В 2022 году на горно-обогатительном комбинате АО «ПАВЛИК» была запущена в опытно-промышленную эксплуатацию новая, в настоящее время единственная в России лаборатория гамма-активационного анализа золотосодержащих руд. В статье представлены результаты первого года ее работы.
Геологическое обеспечение горного производства включает комплекс мероприятий, направленных на технически правильную, экономически целесообразную и безопасную разработку месторождений, наиболее полное извлечение из недр полезных ископаемых. Важным условием для этого является правильная, эффективная и своевременная эксплуатационная разведка. Одним из ключевых этапов эксплуатационной разведки является опробование геологических выработок. В свою очередь к геологическим пробам предъявляются принципы достоверности, представительности, оперативности получения результатов и экономичность.
АО «ПАВЛИК» — горнорудная компания, которая решила задачу увеличения производительности и оперативности анализов проб с помощью гамма-активационного анализа (далее ГАА) и запустила лабораторию ГАА (далее ЛГАА) в мае 2022 года. Данный метод определения золота гармонично вписался в ранее применяемый процесс опробования и не повлиял на стадию отбора проб. При этом значительно ускорены пробоподготовка и анализ геологических проб.
Отбор проб
Геологические эксплуатационно-разведочные работы на предприятии представлены бескерновым бурением с обратной продувкой (RC) и отбором проб шлама с буровзрывных скважин со всей площади добычных блоков и некоторых частей площадей вскрышных блоков. Отбор проб производится с каждой скважины поинтервально по 2,5 м, вес пробы составляет от 4,0 до 12,0 кг. А также в ЛГАА подаются пробы рудного контроля — горстевого опробования рудных штабелей.
Пробоподготовка
Метод гамма-активационного анализа не требователен к пробоподготовке. Сократились подготовительные операции до однократного дробления, исключено истирание, сокращено количество контрольных просеиваний. Подготовка проб для ГАА ограничивается дроблением проб до крупности 1–3 мм и последующей упаковкой в контейнеры (рис. 1). Время на подготовку одной аналитической пробы сократилось почти в 2 раза по отношению ко времени подготовки пробы для проведения пробирного анализа (табл. 1). В настоящее время подготовка пробы к анализу (дробление, упаковка и маркировка) составляет 8–9 мин (без учёта времени высушивания).
Таблица. 1. Сравнение схем пробоподготовки проб для гамма-активационного анализа и пробирного анализа
| Подготовка проб |
Для пробирного анализа |
Для гамма-активационного анализа |
| Сушка при 105° С |
Не менее 6 часов |
Не менее 6 часов |
| Дробление |
До -2 мм (не менее 85%) |
До -2 мм (не менее 85%) |
| Просеивание |
Контрольное каждой 50-й пробы |
- |
| Измельчение |
До -1 мм (не менее 85%) |
- |
| Просеивание |
Контрольное каждой 50-й пробы |
- |
| Сокращение |
До 500–1000 г |
До 1000–4500 г, в зависимости от веса исходной пробы |
| Истирание |
До 75 мкм (не менее 90%) |
- |
| Просеивание |
Контрольное каждой 50-й пробы |
Контрольное каждой 50-й пробы |
| Деление |
На аналитическую пробу (350 г) и аналитический дубликат (250 г) |
На аналитическую пробу (500 г) и аналитический дубликат (500 г) |
| Упаковка |
- |
Аналитическую пробу взвешивают, закрывают крышкой, маркируют QR-кодом |
После перехода ЛГАА в штатный режим при полном обслуживании эксплуатационно-разведочных геологических работ требования к массе исходной пробы при отборе не были изменены для сохранения представительности пробы и возможности при необходимости заверять определения ГАА ранее принятым методом пробирного анализа.
Производительность лаборатории
Общая численность лаборатории ГАА составляет 37 человек. Персонал лаборатории работает вахтовым методом в двухсменном режиме. Непосредственное обслуживание установки осуществляют 3 человека в смену. Полностью штат лаборатории был укомплектован в октябре 2022 года, но переход на двухсменный режим работы осуществлён в середине июня 2022 года.
В соответствии с технической документацией скорость измерений установки ГАА «Au-изомер» составляет не менее 60 проб в час или около 1000 проб в сутки (при двухсменном режиме работы).
Фактическое количество проанализированных проб лаборатории по итогам работы за 2022 год и 5 месяцев 2023 года представлена в табл. 2.
Таблица 2. Количество проанализированных проб в ЛГАА за 2022-2023 гг
| период |
Количество проб в сутки (среднее) * |
Количество проанализированных проб за период |
Режим работы |
| 2022 год | |||
| май |
345 |
8615 |
односменный |
| июнь |
585 |
17537 |
двухсменный |
| июль |
575 |
17804 |
|
| август |
740 |
21468 |
|
| сентябрь |
599 |
17959 |
|
| октябрь |
632 |
18960 |
|
| ноябрь |
606 |
16369 |
|
| декабрь |
505 |
15158 |
|
| ИТОГО 2022 год |
|
133 870 |
|
| 2023 год | |||
| Январь |
569 |
17631 |
двухсменный |
| Февраль |
625 |
17499 |
|
| Март |
568 |
17612 |
|
| апрель |
870 |
26113 |
|
| Май |
812 |
24357 |
|
| Июнь |
769 |
23091 |
|
| ИТОГО 2023 год |
|
126 303 |
|
* без учёта контрольных измерений.
