МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОБОГАЩЕНИЯ РУДЫ БУРЕЛОМНОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОБОГАЩЕНИЯ РУДЫ БУРЕЛОМНОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ
Аннотация
Изучен вещественный состав пробы руды Буреломного рудопроявления с массовой долей золота 3,63 г/т и серебра – от 14,1 до 50,0 г/т. Руда имеет сравнительно несложный минеральный состав. Преобладают породообразующие минералы (около 93%), рудные минералы (около 7%), кроме золота, представлены преимущественно гетитом и гематитом, пиритом, галенитом, сфалеритом, арсенопиритом, рутилом. Степень окисления руды очень высокая. Пирит интенсивно замещен гематитом и лимонитом вплоть до образования полных псевдоморфоз и преобразования в тонкодисперсный рыхлый лимонитовый агрегат. Самородное золото ассоциирует, преимущественно, с сульфидами и продуктами их замещения. Размер частиц варьирует в интервале 38-340 мкм, средний размер по длине и ширине – 108 мкм. Раскрытие частиц неполное: отмечены сростки золота с кварцем, альбитом, пиритом и лимонитом. Пробность золота составляет в среднем 813‰. Происхождение золота гидротермально-метасоматическое. Серебро отмечено как основная примесь в составе самородного золота, также может присутствовать в лимоните и минералах свинца.
На основании детального изучения и анализа вещественного состава пробы руды Буреломного рудопроявления определены основные методы обогащения, а именно: гравитационный для выделения гравитационного концентрата; флотационный для выделения флотационного концентрата и отвальных хвостов; цианирование и сорбционное выщелачивание исходной руды для определения извлечения золота в цианистый раствор и на сорбенты (смолу и уголь). Показана возможность выбора методов и схем обогащения для последующих исследований.
В статье показана взаимосвязь между изучением вещественного состава руды, включающим несколько стандартных методик, и выбором направления последующих исследований на обогатимость, в том числе методов и схем.
Данные исследования проводились с целью последующего возможного расширения сырьевой базы обогатительного предприятия.
1. Введение
В Красноярском крае старейшими золоторудными районами являются Ольховско-Чибижекский и Сисимский, где еще с 30-х годов XIX века велись добыча россыпного золота. Сисимский золоторудно-россыпной район расположен в пределах Кизир-Казырской минерагенической зоны в зоне влияния Главного Восточно-Саянского глубинного разлома.
В 1985-88 гг. в центральной части Сисимского района были обнаружены и выделены пять контрастных геохимических аномалий рассеяния золота и элементов-спутников и рудопроявление Буреломное. Рудопроявление Буреломное расположено на водоразделе р. Мал. Сейба – руч. Владимировский на территории Курагинского района Красноярского края , , , .
Одна из серьезных проблем действующих обогатительных предприятий, заключается в расширении рудной базы, вовлечении в переработку руд новых месторождений, с этой целью были проведены исследования вещественного состава пробы Буреломного рудопроявления. В статье показана взаимосвязь между изучением вещественного состава руды, включающим несколько стандартных методик, и выбором направления последующих исследований на обогатимость, в том числе методов и схем.
Исследования проводились с целью изучения возможности расширения сырьевой базы обогатительного предприятия.
Основная цель данной работы – показать взаимосвязь между изучением вещественного состава руды, включающим несколько стандартных методик, и выбором направления последующих исследований на обогатимость, в том числе методов и схем.
2. Методы и принципы исследования
Проба руды Буреломного рудопроявления с массовой долей золота 3,63 г/т и серебра – от 14,1 до 50,0 г/т была исследована в Сибирском федеральном университете.
