CC BY
134
НАР 15
1ЛД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2000"
А. М. Бураков, С .А. ЕрмакоЕ
А.А.
Блинов,
2000
УДК 622.342
А.М. Бураков, С.А. Ермаков,
А.А. Блинов
ФОРМЫ ЗОЛОТОНОСНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ПЕСКОВ КУРАНАХСКОЙ ПОГРЕБЕННОЙ РОССЫПИ
ов,
В условиях становления рыночной экономики и связанной с этим постепенной интеграцией золотодобывающей промышленности России в мировой рынок золота существует необходимость кратного повышения производительности труда на разработке глубоко погребенных россыпных месторождений. Это требует координации стратегии разработки таких объектов с условиями, определяемыми характером распределения полезного компонента как на всем месторождении, так и на его отдельных участках.
Результаты исследований, выполненных в ИГДС СО РАН, позволили впервые для по гребенной россыпи долины р. Б. Куранах (Центрально-Алданский район) сформулировать представление о кластерной организации содержания металла в разрезе рыхлых толщ.
Россыпь прослежена по долине реки на расстояние около 22 км. Эксплуатационные запасы горной массы составляют не менее 300 млн м3 в том числе дражные галечно-эфельные отвалы, образовавшиеся после отработки верхнего продуктивного слоя — 75-80 млн м3. Горно-геологические условия характеризуются большой глубиной залегания (до 50-60 м ниже уровня грунтовых вод) и тяжелыми для разработки глинистыми породами. Содержание глины в целом по россыпи составляет 33 %, на отдельных участках до 40-60 %. Какая-либо закономерность в расположении глинистых напластований отсутствует.
Наиболее вероятными коренными источ-
никами образования россыпи являются золоторудные месторождения Куранахского и Лебединского рудных полей, что подтверждается рядом исследований.
По генетическим особенностям все известные месторождения и проявления рудного золота в районе принято подразделять на три основных типа: Лебединский (гид-ро-термально-
метасоматический), Куранах-ский (преимущественно ме-тасоматический) и Зверевский (скарновый, с наложенным гидротермальным оруденением).
Определено, что прямым следствием многообразия типов формирования золотоносности погребенной россыпи является существование нескольких механизмов образования локальных зон концентрации металла, к основным из которых относятся:
• кластогенные, образованные за счет дифференциации частиц золота различной крупности (гравитационная технология извлечения);
• хемогенные, заключенные в минералах сульфидов и железа (технология кучного выщелачивания);
• новообразованные — продукты окисления руд (биогенные технологии).
Коренные месторождения золота в бассейне р. Селигдар и ее правых притоков приурочены к центральной части золотоносной полосы, образуя с юга на север Лебединское и Куранахское рудные поля, при средней ширине от 2 км на юге до 5 км на севере.
Куранахское рудное поле расположено на водоразделе бассейнов рек Б. Куранах и Якокут в северной части района. Размеры рудного поля составляют 20x26 км.
Зоны золотого оруденения контролируются элементами тектонических трещин и брекчированных участков. Наиболее крупная залежь Боковая имеет горизонтальное залегание и вытянута в северо-восточном направлении на 3,8 км, шириной от 10 до 500 м и мощностью от 1 до 38 м.
Макроскопически руды Куранахского поля представляют собой продукты выветрива-
ния, состоят из обломков песчаника, конгломератов, магматических пород, известняков и рудного материала различных размеров, сцементированных песчано-глинистым, глинисто-песчаным материалом или глиной. Вся же масса рыхлых пород отличается пестрой окраской, среди которой преобладают желто-бурые и розовые разновидности.
Текстура руд самая разнообразная: брек-чиевая, слоисто-полосчатая, вкрапленная, массивная, жеодовая, губчатая и др. Наибольшее развитие получила брекчиевая текстура, характерная для руд, отличающихся повышенным содержанием золота. По данным Ю.С. Маслова [1], золотоносность установлена в следующих типах обломочнорыхлых пород:
• метасоматиты — сложены гематитом, шестоватым и халцедоновидным кварцем, иногда с небольшим количеством лимонита;
• железистые кварциты — темнозернистый кварц и мельчайшее россыпное вкрапленное железо;
• охристо-гематитовые массы с включениями гнезд и участков кварцевых сыпучек;
• ожелезненные аркозовые песчаники, в которых гематит замещает полевой шпат;
• пески и песчаники без видимых следов гематитового оруденения;
• глинисто-гематитовые и глинисто-
лимонитовые пестроцветные разности;
• бурые переотложенные глины.
