Щеглов И.Н., ведущий инженер технологического центра РРС АО «Иргиредмет»

В последние годы в мировой горнодобывающей промышленности большое внимание уделяется предварительному обогащению полезных ископаемых как одному из способов повышения рентабельности производства, вовлечения в переработку бедного, забалансового и рядового сырья. В институте «Иргиредмет» такая технология была разработана еще 40 лет назад для золотосодержащих и редкометалльных руд. Она основана на покусковой сортировке рентгенофлуоресцентным методом и получила название рентгенорадиометрической сепарации.

Технология РРС в Иргиредмете

Многочисленные работы, выполненные институтом «Иргиредмет» совместно с партнерами за прошедшее с момента появления рентгенорадиометрической сепарации (РРС) время, доказали эффективность и применимость этой технологии для переработки самого широкого круга полезных ископаемых и техногенного сырья и решения различных технологических задач [1–3].

В настоящее время развитием РРС в Иргиредмете занимается специальное подразделение – технологический центр рентгенорадиометрической сепарации (ТЦ РРС), который осуществляет все виды деятельности, необходимые для разработки, испытаний и внедрения технологии предварительного обогащения различных типов руд, углей и техногенного сырья.

ТЦ РРС ведется большая работа по расширению технологических возможностей рентгенорадиометрической сепарации, техническому усовершенствованию сепараторов и созданию принципиально новых образцов установок, качественному улучшению методов исследований и испытаний, внедрению технологий и оборудования.

Отличия и преимущества РРС

На сегодняшний день основными методами радиометрического обогащения, помимо РРС, являются фотометрическая сепарация (ФМС) и рентгено-абсорбционный метод (ХRT).

Из этих трех методов только РРС создана в России и обладает целым рядом преимуществ: она является «сухой», низкозатратной, внедрена в промышленности. Кроме того, налажен выпуск промышленных сепараторов (СРФ), существует отработанная система обучения персонала. Рентгенорадиометрическая сепарация работоспособна в любых климатических условиях в широком диапазоне положительных и отрицательных температур.

В отличие от РРС, ФМС и ХRT разработаны за рубежом, в них используется дорогостоящее импортное оборудование. В эксплуатационном отношении эти технологии отличаются высоким уровнем затрат на сервисное обслуживание и запасные части. Кроме того, ФМС для своей работы требует отмывки кускового материала и положительных температур.

Нельзя забывать и о том, что в настоящее время в связи с санкционными ограничениями внедрение и использование ФМС и ХRT в России затруднены и маловероятны, поэтому для современной российской горнодобывающей промышленности отечественная технология РРС весьма перспективна с позиции импортозамещения.

С точки зрения защиты окружающей среды РРС выгодно отличается тем, что не требует отмывки исходной руды («сухая» технология), применения каких-либо реагентов и строительства хвостохранилищ.

В социальном плане использование этой технологии также может принести весьма значимую пользу, так как она позволяет вовлекать в переработку бедные и забалансовые руды (в том числе хранящиеся в отвалах), которые экономически невыгодно перерабатывать по традиционной технологии обогащения. Это может дать «вторую жизнь» нерентабельным рудникам и приискам, сохранить имеющиеся и создать новые рабочие места на производственных объектах РРС.

Внедрение на горнодобывающих предприятиях рентгенорадиометрической сепарации полностью соответствует принципам устойчивого развития предприятий и является весьма актуальной задачей для золотодобывающей и других отраслей горной промышленности.

Результаты разработок в области РРС

В ТЦ РРС ведутся интенсивный поиск и изучение новых разделительных признаков, на основе которых разработан и запатентован новый способ рентгенорадиометрической сепарации золотосодержащих руд [4].

На основании анализа результатов исследований и испытаний, проведенных за последние семь лет на золотосодержащих рудах более 70 месторождений, установлено, что большинство из них могут эффективно сортироваться по трем основным разделительным признакам [5].

Сульфидные и кварц-сульфидные золотосодержащие руды с наличием любых генетических спутников золота сортируют ранее разработанным в Иргиредмете способом [6] по известному критерию обогащения – отношению характеристического рентгеновского излучения (ХРИ) (К- или L-серии) сопутствующего элемента (N_Сэ) к рассеянному излучению (N_S).

Золотокварцевые и золото-кварц-сульфидные руды можно сортировать по разделительному признаку Fe, минимальное содержание которого соответствует кварцевым кускам, которые в большинстве своем являются золотосодержащей вмещающей средой.

Для выделения золотосодержащего кварца в окисленной форме (при повышенном содержании Fe в кварце) или рудных кусков с наличием окварцевания (мелкая вкрапленность, зерна, жилы, прожилки, прослои) разработан новый способ с использованием отношения интенсивности ХРИ элемента Sr (N_Sr), входящего в состав кусков, не содержащих золото, к интенсивности рассеянного излучения (N_S). В кварцевом материале и в окварцованных кусках стронций присутствует в минимальных количествах по сравнению с его долей в содержащих стронций, но не содержащих золото кусках руды (в породных кусках) [7].

