CC BY
89
© В.С Литвинцев, Г.П. Пономарчук, Т.С. Банщикова, 2005
УДК 622.17.(571.6)
В.СЛитвинцев, Г.П. Пономарчук, Т.С. Банщикова
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТА ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ Р. ДЖАЛИНДА И Р. Б. ИНАГЛИ И ПРОБЛЕМЫ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ
~П условиях резкого снижения запасов россыпного золота -Я-М перспективы увеличения его добычи могут быть связаны с вовлечением в переработку техногенных россыпей. По мере совершенствования техники, технологий разработки и обогащения песков роль техногенных объектов в ближайшие годы будет возрастать. Зачастую запасы техногенных россыпей вовлекаются в отработку попутно, без предварительной оценки их продуктивности, поэтому полной характеристики этих объектов, как резерва сырьевой базы добычи золота, с точки зрения содержания и морфологии металла нет. В этой связи выявление особенностей морфологии золота и ее влияние на эффективность обогатительных процессов, на оценку ресурсов техногенных россыпей является актуальной научной задачей [1].
Техногенные россыпи р. Джалинда и р. Б.Инагли относятся к Соловьевскому золотоносному узлу Верхнего Приамурья. Исследования морфологии, гранулометрии и содержаний золота в эфель-ных отвалах выполнялись по проектам ИГД ДВО РАН с целью разработки рекомендаций по эффективному освоению техногенных объектов. В качестве испытуемого материала использовались пробы эфелей, полученные при шурфовом и бороздовом опробовании. По отвалам р. Джалинда было заложено семь шурфов, представленных отвальным комплексом дражной разработки россыпи с 1930 по 1978 годы, по эфелям р. Б. Инагли - шурф и три траншеи, отработка 1968 года.
Выемка проб из шурфов проводилось с интервалом 10 см на глубину 100-130 см. По техногенной россыпи р. Джалинда проанализировано 70 проб, по россыпи р. Б. Инагли - 33 пробы.
Концентрирование золота проб эфельных отвалов проводилось по схеме: отсев по классу - 3,0 мм, обогащение класса - 3,0 мм на
центробежно-вибрационном концентраторе ЦВК-300, доводка концентрата с отделением магнитной и электромагнитной фракций и сепарацией неэлектромагнитной фракции в тяжелых средах. Для доводки концентратов до шлихового золота применялся комплекс «МКТС» производства ООО «Грант» (г. Наро-Фоминск). Шлиховое золото просматривалось под бинокулярным микроскопом с отбором золотин. Определены гранулометрические параметры и масса золота (в мг) в каждом классе крупности.
В среднем выход концентрата ЦВК-300 составил 12,1 % от объема обрабатываемой пробы. В 1 м3 дражного эфеля содержится около пяти килограммов магнитной фракции (магнетит, металлический скрап, гидроокислы железа, хромит) и 3 кг электромагнитной фракции (гранат, пироксен, ильменит, турмалин, сфен, рутил). Основную массу неэлектромагнитной фракции составляют породообразующие минералы: кварц, слюда, обломки слюдистых сланцев, песчаников. В парагенезисе с золотом определены его минералы - спутники: гранат, ильменит, лимонит, циркон, шпинель, пирит, эпидот, топаз, киноварь.
В эфельных отвалах россыпей р. Джалинда и р. Б.Инагли золото представлено разными морфологическими видами. Наибольшее распространение имеют пластинчатые, сильно прокатанные индивиды с неровными, рваными заклепанными краями. Преобладают тонкие округлые и удлиненные пластинки, чешуйки с шероховатой и шагреневой поверхностью, следами скольжения, покрытиями из гидроокислов металлов, пленками технических масел и очень часто с серыми пятнами амальгамы.
Периодически встречаются утолщенные пластинки с кавернозной, ямчатой поверхностью, с заполнением выемок мельчайшими частицами породы и минералов - кварца, граната, магнетита. Цвет таких частиц золота грязно-желтый, желтый с пятнами амальгамы и разводами гидроокислов железа.