Микроскопические исследования в проходящем и отраженном свете петрографических шлифов и аншлифов, выполнялись с помощью микроскопа ПОЛАМ РП-1 (ЛОМО, Россия) и Axcioscop 40-A Pol (ZEISS, ФРГ). Изучение минерального состава различных фракций исходной пробы и продуктов обогащения проводилось с помощью бинокулярных микроскопов МСП-1 (ЛОМО, Россия) по стандартным методикам. Фазовый состав исходной пробы уточнялся методами рентгенофазового анализа, выполненного физико-химической лабораторией ЦКП СФУ (волновой рентгенофлуоресцентный спектрометр XRF-1800, Shimadzu, Япония, автоматизированный рентгеновский дифрактометр XRD-6000 Shimadzu, Япония). Детальное изучение морфологии и вариаций состава самородного золота и сопутствующих минералов проводилось с помощью электронно-микроскопического (СЭМ) и микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) (электронный микроскоп «Tescan Vega 3 SBH», Чехия). Все исследования проводились в лабораториях Сибирского федерального университета по стандартным методикам для каждого типа анализов.
3. Основные результаты и обсуждение
В результате микроскопического изучения материала пробы установлено, что кусковый материал представлен преимущественно обломками гидротермальных кварцевых жил и развивающимися по их контактам с вмещающими породами кварцитами и метасоматически переработанными двуслюдяными сланцами.
Размеры выделений нерудных минералов составляют от 0,005 мм до 0,1 мм. Микротекстуры – массивные, слоистые, плойчатые и брекчиевидные. В составе пород в различных количественных соотношениях присутствуют кварц, альбит, тонкочешуйчатый практически бесцветный и бледнозеленоватый мусковито-серицит, желтовато-зеленый эпидот с аномальными яркими цветами интерференции. Отмечаются также глинистые минералы, тонкодисперсные гидроокислы железа, гематит, пирит и псевдоморфозы лимонита по пириту.
Исследованиями в отраженном свете выявлены пятнистые и полосчатые текстуры руд, участками отмечаются процессы дробления и рассланцевания материала прожилков. Широко развиты процессы вторичного минералообразования и окисления
Проба дробленой руды была подвержена фракционному гравитационному анализу в бромоформе по плотности 2 900 кг/м3 с выделением тяжелой и легкой фракции. Минералогический анализ каждой фракции каждого класса крупности проводился по стандартным методикам, минералогический состав пробы представлен в таблице 1. Более подробная информация с распределением минералов по классам крупности дана в таблице 2. Разделение на тяжелую и легкую фракции довольно условно в связи с промежуточной плотностью некоторых минералов и склонностью минералов образовывать срастания и взаимопрорастания – в породе присутствует значительное количество обломков сланцевых пород переменной плотности (21,75%), а также полиминеральных агрегатов. Сведения о раскрытии сростков представлены в таблице 3.
Результаты химического анализа руды показывают, что содержание серы в пробе невысокое и составляет 0,16%. Из цветных металлов в незначительных количествах присутствует медь (0,0006%), цинк (0,001%), свинец (0,0006%). Содержание мышьяка и сурьмы низкое и составляет 0,006 и 0,0004% соответственно. Массовая доля золота в пробе составляет 3,63, серебра – от 14,1 до 50,0 г/т. Установлено, что основная масса пробы представлена литофильными компонентами, из которых существенно преобладает оксид кремния (более 80%). Доля оксида алюминия составляет 6,02, суммарная доля щелочей – 1,27% соответственно.
Результаты ситового анализа дробленой исходной пробы свидетельствуют о преобладании в ней крупных классов, это позволяет констатировать, что руда крепкая , , , . Распределение золота в руде крупностью 3-0 мм неравномерное. Наиболее обогащены металлом классы крупности менее 0,2 мм, содержание золота в них составляет 7,4-9,9 г/т, в которые распределено 48,43% металла. В дробленной до крупности 3-0 мм исходной руде количество класса менее 44 мкм составило 9,87%, массовая доля золота в котором примерно в 3 раза превышает содержание металла в исходной руде – 9,8 г/т.
