Технологическое картирование месторождений полезных ископаемых как залог устойчивого развития горно-перерабатывающих предприятий

Шипнигов А.А., младший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Епифоров А.В., старший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет", канд. техн. наук

Мусин Е.Д., заместитель генерального директора АО "Иргиредмет" по научной работе , канд. техн. наук

Собенников Р.М., младший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Григорьев С.Г., ведущий научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Одним из этапов освоения месторождений полезных ископаемых является геолого-технологическое картирование. Оно предполагает проведение комплекса работ по изучению пространственной изменчивости вещественного состава, текстурно-структурных характеристик, физико-химических и физико-механических свойств, определяющих поведение руд в процессах добычи, обогащения и металлургической переработки.

Геолого-технологическое картирование (ГТК) выполняется на стадии геологоразведочных работ, при подготовке к промышленному освоению месторождения. ГТК обеспечивает разделение руд по типам, разновидностям и сортам, подсчет запасов, выбор схем оптимального извлечения с минимизацией потерь и разубоживания полезного ископаемого, рациональной технологии переработки, контроль эффективности добычи и обогащения.

Результатом ГТК являются общие и подэтажные геолого-технологические карты, планы и разрезы, цифровые модели месторождения, служащие для планирования максимально продуктивного освоения объекта. Кроме того, модели обеспечивают отслеживание этапов работ, выступают критерием повышения эффективности выемки руды, применяются для выбора схемы шихтовки, установки очередности операций отработки для стабильной деятельности горно-обогатительного комбината и уменьшения производственных рисков.

Работы по картированию месторождения производятся в следующем порядке:

• документирование скважин и горных выработок с фиксацией ранее выявленных значимых признаков и параметров оруденения;
• отбор и обработка проб;
• изучение вещественного состава и текстурно-структурных признаков руд в лабораторных условиях;
• установление закономерностей в изменении вещественного состава и иных особенностей руд по залежам или рудным телам;
• оценка технологических особенностей, выявление отдельных типов и разновидностей руд;
• разработка и проведение геолого-технологической классификации руд месторождения;
• окончательное оконтуривание технологических типов и сортов руд, составление рабочей и отчетной графической документации.

Ранее для подсчета запасов на месторождениях использовали данные по общему содержанию полезных ископаемых в руде. Такой подход, однако, не позволял достоверно оценить долю извлекаемого компонента, что негативно сказывалось на технико-экономических расчетах предприятия. Современные методики изучения месторождений дают возможность рассчитать долю не только полезных ископаемых в недрах, но и ту их долю, которую можно извлечь в товарную продукцию, а также проанализировать вероятные изменения состава руд по простиранию и падению, осуществлять наблюдение за колебаниями показателей и данных технологической переработки, выполнять экономические расчеты потребления энергии и реагентов, отслеживать состояние окружающей среды.

Изучение технологических свойств руды золотоуранового месторождения

АО "Иргиредмет" в рамках ГТК был успешно выполнен проект изучения технологических свойств 70 картировочных проб, отобранных с разных участков и горизонтов одного из золотоурановых месторождений России, для прогноза запасов и показателей будущей отработки объекта.

В настоящее время на месторождении ведется переработка окисленных и полуокисленных руд. Основным ценным компонентом в рудах является золото, попутными – серебро и уран. Минералогический состав руд представлен на рис. 1, химический – в табл. 1.

Рисунок 1. Минералогический состав исследуемых руд

Таблица 1. Химический состав исследуемых руд

Основными породообразующими компонентами являются полевой шпат и кварц. Рудные минералы представлены вторичными минералами железа. По данным химического анализа содержание золота, серебра и урана составило около 0,8, 3,0 и 261,0 г/т соответственно; общего железа в пробах – от 1,4 до 7,6 %. Основная масса проб – окисленные руды. Однако в некоторых пробах содержание сульфидного железа достигает 40-65 % от общего содержания Fe. Данные пробы относятся к категории сульфидных.

По данным пробирного анализа содержание золота в пробах колеблется от 0,5 до 1,61 г/т, серебра (ICP) – от 1,25 до 9,95 г/т. Рентгенофлуоресцентный анализ проб показал, что руды относятся к категории бедных по урану (представлен браннеритом и коффинитом); его содержание в пробах составило от 20 до 940 г/т (табл. 2).

Таблица 2. Содержание полезных компонентов в пробах

В соответствии с техническим заданием были выполнены лабораторные тесты по цианированию 70 картировочных проб на исходной крупности (минус 2 мм) при концентрации NaCN 1 г/дм³, соотношении Ж:Т = 2:1, с загрузкой CaO 2 кг/т. Продолжительность выщелачивания составляла 24 часа. На рис. 2 представлены результаты цианирования проб.

Рисунок 2. Результаты цианирования проб

При цианировании проб установлена зависимость извлечения золота от степени окисления руды. Данная зависимость выражена достаточно ярко. Коэффициент корреляции находится на уровне 78 %.

Исследование показало, что 47 % проб являются легкоцианируемыми, извлечение золота из них составило 80,0-97,8 %. Доля полуокисленных (смешанных) проб – 30 %, извлечение золота – 50,0-79,3 %. К упорным можно отнести 23 % проб, извлечение золота – 1,6-49,6 %.

По данным тестов извлечение серебра из проб невысокое. Максимальное извлечение Ag – 61 %, минимальное – 13,5 %. Зависимость извлечения серебра от степени окисления железа менее выражена, чем у золота.

Средний химический расход реагентов составил: NaCN – 0,26 кг/т, CaO – 1,86 кг/т.

Выводы

Результаты технологического картирования показали, что исследуемое месторождение представлено легкоцианируемыми (окисленными), полуокисленными и весьма упорными (первичными) рудами. Уран в пробах представлен браннеритом и коффинитом, что указывает на его упорность.

Полученные данные могут быть в дальнейшем использованы для прогнозирования извлечения золота, серебра и урана на разных этапах отработки месторождения.