, экономия на электроэнергии и изнашиваемых частях |
Сокращение расходов на реагенты |
Повышение доходов от продажи продукта |
Устойчивый режим работы ЗИФ |
| РЕЗУЛЬТАТ | |||
| Увеличение извлечения ценного компонента, сокращение расходов | |||
Испытания и применение
• В 2018 году были проведены промышленные испытания анализатора OLGA на золотодобывающем предприятии Mt Carlton (Австралия) компании Evolution Mining. Результаты исследования показали, что по эффективности система выгодно отличается от обычных методов анализа.
Специалист консалтинговой фирмы JK Tech Тим Напьер-Манн (Tim Napier-Munn) на основе полученных сведений и особенностей применения подтвердил, что анализатор OLGA предоставляет данные по исходному содержанию золота, которые можно использовать при ручном и автоматическом контроле процессов, расчете металлургического баланса. Анализатор (рис. 6) показал себя настолько хорошо, что Evolution Mining приобрела и установила его на постоянной основе.
• Сегодня интерес к системе выражает множество компаний не только из Австралии, но и из стран Африки, Европы и Южной Америки. Также ведется работа по изучению возможности использования системы по платине, хотя сфера ее потенциального применения гораздо шире — в перспективе OLGA можно будет применять даже по токсичным элементам, содержащимся в воде и продуктах питания.
• В 2021 году анализатор OLGA был установлен в связке с системой измерения концентрации угля Carbon Scout на золотодобывающем предприятии Gruyere в Западной Австралии в рамках совместного проекта METS Ignited, в котором принимают участие Gold Fields, Orway IQ, CSIRO, Университет Кёртин и Gekko Systems.
Целью проекта является проверка технологических решений, способных внести кардинальные изменения в измерении концентрации золота в цикле и извлечения драгоценного металла в режиме реального времени, с возможностью полной автоматизации. Проект был запущен в октябре 2020 года, а его окончание запланировано на декабрь 2021 года.
Предварительные данные по эксплуатации OLGA на руднике положительные. Установлено, что результаты, которые показывает система, соответствуют результатам анализа проб, отобранных и исследованных вручную (рис. 7).
Забор материала на анализ в выбранной точке производственного процесса осуществляется с использованием специализированной системы отбора проб Gekko Systems, не предполагающей применения насосного оборудования и пригодной для работы с любыми технологическими потоками, присутствующими в процессе получения золота.
----------------------------
Обсудить возможность применения оборудования в российских условиях можно с представителем Gekko Systems в Москве Павлом Смирновым:
По материалам www.gekkos.com , фото Gekko Systems