В результате микроскопических исследований и минералогического анализа (табл. 1) различных фракций пробы установлено, что основными породообразующими минералами в ее составе являются кварц, мусковито-серицит и гидрослюды, альбит, минералы группы хлорита, кальцит, эпидот и бассанит. В составе нерудных минералов резко преобладает кварц (около 80%). Другие породообразующие минералы – мусковит, альбит, хлорит, кальцит, эпидот и бассанит в сумме составляют около 13% пробы (альбит (3,79%), мусковит и серицит (5,25%), в меньшем количестве присутствуют клинохлор (2,33%), кальцит (1,62%), бассанит (0,24%) и эпидот (0,06%)). Рудные минералы составляют оставшиеся 7% с явным преобладанием лимонита (5%). Рудные минералы представлены лимонитом (гётит и гематит) в составе тонкодисперсного лимонитового агрегата (5,11%), пиритом (0,87%), галенитом (0,74%), сфалеритом, арсенопиритом, рутилом (0,03%), в резко подчиненном количестве (единичные мельчайшие выделения) – халькопиритом, теннантитом и вторичными минералами свинца и цинка. Степень окисления руды очень высокая. Пирит интенсивно замещен гематитом и лимонитом вплоть до образования полных псевдоморфоз и преобразования в тонкодисперсный рыхлый лимонитовый агрегат.
Полезным компонентом руды является самородное золото. Самородное золото ассоциирует, преимущественно, с сульфидами и продуктами их замещения. Размер частиц варьирует в интервале 38-340 мкм, средний размер по длине и ширине – 108 мкм. Преобладают очень мелкие золотины. Поверхность частиц неровная, ступенчатая, крючковатая, её скульптура, как и форма частиц в целом, обусловлена многочисленными отпечатками минералов, окружавших золотинки до дробления руды. В результате электронно-микроскопического и микрорентгеноспектрального изучения установлено, что присутствующие в концентрате золотины имеют светло-жёлтый цвет, форма, преимущественно, удлинённо-уплощённая до комковатой, реже встречаются ажурные частицы. Раскрытие частиц неполное: отмечены сростки золота с кварцем, альбитом, пиритом и лимонитом (табл. 4). Происхождение золота гидротермально-метасоматическое.
Пробность золота составляет, в среднем, 813‰ (интервал 737-916‰, 54 точки анализа). По классификации Петровской Н.В. самородное золото относится к высокопробному.
Площадь, занятая плёнками и вростками минералов-спутников, варьирует от 1 до 65%, среднее значение – 18%. Толщина выявленных плёнок в среднем составляет менее 1 мкм, строение пористое. Серебро отмечено как основная примесь в составе самородного золота, также может присутствовать в лимоните (до 2,4%) и минералах свинца (до 5,2%).
Результаты фазового анализа представлены в табл. 5. Золото в пробе на 95,86% находится в цианируемой форме (амальгамируемая и в сростках), 2,48% металла ассоциировано с оксидами и гидроксидами железа, а также карбонатами. С сульфидами связана незначительная часть металла 0,27%, тонковкраплено в породообразующие минералы – 1,39%.
Таким образом, для выбора методов и схем обогащения, известны размер вкрапленностей золота, раскрываемость сростков, фазовый состав и др. В данной пробе металл на 95,86% находится в амальгамируемой форме и в сростках, следовательно, необходимо рассматривать в перспективе исследования на обогатимость флотационным и гидрометаллургическим методами. Кроме того, наличие свободного металла в мелких классах, позволяет предусмотреть исследования на гравитационных аппаратах. Следует также, рассматривать комбинированные схемы обогащения с целью получения максимального извлечения металла высокого качества.