В рудах Куранахского месторождения выделяется первичное золото, связанное с гидротермальной фазой образования, и вторичное, переотложенное в гипергенных условиях.
Первичное золото обязано двум генерациям. Первая связана с кристаллами пирита, в которых золото присутствует в виде суб-микроскопических вкраплений и в полированных шлифах не установлено. Вторая генерация связана с рисовидным кварцем и сопровождающим его пиритом второй генерации. Размер выделенного золота колеблется от 0,3 до 3-4 мм, форма жилковиднопластинчатая, иногда комковидная или дру-зовидно-дендритовидная. Проба золота
сравнительно низкая и колеблется в пределах 840-870. Цвет светло-желтый, с неровной яично-бугристой поверхностью.
Морфологический облик первичного золо-
та разнообразен: жилковидно-пластинчатый, чешуйчатый, иногда - комковидный, изомет-ричный, в виде кристаллов или друзовидно-дендри-товидных форм.
Вторичное золото наблюдается в двух агрегатных формах: «хрупкие» агрегаты и пленки, представляющие собой скопления мельчайших частиц в тесном срастании с гидроокислами железа. Агрегаты образованы табличками с неровными краями и при надавливании легко распадаются на мелкие частицы. Цвет их тусклый, грязноватожелтый, поверхность шероховатая. Присутствие гидроокислов железа обнаруживается в виде тонких прослоев в изломе золотин. Агрегаты золота довольно часто как бы цементируют шестоватые агрегаты кварца. Размер золотин для различных рудных тел колеблется от 0,004 до 20 мм.
Вторичное (агрегативное) золото присутствует в рудах в форме агрегатов и пленок, представляющих собой скопления частичек микронной размерности.
В зависимости от характера срастания с гидроокислами железа и их количественного соотношения выделяется несколько разновидностей золота.
1. Агрегаты золота при подчиненном количестве гидроокислов железа. Характеризуются ноздреватой тончайшей пористой (губчатой) структурой. Частицы золота в них достигают десятков мкм и менее и являются продуктом осаждения тонкодисперсного золота из истинных и коллоидных растворов.
2. Агрегаты золота петельчатого, нитеобразного или эмульсионного строения. Гидроокислы обычно представлены гидрогетитом и по своей структуре представляют собой переотложения.
3. Друзовидно-губчатое золото размером менее 0,8 мм. При надавливании также крошится, но дает не мельчайшие частицы, а кристаллики красноватого и светло-зеленого цветов, прорастающие друзами. Друзы образуют подобие графической структуры. Золою этого вида отличает необычно высокая проба (990-998).
Различия в вещественном составе пород, их текстурно-структурные особенности и характер выделения в них рудных компонентов, в т.ч. самородного золота, позволяют более четко охарактеризовать технологиче-
ские качества руд каждого из месторождений. Так, в отличие от руд Лебединского поля, залежь золота Куранахского типа представляет собой продукты выветривания первичной минерализации, состоящие из обломков измененных пород, глинистого материала и минеральных новообразований. А.И. Казаринов [2] подчеркивал специфичность образования подобных рудных залежей, определяя их как «...погребенные в карстах залежи окисленных золотоносных кварцевых метасоматитов гидротермального близпо-верхностного генезиса».
В зависимости от характера цементации и количественных соотношений компонентов агрегации выделяется несколько разновидностей вторичных образований, имеющих различную механическую прочность и способность к дезинтеграции. В пределах Куранахского поля минерализованных пород в целом преобладают формы выделения вторичного золота, а на Лебединском - первичного, причем более крупной размерности.
В таблице приводится гранулометрический состав золота из руд Куранахского поля (месторождение Боковое) [3]. При этом остались неучтенными морфологические особенности выделений золота и характер их агрегативности.
Последнее обстоятельство весьма важно при оценке технологического качества минерального сырья. Так, при незначительном содержании вещества гидроокислов в составе агрегата золотин, агрегат характеризуется тончайшей ноздревато-пористой (губчатой) структурой и чрезвычайной хрупкостью, рассыпаясь на составляющие частички даже при незначительном механическом воздействии на золотину.
