Опыт применения рентгенофлуоресцентного анализа при разработке Горевского свинцово-цинкового месторождения

УДК 553.444

Введение

Геологической службе карьера ОАО «Горевский ГОК» удалось при разработке свинцово-цинкового месторождения перейти на опробование руд и пород геофизическим методом, отработать методику и полностью внедрить его на производстве. В данной статье рассмотрим полученные результаты.

Актуальность

Актуальность данной работы обусловлена тем, что опробование руд и пород на разрабатываемых месторождениях требует от геологической службы высокой степени точности и оперативности. При этом, как правило, в условиях нехватки финансовых средств, всегда изыскивается наиболее дешевый способ опробования. Геофизические исследование полностью отвечают этим критериям.

Цели

Целью разработки данной методики опробования было повышение скорости обработки проб при неизменной точности определения содержаний металлов при общем снижении стоимости обработки одной пробы.

Задачи

1. Подбор и закупка необходимого оборудования и приборов

2. Настройка приборов, исследование их возможностей на стандартных смесях

3. Введение поправочных коэффициентов, диапазонов и калибровочных факторов по отношению к рудам Горевского месторождения на основе практического опыта

4. Переход на геофизическое опробование

Научная новизна

Научная новизна обусловлена тем, что ни на одном полиметаллическом карьере в РФ на текущий момент так активно не применяется РФА в целях опробования руд в карьере и на складах, разработанная методика позволит многим предприятиям добывающей отрасли сократить свои расходы и получить множество интересных и применимых знаний по составу своих руд и пород.

Рядовой исходной пробой является шламовая проба весом 10 кг, результатом пробоподготовки становится истертая до размерности 0,074 мм проба размером 158 г (в хим. лабораторию) и дубликат пробы размером 315 г (для проведения контроля).

Нами выбраны для использования спектрометры Innov-X Delta Olympus и NitonXL3t. Они предназначены для количественного неразрушающего анализа содержания хим. элементов методом РФ-спектрометрии металлов, сплавов, руд и почв, жидких и порошковых проб [3].

Измерения производятся непосредственно на блоке в шламе (для оперативного контроля, получения предварительных данных, что позволяет выделить контакты руды и ареалы рассеяния хим. элементов), а также в керновых, штуфных, бороздовых пробах. Наибольшей точности и воспроизводимости результатов измерения удалось достичь в подготовленных пробах. Стандартная шламовая проба проходит подготовку (сушка, дробление, истирание) в ходе чего происходит перемешивание пробы, ее усреднение.

При этом важным оказывается качество истирания: при неполном истирании и наличии в пробе относительно крупных частиц они могут попасть при измерении на окошко детектора, что исказит содержание металлов в пробе, т. к. как правило, хуже качественному истиранию подвержены определенные, наиболее крепкие минералы — например, кварц, в то время как карбонаты, сульфиды металлов легко истираются до нужной размерности. Качество истирания проверяется ситовым анализом для каждой тридцатой пробы, а в случае брака — вся партия проб подвергается доистиранию.

Также важно перемешивание материла пробы, оно обеспечивается за счет квартования материала, также периодически проводится контроль качества и чистоты опробования в целях предотвращения заражения проб.

На стадии геологоразведки Горевского месторождения была выявлена прямая зависимость между содержаниями свинца и серебра в рудах: на каждый 1% свинца приходится 7,78 г/т серебра.

Содержания свинца, цинка, железа и кальция в рудах и породах высокие и легко детектируются методом РФА [3]. Однако точные содержания таких элементов как Ag, Cd, Rb и пр. можно более достоверно установить только при их больших содержаниях в пробе.

Результаты РФА и хим. анализа по свинцу, цинку отлично коррелируют. Однако, по серебру все несколько сложнее — только в блоках с высоким содержанием свинца выше и средние содержания серебра, и оно легче определяется. Одновременно с этим, в блоках с низкими содержаниями свинца ниже и содержание серебра, что приводит к тому, что его точность определения со спектрометра падает и корреляция с данными хим. лаборатории низкая, хотя в целом и позволяет установить сводные данные о содержании серебра в блоке.