Таблица 1 - Минеральный состав пробы исходной руды
Минералы | Содержание, % | Размер, мм | |
От-до | Преобладает | ||
Кварц | 79,98 | 0,1-3 | 2 |
Мусковит | 5,25 | 0,005-0,3 | 0,05 |
Альбит | 3,79 | 0,005-0,05 | 0,03 |
Хлорит | 2,33 | 0,005-0,1 | 0,05 |
Карбонат | 1,62 | 0,01-3 | 2 |
Эпидот | 0,06 | 0,01-1 | 0,2 |
Лимонит | 5,11 | 0,001-5 | 3 |
Пирит | 0,87 | 0,05-3 | 2 |
Галенит | 0,74 | 0,05-3 | 2 |
Бассанит | 0,22 | 0,001-0,044 | 0,01 |
Рутил | 0,03 | 0,001-0,2 | 0,003 |
Арсенопирит | зн. | 0,005-8 | 1 |
Сфалерит | зн. | 0,5-5 | 3 |
Теннантит | зн. | 0,001-0,15 | 0,1 |
Халькопирит | зн. | 0,001-0,005 | 0,003 |
Самородное золото | зн. | 38-340 мкм | 108 мкм |
Итого | 100,0 | - |
Таблица 2 - Минеральный состав пробы исходной руды по классам крупности
Минерал | Класс крупности, мм | Сумма | ||||||
-3+2 | -2+1 | -1+0,5 | -0,5+0,2 | -0,2+0,1 | -0,1+0,074 | -0,074+0,0 | ||
Кварц | 24,60 | 16,06 | 14,10 | 12,73 | 5,60 | 0,56 | 6,33 | 79,98 |
Мусковит | 0,44 | 0,35 | 0,17 | 0,07 | 0,66 | 0,11 | 3,45 | 5,25 |
Альбит | 1,32 | 1,05 | 0,52 | 0,20 | 0,17 | 0,01 | 0,52 | 3,79 |
Хлорит | 0,87 | 0,70 | 0,35 | 0,13 | 0,11 | 0,00 | 0,17 | 2,33 |
Карбонат | 0,44 | 0,35 | 0,17 | 0,42 | 0,11 | менее 0,01 | 0,13 | 1,62 |
Эпидот | менее 0,01 | 0,05 | менее 0,01 | 0,01 | менее 0,01 | менее 0,01 | менее 0,01 | 0,06 |
Лимонит | 1,25 | 1,01 | 0,61 | 0,94 | 0,92 | 0,13 | 0,25 | 5,11 |
Пирит | 0,20 | 0,22 | 0,06 | 0,05 | 0,11 | менее 0,01 | 0,23 | 0,87 |
Галенит | 0,32 | 0,32 | 0,01 | 0,03 | 0,02 | 0,01 | 0,03 | 0,74 |
Бассанит | - | - | - | - | - | - | 0,22 | 0,22 |
Рутил | - | - | - | - | - | - | 0,03 | 0,03 |
Итого | 29,44 | 20,11 | 15,99 | 14,58 | 7,70 | 0,82 | 11,36 | 100,00 |
Таблица 3 - Раскрытие породообразующих и рудных минералов
Класс крупности, мм | Выход, % | Минералы легкой фракции, % | Минералы тяжелой фракции, % | ||||||||||
Свободные | Сростки | Раскрытие, % | Свободные | Сростки | Раскрытие, % | ||||||||
От класса | От исх. | От класса | От исх. | Обл. пород от исх. | От класса | От исх. | От класса | От исх. | Обл. пород от исх. | ||||
-3+2 | 29,44 | 60,75 | 16,99 | 39,25 | 10,98 | 8,32 | 60,75 | 26,91 | 0,40 | 73,09 | 1,08 | 0,47 | 26,91 |
-2+1 | 20,1 | 65,13 | 12,44 | 34,87 | 6,66 | 6,58 | 65,13 | 35,23 | 0,35 | 64,77 | 0,65 | 0,39 | 35,23 |
-1+0,5 | 16,02 | 75,04 | 11,78 | 24,96 | 3,92 | 3,46 | 75,04 | 53,11 | 0,17 | 46,89 | 0,15 | 0,03 | 53,11 |
-0,5+0,2 | 14,58 | 81,48 | 10,93 | 18,52 | 2,48 | 0,62 | 81,48 | 23,11 | 0,27 | 76,89 | 0,90 | 0,70 | 23,11 |
-0,2+0,1 | 7,68 | 81,33 | 5,43 | 18,67 | 1,25 | 0,83 | 81,33 | 14,23 | 0,14 | 85,77 | 0,86 | 0,29 | 14,23 |
-0,1+0,074 | 0,81 | 89,02 | 0,63 | 10,98 | 0,08 | 0,04 | 89,02 | 8,34 | 0,01 | 91,66 | 0,10 | 0,02 | 8,34 |
-0,074+0,0 | 11,37 | 90,99 | 8,79 | 9,01 | 0,87 | 0,00 | 90,99 | 34,53 | 0,59 | 65,47 | 1,12 | 0,00 | 34,53 |
Исходная руда | 100,00 | - | 69,99 | - | 26,23 | 19,85 | - | - | 1,93 | - | 4,84 | 1,90 | - |
Таблица 4 - Раскрытие самородного золота при различной тонине помола
Класс крупности, мм | Выход, % | Золото, г/т | ||||
Свободные | Сростки | Раскрытие, % | ||||
От класса | От исх. | От класса | От исх. | |||
-3+2 | 29,44 | - | - | 1,8 | 0,53 | 0 |
-2+1 | 20,1 | - | - | 2,1 | 0,42 | 0 |
-1+0,5 | 16,02 | - | - | 2,5 | 0,40 | 0 |