Источником переотложенного золота многие считают продукты окисления материала с первичным золотом. С позиции поиска технологических схем его извлечения представ-
ляют интерес вопросы подобного рудообра-зования. Предполагается миграция золота в составе суспензий, истинных растворов и, главным образом, коллоидных соединений. Концентрация коллоидных частиц золота в окисленной, но не разрушенной руде, ведет к образованию агрегатов хрупкого золота. В настоящее время окислительно-
восстановительный механизм такого мине-ралообразования рассматривается как бак-териально-хими-ческий процесс (Коробушки-на Е.Д. и др.) [4]. На Куранахской рудной залежи выявлено участие в нем органотроф-ных бактерий. Доказана, в частности, существенная роль в растворении золота продуктов жизнедеятельности этих бактерий — аминокислот в присутствии перекисных соединений. Показано, что растворенное таким образом золото затем вновь восстанавливается как внутри, так и на поверхности стенок клеточных образований в коллоидном и тонкодисперсном состоянии.
Значение рудоносных пород того и другого поля месторождений как источников питания россыпей не может быть определено однозначно не только с позиции применения различных технологий извлечения золота, но и с учетом объема разрушенных эрозией вмещающих пород, а также высвобожденного при этом золота. Так, если руды Куранах-ского типа в пределах рудного поля только что вскрываются эрозией, то рудные тела Лебединского поля отличаются глубоким эрозионным срезом. Кроме того, среднее содержание в подсчитанных запасах по рудным телам Куранахского и Лебединского типов, по данным С. Г. Желнина [5], характеризуется соотношением 1:3,2. С другой стороны, разведанные запасы первых, по тем же данным, составляют более 94 % к общеуч-тенным запасам золота в целом для обеих рудных полей (по состоянию на 01.1965 г.).
Приведенные сравнения носят среднеста-
Таблица
ГРАНУЛОМЕТРИЯ ЗОЛОТА КУРАНАХСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
Привязка Распределение золота по классам, % п робы
+ 1,0 +0,3 +0,1 +0,03 . +0,01 +0,003 +0,001 -0.01
Горизонт-1 5,36 12,65 12,51 19,09 12,02 1B,2B B,44 11.65
Усредненная B,33 9,14 B,56 19,B4 13,BB 12,61 27,64 Не опр.
тистический характер и не отражают всю сложность геологической обстановки рудо-образования. Ю.С. Маслов [1] приводит данные о распределении золота по площади Ку-ранахского рудного поля в зависимости от содержания, принятого в условных единицах: 50 % площади характеризуется содержанием в 1-3 единиц; 40 % - до 5 единиц; 8 % - до 10 единиц и 2 % площади занимают тела с содержанием более 10 условных единиц. Вычисленный им коэффициент вариации среднего содержания по бороздовым пробам колеблется от 29 до 79 %. К тому же, блоковый характер тектонического развития территории в бассейне р. Б. Куранах предполагает различную степень эродированности отдельных участков рудных полей.
Приведенные сведения позволяют сделать вывод о различной роли типов руд в питании россыпи на различных этапах геологической истории. В связи с этим весьма интересен вывод Н.Т. Регузова, который считает [6], что результаты усредненного технологического опробования, полученные на стадии даже детальной разведки, позволяют разработать, лишь принципиальную схему извлечения полезного компонента, но их явно недостаточно для сколько-нибудь эффективного планирования добычи в режиме усреднения. Это имеет место на участках отработки погребенной россыпи Б. Куранах.
По этой причине на этапе эксплуатации как рудных, так и россыпных месторождений должно осуществляться технологическое картирование с применением различного класса обогатительных устройств, фиксирующих все формы выделения самородного золота в горных породах.
Очевидно, что способы разработки, состав и типы оборудования добычных и обогатительных комплексов также должны определяться характером происхождением, морфологией, гранулометрией металла, с учетом объема золота, высвобожденного при разрушении вмещающих пород. В частности, многообразие форм золотоносности россыпи Б. Куранах, определяемых видами золотоносного оруденения Куранахского и Лебединского поля минерализованных пород, требует использования различных технологий извлечения [7-16], примененных ранее на других месторождениях.
В результате применения в схеме гравитационного обогащения операций предварительного обесшламливания и классификации исходной пульпы [7] в голове процесса получено небольшое количество продуктивной зернистой фракции, использованное для последующего обогащения на гравитационных аппаратах, эффективно извлекающих золото крупностью до 20 мкм.
