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
ОбсуждениеКомментарии (20)
Кто отстающий?
Впрочем, вторыми быть лучше, чем десятыми, так что если наши скопируют, то и хорошо. У предприятий будет выбор брать наше или не наше. Когда выбор есть - это всегда лучше.
Появилась, наконец, возможность оперативно воздействовать и регулировать технологический процесс в зависимости от содержания золота в руде, не дожидаясь пробирного анализа через сутки, когда отработанная руда ушла в хвосты. Молодцы австралийцы!
А уж как рады будут горняки и технология, зная, какая руда пошла в фабричный процесс, особенно при выдаче руды из нового блока. Мне много раз приходилось отвечать горнякам и геологам о том, сколько золота идет в руде после того, как в конце месяца они получали команду повысить содержание металла в руде. И мне приходилось давать им информацию о руде, но очень приблизительную, ориентируясь на величину золотой полоски на концентрационном столе и содержании золота в жидкой фазе цианирования и сорбции.
Большое достоинство анализатора Ольга состоит в том, что доля проанализированных проб от общего количества перерабатываемого материала в десятки тысяч раз больше, чем в пробирном анализе, что повышает надежность полученных анализатором результатов более чем на порядок.
Я думаю, что применительно к сорбционному процессу анализатор Ольга можно также использовать для определения насыщенности угля золотом, что позволит выводить из процесса максимально насыщенный металлом уголь и перерабатывать его на десорбции с меньшими затратами э/энергии, реагентов и др.
Конечно, анализатор стоит больших денег, но я бы все-таки рекомендовал нашим большим золотодобывающим компаниям – Полиметал, ПолюсЗолото, Петропавловск закупить проточный анализатор Ольга и установить в технологическом процессе фабрик, при больших масштабах переработки руд это приобретение окупится быстро.
В.В.Барченков: https://zolotodb.ru/article/12523
Это когда было и где?
Сейчас, если пошла бедная руда, так что из того? Где ее богатую брать? Геолог опробует блок, знает какая будет руда. А что можно изменить? Бросить блок что-ли? В нашей ситуации что толку опробовать, когда все горные работы в плане утверждены?
А если есть оперативная информация о содержании не через сутки, а здесь и сейчас, можно было быстро поправить ситуацию.
Может быть вам, Виталий, не приходилось встречаться с такой ситуацией, а я в своей практической работе на ЗИФ испытал ее много раз.
Я считаю, что поточный анализатор Ольга это еще один шаг к совершенствованию технологии золота для достижения результата по максимальному извлечению металлов из минерального сырья.
«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.»
«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.»
Я не понял суть вашего вопроса. Вы сомневаетесь в этих 2-х абзацах статьи? Или хотите понять каким образом с помощью анализатора снижаются затраты и минимизируются потери золота?
Что делает технолог, имея оперативную информацию о содержании золота в руде?
Если содержание золота выше или ниже, чем в Техрегламенте, он регулирует процесс потоками пульпы, сорбента или при значительном превышении содержания даже принимает решение о снижении производительности фабрики, чтобы не сбросить часть золота в хвосты. Я привел только примеры на изменения содержания, могут быть и другие решения.
Имея сиюминутную информацию, можно регулировать техпроцесс самым рациональным способом, чтобы действительно минимизировать золото в хвостах, для этого нужна высокая квалификация технолога.
Если анализатор работает надежно, что можно проверить и сравнить с результатами анализатора опробованием и пробирным анализом проб руды, то можно исключить совсем пробирный анализ руды в той точке, где отбирается поток на анализатор.
Вообщем, я верю, что анализатор Ольга хорошая и полезная штука и она даст эффект на нашем производстве.
В таблице 1 предел обнаружения золота – 0,2 г/т, хотя выше по тексту фигурирует величина «менее 1,0 г/т» (предел измерения концентрации золота).
Замечу, что для метода РФА это абсолютно фантастические величины, их невозможно достичь классическим рентгеновским методом анализа (первичное излучение – вторичное характеристическое излучение), особенно с учетом того обстоятельства, что анализируется исходный (не обогащённый) материал проб. Эти значения можно получить только с использованием «хитрых штучек» (know how) и на рисунке 2 они обозначены как «запатентованные рентгеновские линзы от CSIRO», цель которых сфокусировать первичное и отражённое рентгеновское излучение. Вопрос, а на сколько сфокусировано это излучение, особенно первичное?
Выше, в своем сообщении я обратил внимание на возможность использования в OLGA элементов рентгеновской оптики, а именно линз Кумахова. Предположу, что именно они и являются этим самым «know how». Цель которых – максимально сфокусировать первичное излучение рентгеновской трубки, обеспечивая плотность энергетического потока и максимально повысить на выходе соотношение аналитического сигнала пик/ фон.
Теперь, наконец, нужно узнать насколько фокусируется излучение. Википедия утверждает, что «Линзы Кумахова позволяют создать сфокусированный пучок диаметром порядка нескольких микрон»
В другом источнике приводятся характеристики приборов с линзами Кумахова: «… в микро-рентген-флуоресцентных спектрометрах серии µ-EDX-1200/1300/1400 (фото 1) японской фирмы SHIMADZU, производится локальный анализ в точке диаметром всего 50 микрон (мкм)». Можно предположить, что диаметр активируемого пятна в OLGA не выйдет за пределы указанных значений. По сути этот диаметр будет сопоставим с размерами частиц проб истёртых до крупности 200 меш (74 мкм). Добавлю, также о чрезвычайно невысокой глубинности метода РФА. Насколько это обстоятельство важно, решать специалистам-технологам. Действительно, там, где имеется влажная однородная и гомогенная среда (например, промежуточные продукты технологической переработки), у этого прибора есть прекрасные перспективы. Но не будем забывать о факторе неоднородного распределения золота в материале проб, поэтому речь об использовании OLGA для поточного анализа исходного (рудного) сырья исключается.
Сейчас опыт применение анализаторов РФА показывает, что золото в руде и даже в истертых пробах они определяют плохо, но удовлетворительно определяют множество других элементов. На ЗИФ это наверное полезно, ведь в руде, кроме золота, может быть и то, что мешает процессу обогащения и что надо учесть в технологическом процессе.
Сначала на гидрометаллургическом производстве при переработке концентратов, где необходим оперативный анализ золота поступающего сырья на выщелачивание. Данный аппарат не пошел. Как уже писали выше, РФА хорошо работает на "процентах", но не на ppm.
Потом пробовали на обогатительной фабрике для определения As, предполагали коррелировать золото с арсенопиритом и оперативно управлять флотацией. Но при запуске фабрики задумка не получилась, сыграли факторы неоднородной минерализации золота.
Возможно данный аппарат пойдет на полиметаллах, где необходима селекция меди, цинка золота и т.п. Но в анализ золота что-то не верится.