Результаты

В результате внедрения метода РФА проб удалось достичь оперативного и точного определения содержаний металлов свинца, цинка, серебра, кадмия, железа в пробах. Данные РФА могут быть получены геологом карьера максимально быстро — время полного замера одной пробы составляет 20 сек (при установке 4 минимальных фильтров по 5 секунд). Данные обо всех поступивших в проборазделочную лабораторию проб доступны уже через 2-3 часа, а то время как результаты анализа из хим. лаборатории доступны не менее чем через 2 суток. При этом точность определения металлов не падает. Кроме определения металлов, стоящих на гос. балансе предприятия, можно активно применять данные по другим определенным химическим элементам в составе пробы.

Нами в целях уточнения геохимических ареолов рассеяния [2] и состава руд и пород применяются данные по следующих элементам:

*) железо — его высокое содержание в пробе, как правило, для Горевского месторождения означает наличие сульфидов железа и сидерита, что означает приближение фронта буровых работ к зоне контакта с рудой; так, в известняках и доломитах Fe определяется в пределах 0,5-2,0%, в то время как в рудах возрастает до 20-30%.

*) кальций — содержание этого элемента в пробах падает в рудной зоне до 0,5% из-за снижения количества минералов кальция (кальцит, доломит) и растет в зоне развития известняков до 15-25% и более.

*) Также стоит отметить, что распределение марганца и его соотношение с другими элементами в прбе позволяет судить о степени окисления руды; так, в сульфидных рудах с нижних горизонтов карьера содержание Mn составляет до 0,5%, в то время как в рудах смешанного типа и окисленных с верхних горизонтов его содержание возрастает до 2% и более; это позволяет судить о степени окислении руды и определять направления отгрузки еще до поступления результатов фазового анализа из хим. лаборатории.

*) Некие закономерности распределения в горном массиве и практическое применение удалось установить для таких элементов как Rb, Sr, K, Zr, Ni, Si, S, As, Ti и др.

Для более точного определения свинца в пробах были созданы разные диапазоны для измерений со своими поправочными коэффициентами для каждого из них. Диапазоны по своим границам совпадают с классами содержаний металлов для проведения контроля.

На практике геолог проводит замер пробы в заводском диапазоне или в классе содержаний 0.5-1.0, а потом переключается в нужный диапазон и производит полный замер (20-40 сек) для более точного определения содержания свинца. Всего введено более 10 диапазонов, что позволяет работать со всеми встречающимися содержаниями свинца. Аналогичную настройку и разбитие по классам можно произвести по любому интересующему металлу (цинк, железо и др.) на основе стандартных образцов смесей.

Заключение

Подводя итоги вышесказанному можно сделать следующие выводы:

• на Горевском месторождении удалось внедрить методику рентгенофлуоресцентного опробования

• точность измерения проб при этом не уступает традиционному химическому анализу

• скорость получения данных при таком подходе значительно возросла

• стоимость производства одной пробы теперь значительно ниже

• определение целого спектра химических элементов позволяет устанавливать геохимические ареалы рассеяния элементов, зоны контакта руды и породы, определять степень окисления руд и др.

Благодарность за помощь в подготовке статьи выражаю технологу по минеральному сырью ООО «НОК» Авдееву В.А.

Рецензии:

5.11.2017, 14:38 Кучер Лариса Ивановна
Рецензия: Автор в статье излагает опыт применения рентгенфлуоресцентного анализа (РФА) при опробовании Горевского свинцово-цинкового месторождения в целях доразведки и оконтуривания рудных тел. Бесспорно ренгенфлуоресцентный анализ дешевле химического лабораторного анализа, но на мой взгляд следовало бы указать в цифрах выгодность применения. изложение статьи правильное, последовательное, актуальность и грамотность присутствует. Рекомендую опубликовать в текущем номере.