Извлечение ценных минералов из рыхлых толщ четвертичного возраста, разрабатываемых как месторождения строительных материалов, осуществлялось в две стадии: первичное обогащение с получением чернового концентрата и доводка, включающая обогащение на концентрационном столе, магнитную сепарацию и деление в тяжелой жидкости немагнитной фракции [8]. Это позволило получить кондиционный золотосодержащий концентрат, а также другие полезные продукты.
Для этих же целей создан новый тип обо-гатительно-дезинтегрирующего устройства
[9], представляющий собой шлюз глубокого наполнения с гидромеханическим перемещением песков и циклической разгрузкой продуктов обогащения. Устройство с наибольшим эффектом может быть использовано на россыпных высокоглинистых месторождениях с тонким и мелким золотом.
Иргиредметом выполнены исследования
[10] по разработке рациональной технологии извлечения мелкого золота из песков россыпи участка Озерный Бодайбинского района. Массовая доля золота крупностью -0,1 мм в этом месторождении составляет 31,7 %, тогда как в россыпи Б. Куранах - 11,6 %. По результатам обогащения на лабораторном оборудовании (отсадочная машина ОМЛ, концентратор «Нельсон-7,5», центробежновибрационный сепаратор СЦВ-4) сделаны выводы об эффективности их применения. При извлечении самого мелкого (до -0,05 мм) золота предпочтительнее выглядят отсадочная машина ОМЛ и особенно концентратор «Нельсон-7,5».
Сравнительно новым направлением в отечественной технологии обогащения является применение метода кучного выщелачивания (КВ) золотосодержащих пород [11]. Эти работы были начаты в 60-70-е годы в США, Канаде, Австралии, Бразилии, ЮАР.
Внедрение этого метода обеспечило ряду стран существенное увеличение производства золота: в Канаде в 3, в США в 10, в Австралии в 15 раз (с 1975 по 1992 г). В США на долю КВ приходится более 60 % добываемого золота. Производительность большинства предприятий по сравнению с началом внедрения метода значительно увеличилась и в отдельных случаях достигая 20-30 млн т в год. В СССР первая установка по КВ золота была пущена в 1991 г. на Васильковском месторождении в Казахстане; в 1993-1994 гг. проводились работы по КВ в АООТ «Южу-ралзолото», на месторождении Жанан (Казахстан), на месторождении Майское (Хакас-сия). В последние годы проявляется интерес к технологии КВ со стороны старательских артелей и коммерческих структур, но это, как правило, предприятия небольшого масштаба (150-300, редко 600 тыс т руды в год).
По теме КВ золотосодержащих пород имеется большое количество материалов как концептуального, так и технологического характера. К первой группе можно отнести работы [12-14]. В работе [12] предлагается определять перспективность тех или иных месторождений к разработке способами подземного (ПВ) и кучного (КВ) выщелачивания методом системного анализа, путем представления проблемы в виде иерархически упорядоченной структуры экономикоматематических моделей и критериев их оптимизации, по крайней мере. по четырем уровням. Тедеев М.Н. и Коробанов Е.Е. [13] предлагают использовать при оценке пригодности технологии КВ из руд, отходов и хвостов обогащения метод вероятностного распознавания образов. В связи с этим ими определены факторы (признаки), оказывающие наибольшее влияние на эффективность КВ. По значениям этих признаков рассчитывается вероятность принадлежности объекта к тому или иному образу (типу) и определяется целесообразность применения метода КВ. В [14] рассматривается методика принятия проектных решений по геотехнологиче-ским комплексам ПВ и КВ. В качестве начального этапа освоения объекта принимается проведение опытных работ на месторождении по одной из разработанных базовых схем. По результатам полевых испытаний принимают один из способов рекультивации
зоны отработки, нейтрализации вод и вмещающих пород. По совокупности полученных данных разрабатывают проект строительства предприятия.
Ко второй группе относятся работы, описывающие опыт проведения испытаний, а также эксплуатации промышленных установок КВ золота. В [15] рассматриваются особенности технологического опробования сырья с низким содержанием золота. Для сокращения сроков обработки предлагаются передвижные портативные установки, а для повышения из влечения тонкого золота предлагается ряд нестандартных методов. В числе таких: селективная флокуляция тонкого золота, КВ золота (рекомендуется проводить непосредственно в кучах объемом 4060 т для обеспечения достоверности данных), биовыщелачивание.
Для переработки горной массы с чрезвычайно низким содержанием полезных компонентов, при котором применение даже метода КВ не всегда целесообразно, может быть использована ресурсовоспроизводящая технология [16], основанная на перераспределении компонентов в отвальном массиве. Она включает укладку (селективную или комбинированную) горной массы различного качественного состава, содержащей полезные компоненты, и создание геохимических барьеров, обусловливающих резкую смену геохимической обстановки в отвальном массиве. В процессе специальной обработки горной массы происходят растворение, миграция и последующее осаждение соединений полезных компонентов в зоне действия барьеров, что повышает концентрацию металлов в локализованном объеме горной массы и способствует эффективной ее переработке традиционными методами. Для различных условий хранения продолжительность внутриотвального обогащения может изменяться от нескольких недель до нескольких лет, что, с учетом, как правило, длительных сроков хранения полезных компонентов в отвалах и рудных складах является вполне приемлемым.
Совмещение закономерностей концентрации металла в разрезах и по простиранию с технологическими возможностями и параметрами различных способов разработки и обогащения золотосодержащих песков
требует более детального анализа строения разработке конкретных требований по тех-
долины россыпного месторождения р. Б. Ку- нологии и организации горных работ.
ранах, и позволит в дальнейшем перейти к
1. Маслов Ю.С. Основные черты строения, морфологии и условий образования золоторудных месторождений коры выветривания Южной Якутии // Материалы по геологии и полезным ископаемым ЯАССР, вып. VI, 1961.
2. Казаринов А.И. Закономерности размещения главных типов золотого оруденения в Алданском районе и принципы их перспективной оценки. Труды ЦНИГРИ, вып. 68. 1967.
3. Новиков В.А., Николаева Л.А. Яблокова С.В. Изучение минералогии золота и разработка критериев дальности его переноса. Алдан, 1966 (фонды ГП «Алдангеология»).
4. Коробушкина Е.Д. и др. Микробная трансформация золота в россыпях и корах выветривания // Тез. докл. на конф. «Закономерности эволюции земной коры», СПБ, 1996.
5. Желнин С.Г. Золотоносность Центрально-Алданского района и перспективы погребенных россыпей. Дисс. на со-иск. учен. степ. канд. геол.-минер, наук. Магадан, 1967
(фонды ЯИГН СО РАН).
6. Регузов Н.Т. Геологотехнологическое картирование железорудных месторождений. Горный журнал, № 8, 1997.
7. Чантурия В.А., Демин А.М., Сухов Н.Н. (ИПКОН РАН). Модульные обогатительные установки — резерв увеличения добычи золота и редких металлов. Горный журнал, № 4, 1996, с.30-31.
8. Романчук А.И., Никулин
A.И., Гончарук В.К., Жарков
B.В. (ЦНИГРИ). Перспективы извлечения золота при разработке песчано-гравийных месторождений. Горный журнал, № 4, 1996, с. 32-36.
9. Чабан В.А., Вишневский В.А, Алпатов А.И., Егоров Б.Н. Обогатительно-
дезинтегрирующее устройство для выделения тяжелых металлов из песков. Горный журнал, № 4, 1996, с. 37-39.
10. Тарасова Т.Б., Маньков В.М., Иванов А.Ю., Брынцев В.В. Извлечение мелкого золота из глинистых песков. Горный журнал, № 11-12, 1996, с. 8688.
11. Седельникова Г.В. Прак-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
тика кучного выщелачивания золотосодержащих пород. Горный журнал, № 1-2, 1996, с. 122-124.
12. Мосинец В.И. Перспективы подземного и кучного выщелачивания золота из гидротермальных и россыпных месторождений. Горный журнал, № 1-2, 1996, с. 108-111.
13. Тедеев М.Н., Коробанов Е.Е. Оценка пригодности месторождений золота для кучного выщелачивания. Горный журнал, № 1-2, 1996, с. 112114.
14. Забельский В.П., Воробьев А.Е. Проектирование предприятий для разработки золоторудных месторождений геотехнологическими методами. Горный журнал, № 1-2, 1996, с. 114-118.
15. Небера В.П. Особенности технологического опробования сырья с низким содержанием золота. Горный журнал, № 1-2, 1996, с. 119-120.
16. Воробьев А.Е. Преобразование качества некондиционного минерального сырья в складах и отвалах. Горный журнал, №11-12, 1996, с. 89-91.
Бураков А.М., Ермаков С.А. - Института горного дела Сибирского отделения РАН.
Блинов А.А. - Якутский институт горных наук.