-0,5+0,2 | 14,58 | - | - | 3,5 | 0,53 | 0 |
-0,2+0,1 | 7,68 | 3,87 | 0,30 | 3,83 | 0,29 | 50,85 |
-0,1+0,074 | 0,81 | 7,13 | 0,06 | 2,77 | 0,02 | 72,02 |
-0,074+0,0 | 11,37 | 9,09 | 1,03 | 0,39 | 0,04 | 95,88 |
- | 100,00 | - | 1,39 | - | 2,24 | - |
Таблица 5 - Результаты фазового анализа пробы руды Буреломного рудопроявления (Красноярского края)
Форма нахождения золота в руде | Тонина помола 13,74% класса -0,071 мм (исходная крупность) | Тонина помола 93,97% класса -0,071 мм | ||
Содержание золота, г/т | Извлечение золота, % | Содержание золота, г/т | Извлечение золота, % | |
Свободное амальгамируемое и в сростках (цианируемое) | 2,59 | 71,46 | 3,48 | 95,86 |
Ассоциированное с оксидами и гидроксидами железа, карбонатами | 0,25 | 6,89 | 0,09 | 2,48 |
Ассоциированное с сульфидами | 0,35 | 9,64 | 0,01 | 0,27 |
Тонко вкрапленное в породообразующие минералы | 0,44 | 12,01 | 0,05 | 1,39 |
Исходная руда | 3,63 | 100,00 | 3,63 | 100,00 |
4. Заключение
В Сибирском федеральном университете были выполнены исследования вещественного состава пробы руды Буреломного рудопроявления с массовой долей золота 3,63 г/т и серебра – от 14,1 до 50,0 г/т.
Руда имеет сравнительно несложный минеральный состав. Преобладают породообразующие минералы (около 93%), рудные минералы (около 7%), кроме золота, представлены преимущественно гетитом и гематитом, пиритом, галенитом, сфалеритом, арсенопиритом, рутилом. Степень окисления руды очень высокая.
Самородное золото ассоциирует, преимущественно, с сульфидами и продуктами их замещения. Размер частиц варьирует в интервале 38-340 мкм, средний размер по длине и ширине – 108 мкм.
Пробность золота составляет, в среднем, 813‰. Происхождение золота гидротермально-метасоматическое. Серебро отмечено как основная примесь в составе самородного золота, также может присутствовать в лимоните и минералах свинца.
На основании анализа вещественного состава пробы руды Буреломного рудопроявления следует выделить основные методы обогащения, а именно: гравитационный для выделения гравиоконцентрата; флотационный для выделения флотоконцентрата и отвальных хвостов; цианирование и сорбционное выщелачивание исходной руды для определения извлечения золота в цианистый раствор и на сорбенты (смолу и уголь).
Выбор гравитационных аппаратов, используемых в исследованиях, базировался на крупности зерен золота. Отсутствие крупных частиц золота в пробе позволяет исключить применение отсадочных машин и винтовых сепараторов. Гравитационное обогащение следует проводить на центробежном сепараторе и концентрационном столе, с целью получения максимально возможных показателей извлечения золота в гравитационный концентрат. При составлении схемы гравитационного обогащения необходимо предусмотреть перечистные и контрольные операции.
Флотационное обогащение с целью выделения концентрата и отвальных хвостов следует проводить в лабораторных флотационных машинах ФМР. Выбор реагентного режима должен быть классическим. В схему флотационного обогащения следует включить основную, перечистные и контрольные операции. Кроме того, необходимо рассмотреть вопрос флотации хвостов гравитационного обогащения.
В последующем необходимо предусмотреть исследования по определению рациональной схемы обогащения руды Буреломного рудопроявления.