В классах крупности менее 0,5 мм распространение имеют щетковидные агрегаты в виде «ежиков». Такие золотины имеют грязный бледно-желтый цвет с пленками из гидроокислов металлов, частично пятнами амальгамы и напоминают элементы выщелачивания. При небольшом нажиме «ежики» распадаются на мельчайшие частички, которые в свою очередь размазываются по стеклу. Этот морфологический вид золотин встречается чаще в концентратах, насыщенных сульфидами - пиритом и арсенопиритом. В
классах крупностью более 0,5 мм имеют место неординарные формы, имеющие вид округлых пчелиных сот. Данная разновидность представляет собой агрегаты мельчайших частичек золота, нанизанных на каркас из пленок ртути; эти так называемые «новообразования» - результат наличия в эфельных отвалах свободной и загрязненной (пемезованной) ртути. Золотинки размерностью 0,25 мм и менее в виде зерен, иголок, чешуек с помощью ртути комку-ются в пористые агрегаты грязно-желтого цвета, которые после тепловой обработки азотной кислотой приобретают чистый золотисто-желтый цвет и имеют вид ажурного хрупкого золота, а при незначительном давлении распадаются на мельчайшие частички размерностью менее 0,1 мм.
Аналогичные изменения частиц золота в процессе техногенеза отмечены в дражных отвалах Исовского прииска на Урале. Частицы золота эфельного отвала представлены конгломератами более мелких золотинок, сцементированных пленками ртути [2].
Отличительной особенностью морфологии золотин в отвальном комплексе россыпи р. Джалинда от таковой в эфелях р. Б.Инагли является наличие в первой двух видов золотин крупностью > 1,0 мм: первый тип представляет собой зерна агрегированных овальных пластинок, бляшек, чешуек, реже зерен размерностью 0,5 и 0,25 мм; второй вид - крупные (- 3,0 + 1,5 мм) комочки амальгамы серого цвета. Эффект агрегирования мелкого и тонкого золота в эфельных продуктах объясняется тем, что плавучее золото (тонкие пластинки и чешуйки) на шлюзах первичной разработки осталось неамальгамированным и перемещено в потери. В условиях длительной лежкости галеэфельной толщи в отвалах контакт частиц золота с жидкой и, особенно, пемезованной ртутью приводит к слипанию частиц и образованию агрегатов.
Концентрации и «укрупнению» золотин способствует фактор длительного хранения эфельных хвостов под воздействием атмосферных осадков, изменения температур и действия гуминовых кислот. При прокаливании комочков амальгамы в тигле было выделено золото ярко-желтого цвета крупностью 1,0 мм и менее. Кроме того, в эфельных отвалах техногенных россыпей отмечено наличие связанного золота, представленного сростками золота с кварцем, гранатом, обломками породы, при этом частицы золота выполняют пустоты в кварце и образуют на нем «нашлепки».
Изучение морфологии золота из эфелей техногенных россыпей р. Джалинда и р. Б. Инагли позволяет отнести его к типу «упорных форм», что весьма характерно для техногенных россыпей, где ранее применялась амальгамация при промывке песков.
При шурфовом опробовании наблюдается четкое разграничение морфологии золотин из эфелей верхних и нижних уровней: в верхних частях шурфа (глубина 10 - 50 см) масса металла состоит из тонких овальных пластинок и листовидных частиц; на нижних горизонтах (глубина 70 см и ниже) возрастает доля утолщенных пластинок и кавернозных зерен, агрегатов из слипшихся мелких золотин.
Амальгамированное золото в виде пористых шаровидных зерен («пчелиные соты») и комочков амальгамы концентрируется чаще всего в верхних частях шурфов, и частично встречаются на нижних уровнях. В итоге на верхних горизонтах шурфов содержание золота намного выше, чем на нижних (табл. 1).