Практические результаты работы подтвердили высокую производительность лаборатории и низкую стоимость гамма-активационного анализа по сравнению с традиционным пробирным анализом. Себестоимость единичного ГАА составляет 454,6 руб. (для сравнения себестоимость единичного анализа в классической пробирной лаборатории составляет порядка 1710 руб.).
Обеспечение достоверности результатов измерений
Для обеспечения достоверности результатов испытаний на основе ГОСТ Р ИСО 5725–2022, РМГ 76–2014, ОСТ 41-08-214-04 и ОСТ 41-08-265-04 к моменту начала опытно-промышленной эксплуатации в ЛГАА создана система управления качеством испытаний, адаптированная под применяемый метод и задачи лаборатории. Формы реализации контроля качества испытаний ЛГАА выбраны в соответствии с методикой измерения.
За прошедший год в ЛГАА повторному анализу (в рамках внутреннего приёмочного контроля партии проб) были подвергнуты 28 600 рабочих проб, что составляет 20% от общего количества проб, поступивших в лабораторию и выполнено 18 732 измерения в стандартных образцах (СО) (в рамках оперативного контроля точности). Оценка значений составляющих погрешности (в виде среднеквадратического отклонения СКО) при реализации метода в лаборатории с применением статистических методов показала удовлетворительные результаты для всех классов содержаний как при ВЛК внутрилабораторной прецизионности на рабочих пробах, так и при реализации ВЛК точности и правильности, с применением СО.
Внешний контроль анализов проб выполняется в лаборатории АО «СЖС Восток Лимитед». На внешний контроль направляются все пробы, прошедшие внутренний контроль в лаборатории ЛГАА.
Подробно результаты испытаний будут изложены в отдельной статье.
Добычные работы
Подготовка запасов к добыче является главной задачей эксплуатационной разведки. В силу специфики горных работ на месторождениях, разрабатываемых открытым способом (невозможности размещения либо длительного нахождения бурового оборудования на запланированных точках в связи с временным складированием горной массы; необходимостью соблюдения требований техники безопасности при массовом производстве взрывных работ и другими производственно-техническими причинами) производство разведочных буровых работ должно оперативно реагировать и иметь возможность корректировать направления разведочного бурения и плотность сети. Такая мобильность разведочных буровых работ в настоящий момент поддерживается экспрессным высокопроизводительным методом ГАА.
В результате эксплуатационной разведки в период работы ЛГАА (10 месяцев) удалось изменить соотношение (вскрытые/подготовленные/готовые) запасов по степени подготовленности к выемке в сторону увеличения доли подготовленных запасов. Плотность разведочной сети и площади покрытия обеспечили изученность вскрытых запасов и их перевод в подготовленные и готовые к выемке балансовые запасы.
Сопровождающая эксплуатационная разведка, параллельная подготовке добычного блока к выемке, в период работы ЛГАА увеличила до 100% покрытия рабочих площадей с полученными результатами опробования.
В период работы ЛГАА отмечено снижение потерь металла и разубоживания руды как следствие более точного оконтуривания рудных тел и их селективной выемки. Также положительно сказалось на управлении процессом подачи руды на ЗИФ — оперативное изменение шихты.
В 2023 году предприятие переходит на более низкий кондиционный борт содержания Au и вовлекает в добычу руды с бортовым содержанием Au 0,4 г/т, данный переход также обусловлен внедрением ЛГАА. Высокая производительность метода позволила увеличить объёмы подготовительных процедур для выемки запасов. Соответственно, ожидаемый плановый запуск второй очереди золотоизвлекательной фабрики с возможностью переработки более 10,0 млн тонн руды дополнительно подкреплен возможностями ЛГАА.
Подводя итоги
Применение гамма-активационного метода анализа горных пород и продуктов их переработки для определения массовой доли Au наиболее актуально для крупных золотодобывающих предприятий с объемами опробование геологических выработок более 800 проб/сутки. Время, затрачиваемое от момента отбора пробы на карьере до момента получения конечного результата, составляет 10–12 часов (львиная доля приходится на процесс пробоподготовки, в частности, на сушку геологических проб (6 часов)), непосредственно гамма-активационный анализ единичной геологической пробы составляет менее 1 минуты.
Дальнейшее развитие данного метода анализа на крупных золотодобывающих предприятий представляется перспективным. Данный вывод возможен с учетом того, что производители установки получили большой объем информации о режимах работы оборудования и отдельных агрегатов. Последующие установки активационного анализа пойдут в серию с учетом проведенных испытаний и реализации проекта увеличения производительности установки до 1500 проб/сутки; более представительного анализа за счет массы аналитической навески 450 г, реализации возможностей многоэлементного анализа на золото и серебро.
Читать продолжение статьи: