CC BY
104
------------------------------------------- © Л.В. Шумилова, 2009
УДК 622,7+669+55 Л.В. Шумилова
ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С ДИСПЕРСНЫМИ ФОРМАМИ НАХОЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА
Семинар № 26
ЖЭ последние годы в минерально-
-Я-9 сырьевом комплексе наметилась тенденция роста дисбаланса между добычей и приростом балансовых запасов руд месторождений полезных ископаемых, что создает серьезную проблему для развития металлургии и машиностроения.
По последним данным академика РАН В.А. Чантурия - в мире наблюдается снижение добычи различных минералов на каждого жителя Земли, а именно: 1985 г. - 2,038 т., 2002 г. - 1,873 т. [1].
Развитие минерально-сырьевой базы золотодобывающей промышленности на современном этапе связано, главным образом, с масштабным вовлечением в разработку руд с рассеянными (дисперсными) формами нахождения золота в кристаллической решетке минералов-носителей.
В основном такими минералами являются сульфиды железа, железа и меди, свинца, висмута, а также сульфосо-ли, в том числе содержащие железо и медь. Извлечение дисперсного золота из таких минералов требует применения сложных многостадиальных схем обогащения, включающих их предварительное концентрирование и окисление перед его выщелачиванием.
Творческая группа учёных Читинского филиала ИГД СО РАН и Читинского государственного университета: под руководством д-ра техн. наук Секи-
сова А.Г. (Резник Ю.Н., Шумилова Л.В., Конорёва Т.Г.), с участием профессора Трубачева А.И провела анализ форм нахождения дисперсного золота в минеральном и органическом веществах.
Главный классификационный признак, используемый авторами для выделения форм дисперсного золота - тип соединений золота с элементами, образующими минералы, микроминералы и нановключения в кристаллической решетке.
Для оптимального выбора технологической схемы переработки упорных золотосодержащих руд необходимо определить минеролого-геохи-мические и структурно-текстурные параметры, а также формы дисперсного золота.
Можно выделить отдельные формы дисперсного золота по характеру межэ-лементных связей в содержащей его минеральной матрице: (золото - металл, золото - металлоид, золото - неметалл, золото - органическое соединение, в состав которого входят функциональные группы СК, С№, СОКИ и их различные комбинации). Дисперсные и микроскопические формы выделения золота важно различать как с геологических, так и с технологических позиций, поскольку эти формы связаны с различными процессами рудогенеза или, по крайней мере, определяются изменением его физико-химических параметров.
В настоящее время существует ряд проблем анализа руд с дисперсными
формами золота, его выщелачивания и сорбции, что в свою очередь дополнительно осложняется многообразием форм нахождения дисперсного золота.
В месторождении Карлин в Неваде тонкое золото ассоциируется с галенитом, сфалеритом, антимонитом, хальце-доновидным кварцем, реальгаром, но главными его носителями являются глинистые минералы; золото нарастает на торцы их чешуек [2]. В рудах Карлин-ской провинции, по данным [3] золото ассоциирует с двумя геохимическими группами: И§-БЬ-А8-Т1, И§-А8-^Мо).
В этом золоторудном месторождении органическое составляющее в основном представлено углеродистым веществом, включая черные сланцы [4]. Зоны суль-фидизации в черносланцевых толщах следует рассматривать как неисчерпаемые комплексные месторождения, так как их параметры в целом ряде случаев сопоставимы с крупнейшими геологическим телами [5].
Российские месторождения, относящиеся к черносланценой (формации, объединяет рассеянное состояние золота, находящегося в пирите и арсенопирите в тонкодисперсном или химически связанном виде, а также обогащенность вмещающих пород углеродистым веществом. Запасы Сухого Лога оценены в 1100 т золота, а Наталкинского - в 300 г.
Месторождения Забайкалья (как собственно золоторудные, так и сульфидных руд различных формационных типов) характеризуется ассоциациями: Аи-Си-А8-БЬ-РЬ-2п, Аи-Си-Те-Ш, Ли-Л8-БЬ, Ли-Мо, Аи-Мо-^ Аи-В-Си-Мо. Например, в пиритах некоторых золоторудных месторождений Забайкалья не только установлена его геохимическая связь с теллуром и серебром, но и удалось обнаружить его в составе микроминерала, конкретно петцита А§3АиТе2.
Хотя для некоторых месторождений,
в том числе такого крупного как Дара-сунское (Забайкалье), содержание золота в халькопирите может быть существенно больше, чем в основном его минерале-концентраторе - арсенопирите 84 против 37 г/т соответственно.
Соединения золота и серебра с селеном как самостоятельные мономине-ральные фракции (например, фишцессе-рит А§3Аи8е2) уверенно выделяются в ограниченном числе месторождений.
Элементом-металлоидом, с которым золото образует биэлементное соединение, является сурьма: в стибните оно присутствует в виде микроминерала ау-ростибнита (АиБЬ2).
Известны также обнаруживаемые в виде микроминералов смешанные природные соединения золота - с теллуром и с сурьмой (монтбрайит (АиБЬ)2Те3), с металлами - серебром (электрум), ртутью (амальгамы), медью (купроаурит, аурокуприд), некоторыми платиноидами (палладием, платиной, родием), висмутом (висмутистое золото), медью и палладием (рожковит).
Вопрос о форме нахождения дисперсного золота в сульфидных минералах за исключением случаев, когда оно входит в состав микроминералов носит в большей степени характер предположений, разумеется, основанных на некоторых экспериментальных фактах. В частности, как показали исследования американских и английских химиков, золото может образовывать с серой кластерные соединения с хелатными связями (бидентантное хелатирование). Например, установлено соединение
Аи10Б20.
О возможности наличия химических связей дисперсного золота с серой в некоторых сульфидных минералах косвенно говорит тот факт, что пирит (РеБ2) проявляет золотоносность, а пирротин (РеБ), даже в парагенезисе с пи-
ритом - нет.
По-видимому, не только в арсенопирите (скородите) атомы золота имеют комплексные связи (золото-мышьяк-железо-сера) (кислород + водород), но и в таких минералах-концентраторах золота как гетит, гид-рогетит, алунит, монтмориллонит. В органическом веществе, содержащемся в рудах дисперсное золото преимущественно присутствует в форме комплексных соединений.
Соответственно при этом атомы золота имеют связи (с разной степенью прочности) одновременно с кислоро-дом-железом-водородом, алюминием-
кислородом-серой-водородом, алюмини-ем-магнием-кислородом-водо-родом, углеродом-азотом-кислородом, углеро-дом-серой-водородом.
На основе проведенного анализа форм нахождения дисперсного золота в минеральном и органическом веществах творческой группой учёных сделан вывод о том, что оно встречается в трех принципиально различных по характеру связей с минералообразующими элементами: в форме простых и комбинированных соединений; комплексных соединений с несколькими элементами, образующими свое-образные лиганды.
Классификационная схема форм дисперсного золота в минеральном и органическом веществах, основанная на этом признаке выделения, следующая: в форме простых соединений с одним из элементов непосредственно, в том числе металлами: металлами-аналогами и металлами, имеющими более сложную структуру ядра атома, чем у золота; неметаллами; металлоидом - стибниты; в форме комбинированных соединений -золото с металлами, неметаллами и металлоидами, в том числе: селениды; тел-луриды; сурьмяные соединения; сурь-мяно-теллуридные соединения; в форме комплексных соединений: на основе
железа; на основе алюминия; с органическими лигандами; с серой и металлами - металлосернистые; с кремнием и кислородом - кремнекислородные соединения; сурьмяно-теллу-ридно-
сернистые соединения [6].
Основной геолого-технологичес-кой особенностью руд, содержащих дисперсное золото, является необходимость разделения их на типы и сорта не только по вещественному составу и текстурноструктурным характеристикам, но и по его минеролого-геохимической ассо-циируемости. Под последней понимается парагенетически связанные минералы, концентрирующие дисперсное золото и элементы, с которыми оно образует химические связи (минералообразующие и сопутствующие).
Определение золота в рудах и горных породах в настоящее время осуществляется по следующим методам: атомно-абсорбционный с пламенной атомизацией; атомно-абсорб-ционный с электротермической атомизацией; атомно-эмиссионный спектральный; масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и т.д. [7].
Однако, используемые стандартные методы анализа не позволяют выявить все содержащееся в руде дисперсное золото, которое относительно прочно связано с минералообразующими элементами или органическими соединениями. Для извлечения золота из этих минералов требуется предварительное глубокое окисление.
В Читинском филиале ИГД СО РАН совместно с Читинским государственным университетом под руководством доктора технических наук А. Г Секисова была создана творческая группа ученых (Ю.Н. Резник, Л.В. Шумилова, А.Ю. Лавров, Ю.И. Рубцов, Д.В. Манзырев, Н. Н. Зимина) с участием инженера-химика Т. Г. Конаревой для проведения
иссле-дований по технологическому тестированию упорных золотосодержащих руд месторождений Кокпатас, Забайкалья и Бурятии. Руды данных месторождений относятся к упорным и содержат золото в дисперсной форме.
В процессе тестирования руд месторождений Кокпатас применялись как традиционные схемы рационального анализа с последовательным растворением в щелочи и кислоте пленок и включений соответствующих минералов, с использованием соответствующих окислителей и комплексообразователей, в том числе полученных в результате электросинтеза и фотосинтеза. В качестве активного компонента обрабатывающего раствора использовались следующие химические соединения: перекись водорода в метастабильной форме, получаемой путем электролиза водной фазы, или комбинированной - стабильно -метастабильной, образуемой в процессах фотолиза или радиолиза; хлорсодержащие реагенты (гипохлорит натрия, соляная и хлорноватистая кислоты), продуцированные путем электрохимического и фотохимического синтеза.
Тестирование отобранных проб руды осуществлялось в Центральной физикохимической лаборатории (ЦФХЛ) Северного рудоуправления Навоийского ГМК (г. Учкудук).
Геолого-технологическое тестирование по методике стадийной окисления окисленных руд (силикатный подтип) Удоканского месторождения, хвостов флотационного обогащения Дарасун-ского месторождения, магнетитовых шлихов Баунтовского рудного узла позволило выявить наличие в них как ор-гано-металлических форм дисперсного золота, так и его формы прочно связанные с минеральной матрицей. При этом содержание таких форм золота составило от 0,04 г/т (Удокан) до более 10 г/т
(магнетитовый шлих).
Тестирование отобранных проб руды осуществлялось в ЛИЦИМСе классическим пробирным (с купеляционным окончанием) и пробирно-атомноабсорбционным методами.
При обосновании методики геологотехнологического тестирования руд с дисперсным золотом участники эксперимента в первую очередь исходили из результатов исследований, проведенных на базе трех золоторудных месторождений Кокпатас, Даугызтау (Узбекистан, Наво-ийский вилоят) и Yellow Jacket (США, штат Невада, округ Кларк).
На основании обработанных статистических данных анализа практического опыта работы горных предприятий, перерабатывающих упорные сульфидные руды (промышленные аналоги), и результатов научных исследований на примере различных типов руд ряда месторождений Забайкалья и республики Узбекистан, разработана геолого-технологичес-кая классификация золотосодержащих руд с дисперсными формами металла по обогатимости. Сульфидный геологотехнологический тип руд классифицируется на три подтипа: сульфидно-сульфосолевой (пирит-арсе-
нопиритный), сульфидно-соле-вой с непродуктивными включениями углистого вещества и сульфидно-сульфо-солевой с включениями золотосодержащего углистого вещества. В каждом типе выделены промышленные сорта руд в зависимости от содержания, уровня и формы дисперсного золота.
Таким образом, для выбора оптимального варианта переработки сульфидных руд геолого-технологические типы руд с дисперсными формами золота целесообразно выделять по крупности зерен минералов - носителей и их парагенезису, определяющих техноло-
гическую схему получения продукта, направляемого на пиро- или гидрометаллургический передел, а подтипы - по характеру химической связи с основными и сопутствующими элементами минеральной матрицы, определяющей хи-
1. Чантурия В.А. Перспективы устойчивого развития горноперерабатывающей индустрии Россси / В. А. Чантурия // В сб. «Прогрессивные технологии комплексной переработки минерального сырья». - М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2008. - С. 7-12.
2. Hausen D.M., Kerr P.F. Fine gold occurrence at Carlin, Nevada.- In: Ore deposits of the United States, 1933-1967. N. Y. Amer. Inst. Mining Metallurg. and Petroleum Engrs., Inc.1968.
3. Gold deposits of the Carlin Trend, Ne-
vada, Society of Economik Geologists. Vol. 18, Scroeter,T.G.Muddy Lake pro-
jekt,Geol.Fieldwork,1985 min. of Energy Paper 1986-1,p.157-161.
мическую активность и концентрацию, используемых при технологическом тестировании окислителей перед цианированием (от гипохлорита Ка до пе-рекисно-щелоч-ной смеси).
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Зубков В.С. // Геохимические процессы и полезные ископаемые. Вып. 2. - Иркутск: Вести. ГеоИГУ. 2000.- С. 74-93.
5. Сидоров А.А., Томсон И.Н. // Вестн. ОГГГГН РАН. 2000. Т. 11. № 1.
6. Секисов А.Г. Дисперсное золото. Геологические и технологические аспекты. / А.Г. Секисов. Н.В. Зыков. В.С. Королев. - Чита: ЧитГУ, 2007. - С. 269.
7. Седельникова Г.В. Современные методы определения благородных металлов в минеральном сырье / Г.В. Седельникова, А.В. Мандругин, Д.Е. Бодров // В сб. «Прогрессивные технологии комплексной переработки минерального сырья». -М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2008. -С. 136. ЕШ
— Коротко об авторе ------------------------------------------------------------------
Шумилова Л.В. — кандидат технических наук, доцент, Забайкальский горный колледж, заместитель директора по учебной работе, докторант Читинского государственного университета.
Рецензент д-р техн. наук, проф. А.Г. Секисов, директор Читинского филиала ИГД СО РАН.
© Л.В. Шумилова, 2009
УДК 622,7+669+55 Л.В. Шумилова