Тройная логика универсальна для большинства золотосодержащих руд, но в зависимости от конкретного сырья могут использоваться упрощенная двойная или одинарная логика.

В последнее время благодаря модернизации были существенно улучшены технические характеристики рентгенофлуоресцентных сепараторов типа СРФ, основного оборудования РРС, выпускаемого ООО «Техносорт» (Екатеринбург), постоянным партнером Иргиредмета по производству оборудования.

Прежде всего были повышены чувствительность и селективность определения химических элементов за счет оснащения сепараторов полупроводниковыми детекторами высокого разрешения, что позволяет обнаруживать в кусковом материале различные элементы при их содержании в руде на уровне сотых долей процента.

На рис. 1 представлен общий вид СРФ6-150 «Ангара», одной из новых моделей сепараторов. Она имеет более высокую производительность за счет увеличения количества ручьев (каналов сортировки) до шести. С целью повышения производительности оборудования выпускаются также восьмиручьевые сепараторы, разрабатываются двенадцатиручьевые. Усовершенствованная измерительно-управляющая система современных сепараторов СРФ позволяет одновременно использовать при сепарации до трех разделительных признаков [8]. 

Рисунок 1. Общий вид сепаратора СРФ6-150 «Ангара»

Все это значительно расширяет технологические возможности РРС в обогащении золотосодержащего сырья. Стало возможным реальное вовлечение в переработку бедных и забалансовых руд с достижением высоких технологических показателей предварительного обогащения, что подтверждают примеры, приведенные в табл. 1.

Таблица 1. Примеры РРС бедных и забалансовых золотосодержащих руд

Разработаны методики РРС, позволяющие на стадии предварительного обогащения получать высококачественные товарные крупнокусковые продукты, которые благодаря большому содержанию в них золота можно перевозить, продавать и перерабатывать, не дожидаясь строительства фабрики на осваиваемых месторождениях (табл. 2).

 Таблица 2. Примеры РРС золотосодержащих руд с получением товарных продуктов

Еще одним перспективным направлением можно считать вовлечение в переработку новых видов сырья, ранее не использовавшихся для извлечения золота, например, галечных отвалов, образующихся после отработки россыпей. На это направлена новая разработка АО «Иргиредмет» с использованием РРС [9]. В табл. 3 приведены результаты испытаний технологии на материале галечных отвалов месторождения Каменские конгломераты.

Таблица 3. Результаты испытаний РРС материала галечных отвалов

Заключение

Развитие методики и технологии рентгенорадиометрической сепарации, исследования в области поиска и изучения новых эффективных разделительных признаков, разработка и применение усовершенствованного оборудования в АО «Иргиредмет» продолжаются и создают новые возможности для повышения эффективности предварительного обогащения золотосодержащих и других типов руд.

Список использованной литературы

1. Основы рентгенорадиометрического обогащения полезных ископаемых: монография / под ред. В.С. Шемякина. Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2015. 250 с.
2. Шемякин В.С., Цыпин Е.Ф., Федоров Ю.О., Скопов С.В. Теория и практика рентгенорадиометрического обогащения: монография. Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2013. 255 с.
3. Цыпин Е.Ф., Ефремова Т.А., Овчинникова Т.Ю. Экономическая эффективность предварительной концентрации с использованием рентгенофлуоресцентной сепарации // Известия вузов. Горный журнал. 2020. №6. С. 66–74.
4. Способ рентгенорадиометрической сепарации золотосодержащих руд: пат. Рос. Федерация. № RU 2700816 C1; № 2018113658; заявл. 13.04.2018; опубл. 23.09.2019. Бюл. № 27.
5. Куликов В.И., Федоров Ю.О., Чикин А.Ю., Вишняков А.В. Новые возможности технологии рентгенорадиометрической сепарации для повышения эффективности переработки золотосодержащих руд // Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения – 2020): матер. Междунар. конф. (Апатиты, 21–26 сент. 2020 г.) Апатиты, 2020. С. 191–194.
6. А. с. СССР № 952384, МКИ В 07 С 5/34, оп. 23.08.1982. Способ рентгенорадиометрического обогащения полезных ископаемых. Опубликовано 23.08.1982
7. Куликов В.И., Федоров Ю.О., Чикин А.Ю. Совершенствование технологии рентгенорадиометрической сепарации золотосодержащих руд // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 3. С. 88–96 (In Eng.). DOI: 10.21440/0536-1028-2021-3-88-96
8. Вишняков А.В., Федоров Ю.О. Модернизация оборудования и совершенствование методов исследований и испытаний технологии рентгенорадиометрической сепарации руд // Проблемы и перспективы эффективной переработки минерального сырья в 21 веке (Плаксинские чтения – 2019): матер. Междунар. совещ. (Иркутск, 9–14 сентября 2019 г.) Иркутск, 2019. С. 98–101.
9. Никифоров В.В., Михеев Г.В., Федоров Ю.О., Куликов В.И., Щеглов И.Н., Жуков Г.И. Галечные отвалы – перспективный источник золотодобычи на основе технологии РРС // Золотодобыча. 2018. № 4. С. 17–20.