Опыт использования ГАА в определении золота: геологическое обеспечение, производительность, автоматизация

Исмайлов Р.А., главный геолог, АО "ПАВЛИК"

Мартынов М.В., главный инженер, АО "ПАВЛИК"

Базайкин П.Э., заместитель генерального директора по геологии, АО "ПАВЛИК"

Жилкин А.А., начальник лаборатории, АО "ПАВЛИК"

Береговой А.Н., заместитель начальника лаборатории, АО "ПАВЛИК"

В 2022 году на горно-обогатительном комбинате АО "ПАВЛИК" была запущена в опытно-промышленную эксплуатацию единственная в России лаборатория гамма-активационного анализа золотосодержащих руд. В статье представлены результаты за первый год ее работы.

Геологическое обеспечение производственных процессов добычи руды

Геологическое обеспечение горного производства включает комплекс мероприятий, направленных на технически правильную, экономически целесообразную и безопасную разработку месторождений, наиболее полное извлечение полезных ископаемых из недр.

Важным фактором геологического обеспечения является правильная, эффективная и своевременная эксплуатационная разведка. Один из ее ключевых этапов – опробование геологических выработок. Геологические пробы, в свою очередь, должны быть достоверными, представительными, а их анализ отвечать требованиям оперативности получения результатов и экономичности.

АО "Золоторудная компания "Павлик" (АО "ПАВЛИК") решила задачу увеличения производительности и оперативности исследования проб с помощью гамма-активационного анализа (ГАА), запустив в мае 2022 года лабораторию ГАА (ЛГАА). Данный метод определения золота гармонично вписался в применяемый процесс опробования без внесения изменений на стадии отбора проб, позволил оптимизировать пробоподготовку и анализ.

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 площади вскрышных блоков. Отбор проб производится с каждой скважины поинтервально (по 2,5 м), вес пробы составляет от 4,0 до 12,0 кг. Также в ЛГАА подаются пробы рудного контроля – горстевого опробования рудных штабелей.

Пробоподготовка

Внедрение ГАА внесло значительные изменения на стадии пробоподготовки: подготовка пробы начала осуществляться одноактно, до однократного дробления сократились подготовительные операции, было исключено истирание, уменьшено количество контрольных просеиваний. Таким образом время на подготовку одной аналитической пробы ЛГАА было сокращено почти в два раза по отношению к времени подготовки пробы для проведения пробирного анализа (табл. 1, рис. 1–2).

Таблица 1. Сравнение схем подготовки проб для гамма-активационного анализа и пробирного анализа

Рисунок 1. Схема пробоподготовки для пробирного анализа (пробы эксплуатационной разведки, шламовых и горстевых проб массой 3–6 кг)

Рисунок 2. Схема пробоподготовки для гамма-активационного анализа

Требования к массе исходной пробы при отборе, после перехода ЛГАА в штатный режим при полном обслуживании эксплуатационно-разведочных геологических работ, были оставлены прежними, чтобы сохранить представительность проб и возможность заверять при необходимости определения ГАА применявшимся ранее методом пробирного анализа.

Производительность лаборатории

Основными достоинствами гамма-активационного анализа являются высокая производительность и низкая стоимость. Так, себестоимость единичного анализа составляет 454,6 рубля (единичный анализ в классической пробирной лаборатории – около 1 710 рублей).

Общая численность работников лаборатории превышает 35 человек. Персонал работает вахтовым методом в двухсменном режиме. Непосредственное обслуживание установки осуществляет смена из трех человек. Полностью штат ЛГАА был укомплектован в октябре 2022 года, но переход на работу в две смены был осуществлен уже в середине июня 2022 года.

Метод гамма-активационного анализа не требователен к пробоподготовке: подготовка проб для него ограничивается дроблением до крупности 1–3 мм и последующей упаковкой в контейнеры. В настоящее время продолжительность подготовки пробы к анализу (дробление, упаковка и маркировка) составляет 8–9 минут (без учета времени высушивания).

В соответствии с технической документацией скорость измерений установки ГАА "Au-изомер" составляет не менее 60 проб в час, или около 1 000 проб в сутки (при двухсменном режиме работы).

В зависимости от решаемых задач при работе на установке могут применяться различные версии программного обеспечения (ПО). В апреле 2022 года в ходе пусконаладочных работ было установлено ПО, позволяющее провести измерение одной пробы в течение 60 секунд (время подачи проб к считывателю – 13 секунд, время облучения – 8–12 секунд, время измерения – 16 секунд, время выгрузки  – 18 секунд) с производительностью не менее 60 анализов в час.

В августе 2022 года было разработано ПО, обеспечивающее совмещение операции подачи проб к считывателю и разгрузку проб. Таким образом, общее время одного анализа составляет около 42 секунд, производительность – в пределах 85 анализов в час.

В ноябре того же года лаборатория получила программное обеспечение, рассчитанное на проведение двукратного измерения массовой доли золота с возможностью выбора диапазона; в этом случае за результат принимают среднее арифметическое двух измерений, усреднение результата происходит автоматически.

Фактическое количество проанализированных лабораторией проб по итогам работы за 2022 год и первые пять месяцев 2023 года представлено в табл. 2.

Таблица 2. Количество проанализированных проб в ЛГАА за 2022 год и первые шесть месяцев 2023 года

* без учета контрольных измерений.

Автоматизация лабораторных процессов

Одновременно с пусконаладкой в лаборатории проводились работы по разработке и внедрению лабораторной информационной менеджмент-системы (ЛИМС). Для ЛГАА была выбрана ЛИМС "Н-Лаб" – российский продукт производства ООО "Независимая лаборатория" (Новосибирск), доработанный под имеющиеся особенности.

Автоматизация лабораторных процессов с помощью ЛИМС осуществляется с сентября 2022 года. Система, в частности, позволяет оптимизировать процессы приемки и регистрации проб и производить необходимые расчеты, в том числе неопределенности измерений. Система автоматически генерирует уникальные лабораторные номера проб при загрузке заказов на испытания. Под своим номером, также зашифрованным в виде QR-кода для считывания сканером установки "Au-изомер", проба проходит все этапы анализа.

ПО измерительной системы интегрировано с интерфейсом ЛИМС. Оно позволяет сохранять данные результатов испытаний как в виде файлов формата Excel, так и в виде неизменяемых krd-файлов, представляющих собой первичные записи лаборатории. Передача данных из ПО установки в ЛИМС осуществляется через неизменяемый формат файлов.

Полученные в результате испытаний данные фиксируются в рабочих листах ЛИМС. Предварительные результаты регистрируются и становятся доступными для просмотра представителям заказчика.

Окончательные результаты с приписанной погрешностью (неопределенностью) измерений оформляют в ЛИМС в виде протоколов испытаний на каждый заказ.

Кроме модуля по работе с пробами (заказчиками), ЛИМС "Н-лаб" позволяет регулировать и другие аспекты работы лаборатории, например создавать и управлять базами данных ресурсов ЛГАА, а также осуществлять управление качеством лабораторных испытаний.

© АО «Иргиредмет», 2023