Изучение морфологии золота валовой пробы целикового участка Джалиндинской россыпи показало, что металл представлен идеально окатанными тонкими пластинками овальной формы, некоторые частицы загнуты с приплюснутыми или надорванными краями. Поверхность золотин шагреневая, матовая, без налетов побежалостей и следов рубашек. Цвет золотистый, степень окатанно-сти снижается с уменьшением крупности до 0,25 мм. Морфологические свойства золота целикового участка существенно отличаются от золота в лежалых хвостах. Различия выражаются в следующем:
• появление агрегатного состояния частиц;
• образование шаровидных зерен сцементированных пленками ртути, применяемой в процессе первичной добычи;
• выщелачивание частиц с образованием форм в виде щетковидных зерен»;
• образование плотных покрытий из гидроокислов железа;
• поверхностных изменениях золотин с появлением каверн, выемок заполненных породой и минералами.
Параметры крупности видимого золота из эфельных отвалов россыпи р. Джалинда варьируют от - 0,3 мм до 0,05 мм и менее, в техногенной россыпи р. Б. Инагли - от 1,5 мм до 40 микрон. Наиболее распространены частицы золота размерностью - 1,5 +
0,5 мм и - 0,5 + 0,25 мм. Крупные агрегаты золотин и амальгамы (- 3,0 + 1,5 мм) выделены из проб эфелей, относящиеся к 1930, 1961, 1973 и 1978 годам отработки Джалиндинской россыпи и в траншее № 2 россыпи Б.Инагли, отработка 1968 г. (табл. 2). При этом в отвалах россыпи р. Б. Инагли преобладает золото классом крупности - 1,5 + 0,5 мм - от 42,6 % до 87,4 %; в эфельном комплексе Джалиндинской россыпи основу составляет металл размерностью частиц - 0,5 + 0,25 мм - от 20,8 до 51,8 %. Большие скопления очень мелкого золота размером - 0,25 мм определены в шурфе № 1 - 55,3 % от общей массы извлеченного металла -россыпь р. Джалинда, отработка 1970 г.
В зависимости от крупности частиц изменяется и их внешний облик. Комковидные зерна, агрегаты и утолщенные пластинки составляют основу классов более 0,5 мм. Овальные тонкие пластинки различных очертаний накапливаются в классе - 0,5 + 0,25 мм, зо-лотинки размерностью менее 0,25 мм имеют вид щеток, дендритов, бляшек, чешуек. В классе крупности менее 50 микрон преобладают шаровидные и каплевидные частицы, окатанные октаэдры.
Анализ содержаний золота выделенного из проб эфельных отвалов, проводился минералогическим методом с определением в них видимого золота, которое является основным источником гравитационных методов извлечения.
Содержания выделенного золота из шурфов варьирует от 0,7 до 8,24 г/м3 в траншеях - от 1,63 до 2,78 г/м3. В техногенных отвалах превалирует доля мелкого (- 0,5 мм) золота «легких» форм -тонкие пластинки, чешуйки, дендриты, округлые щетковидные формы - «ежики», которые при длительном хранении в эфелях агрегируются, слипаются в более крупные частицы, каркасом которых являются пленки применяемой ранее ртути. Повсеместно на поверхности золотин отмечаются плотные покрытия из гидроокислов металлов, присыпки пылевидных минералов и породы, остатки амальгамы, пленки технических масел.
