A MINERALOGICAL ANALYSIS AND PROSPECTS OF ORE PROCESSING OF THE LIGNITE ORE OCCURRENCE

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.

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.

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

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.

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.