Таблица 2
Гранулометрический состав и содержание золота в эфельных отвалах техногенных россыпей р. Джалинда и р. Б. Инагли
№ Распределение золота по классам крупности,
% Среднее содержание зо-
выработок, год отработки Классы крупности, мм
- 3,0 + 1,5 - 1,5 + 0,5 - 0,5 + 0,25 - 0,25 лота, г/м3
Шурф № 5 1930 г. 13,1 32,4 46,3 8,2 8,24
Шурф № 6 1936 г. нет 39,2 36,3 24,5 0,97
Шурф № 2 1961 г. 1,8 38,9 51,8 7,5 5,60
Шурф № 7 1969 нет 29,0 37,1 33,9 0,70
Шурф № 1 1970 нет 8,5 36,2 55,3 0,70
Шурф № 4 1973 г. 18,6 25,1 36,3 20,0 2,20
Шурф № 3 1978 г. 24,0 45,8 20,8 9,4 3,0
Техногенная россыпь р. Б. Инагли
1968 г. Шурф нет 42,6 23,7 33,7 1,94
Траншея I нет 60,9 27,2 11,9 1,66
Траншея II 25,2 46,4 19,9 8,5 2,78
Траншея III нет 87,4 9,7 2,9 2,9
Учитывая, что основную долю ценного компонента в техногенных россыпях р. Джалинда и р. Б.Инагли составляет трудноиз-влекаемое золото «упорных форм» не извлеченное в ходе первичной отработки россыпи, в дальнейшем необходимо применять технологические схемы, с учетом морфологии и гранулометрии частиц золота в эфельных отвалах. При повторной отработке техногенных запасов с использованием традиционной технологии потери вновь достигают 50 % и более. Причина потерь, прежде всего, заключается в том, что при неоднократной переработке происходит технологическая циркуляция частиц металла и обогащение ими
техногенной россыпи. Так, контрольное опробование техногенных отвалов показало, что исходное содержание золота в 3-5 раз выше содержания, определенного лотковой пробой. Существенное значение имеют изменения поверхностных характеристик зерен и, как следствие, их физических и технологических свойств, в результате чего снижается извлечение, и возникают определенные трудности в получении концентратов и их доводки шлихового золота традиционным способом.
Наличие в отвалах крупных тяжелых частиц с высокой гидравлической крупностью (магнетита, киновари, свинцовой дроби и др.) способствует вытеснению золота из концентрата при обогащении на шлюзах и сносу в отвал. В первую очередь смывается тонкопластинчатое, чешуйчатое золото, сростки, часть зерен из-за пленок окислов и гидроокислов железа приобретает сильно и слабомагнитные свойства, что и способствует увеличению потерь в схемах с магнитной сепарацией.
При гидродинамическом разрыхлении минерального сырья, содержащего мелкое и «упорное» золото под суммарным воздействием водопотока происходит принудительное ускорение выноса в слив мелких частиц. Максимальное улавливание тонких частиц и упорных форм достигаются при минимальных значениях скорости потока воды и вибрационного ускорения. Новые возможности в этом направлении открывает применение оборудования, основанного на принципе усиления гравитационного воздействия: в нейтральных средах с дополнительно накладываемым силовым полем; воздействия на полезное ископаемое мощными электромагнитными импульсами; применения концентраторов с высокоинтенсивным воздействием; изменения характера отсадки наложением слабых магнитных полей. Производительность и степень извлечения упорных форм золота на таких виброконцентраторах в 2-3 раза выше, чем на концентрационных столах.
Эффективным способом извлечения мелкого и «упорного» золота является предварительная обработка золотосодержащего сырья растворами галогенидов [3]. Опытно-промышленные испытания хвостов шлихообогатительных установок показали, что воздействие на минеральные продукты йодосодержащих реагентов, способствует изменению свойств поверхности золотин с очисткой их от различных видов покрытий и присыпок, что повышает гидрофильные свойства золотин, тем самым, снижая технологические
потери металла при гравитационном обогащении. Применение мощных виброконцентраторов для переработки золотосодержащего сырья техногенных объектов с предварительной обработкой материала химическими реагентами является перспективным направлением в проблеме извлечения мелкого, тонкого золота, а также различных его «упорных» форм.
-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Макаров В.А., Шрайнер А.Д. Проблема геологической переоценки техногенных месторождений золота // Горный журнал.- 1998, № 3. С. 29 - 33.
2. Наумов В.А., Беляков Н.И., Тура Г.Н. Перспективы развития и расширения минерально-сырьевой базы Исовского прииска // Колыма.-1994, № 7 - 8. С. 31 -37.
3. Патент № 2235796 РФ, 2003.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Литвинцев В.С. - доктор технических наук, заместитель директора Пономарчук Г.П. - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,
Банщикова Т.С. - старший научный сотрудник,
Институт горного дела ДВО РАН.
