Минералого-геохимические и наноструктурные особенности золотосодержащих руд месторождений Забайкальского края

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 553. 2
Секисов Артур Г еннадиевич
Sekisov Artur
Манзырев Дмитрий Владимирович
Manzyrev Dmitry
МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И НАНОСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ
MINERALOGICAL-GEOCHEMICAL AND NANOSTRUCTURAL PECULIARITIES OF AURIFEROUS ORES OF TRANS-BAIKAL TERRITORY DEPOSITS
Рассмотрены формы нахождения дисперсного золота в рудах месторождений различных формационных типов Забайкальского края. Освещены вопросы количественной оценки содержания дисперсного золота при выполнении аналитических работ. Приведены результаты пробирного анализа хвостов обогащения Дарасунской фабрики, выполненного по экспериментальным методикам
Ключевые слова: дисперсное золото, пробирный анализ, экспериментальная методика
Забайкальский край является одной из самых сложных в минералогогеохимическом отношении мировых золоторудных провинций: руды месторождений различных формационных типов представлены в нем большим многообразием минеральных парагенезисов с самородным золотом и мик-
The article considers forms of dispersed gold containing in ores of Trans-baikal Territory various formation types deposits. The issues of quantitative assessment of dispersed gold content under analytic works execution are studied. There are results of an assay analysis of Darasun mill tailings performed by experimental techniques
Key words: dispersed gold, assay analysis, experimental technique
роминеральными и дисперсными формами его нахождения в различных минералах-носителях. Наряду с минеральными парагенезисами, широко проявленными в известных золоторудных провинциях мира: золото-кварцевым, золото-сульфидным, золото-сульфидно-кварцевым, золото-сульфидно-сульфо-солевым [1], в
крае разведаны месторождения молибденовозолоторудные, вольфрам-молибден-золото-руд-ные, золото-полиметаллические, золото-железорудные, медно-золоторудные. Поскольку основной тенденцией в развитии мировой золотодобывающей промышленности является освоение месторождений руд с дисперсными формами нахождения благородных металлов, то следует отметить, что в Забайкалье золото, как сопутствующий компонент, в промышленных масштабах содержится в меднорудных месторождениях юго-востока Читинской области, месторождениях медистых песчаников (месторождения Удоканской группы), медноникелевом месторождении (Чинейское).
С геохимической точки зрения уникальность золотосодержащих руд Забайкалья проявляется в его преимущественном концентрировании в собственно медьсодержащих сульфидных минералах. Например, на Дарасун-ском месторождении содержание золота в халькопирите больше, чем во входящем в тот же минеральный парагенезис арсенопирите -в основном для большинства крупных золоторудных провинций (Карлинской, Кызылкумской и др.) минерале-носителе его дисперсных форм [2].
Значительная часть золота в минералах-носителях проявлена в форме эмульсионных микровыделений (от 10 мкм до сотых долей микрона). В то же время сульфиды меди, содержащие в своем составе относительно небольшое количество серы (халькозин О^Б, ковеллин О^Б-СиЭ^ могут проявлять изоморфизм пар элементов медь-серебро, медь-золото, не смотря на существенную разницу в величине их ионных радиусов. При этом атом золота может удерживаться в узле кристаллической решетки преимущественно за счет металлической связи со вторым атомом меди.
В комплексных сульфидных (борнит ОибРеБ4, халькопирит ОиРеБ2) и сульфосоле-вых (теннантит ОизАэБз, тетраэдрит ОизБЬБз) медьсодержащих минералах дисперсное золото, более вероятно, образует не только металлические связи с медью и железом, но и веро-
ятные сложные хелатные соединения с серой, комплексные соединения с основными минералообразующими металлами (железом, медью) и мышьяком, сурьмой. Учитывая, что золото имеет высокий потенциал окисления, считается, что в таких минералах его атомы находятся преимущественно в междоузлиях.
Значительные остаточные концентрации в медистых песчаниках севера Забайкалья органического углерода позволяют предполагать, что в них присутствуют и металлоорганические соединения, в том числе и золота. Золото в решетке минералов-носителей может иметь не только атомарный, но и кластерный уровень рассеяния. Кластерный уровень выделения золота характеризуется относительно высокой энергией связи между его атомами при наличии комплексных связей с атомами минералообразующих элементов и/или микроминералов и органических включений.
Такую форму дисперсного золота в силу наличия сложных связей с другими элементами, формирующими кристаллическую решетку более сильных связей между собственными атомами в кластерах, сложнее перевести в расплав или раствор. Кроме того, нельзя исключить, что в силу ряда рудогенетических причин золото в решетке рудных минералов находится в качественно ином состоянии, чем в самородном. Интересную гипотезу о форме нахождения дисперсного золота высказал д-р хим. наук Г. Х. Клиблей, предположивший, что «редкие металлы в этом случае находятся в форме отдельных ядер, субатомного размера скоплений и кластеров, которые химически или физически связаны с окружающим конденсированным неорганическим и органическим веществом матрицы» [3].
Нами обосновывается гипотеза рудоге-неза, основанная на системной оценке определяющей роли двухфазных (твердофазных и жидкофазных) метасоматических процессов переноса и минералообразования в зонах тек-тоно-магматической активизации. Эффект вхождения в кристаллическую решетку минералов-носителей дисперсного золота в этом
случае может быть обусловлен твердофазной диффузией, наноагрегацией его атомов и твердофазными химическими реакциями. Предполагается, что эти процессы обусловлены как передачей им импульсов от узлов деформируемой в полях тектонических напряжений кристаллической решетки, так и ионами (протонами) и атомами водорода, возникающими при диссоциации поровых вод и разрушении органических соединений.
В случае кластерной формы нахождения золота, при взаимодействии его атомов с протонами, возможно образование плазмообразных связей в областях уплотненных электронных оболочек (в основном ^подуровня), качественно отличных от ионных и металлических. Протоны, временно захватываемые обобществленными электронными оболочками соседних атомов золота, в свою очередь могут обеспечивать их уплотнение и, соответственно, формирование кластеров и увеличение энергии химических связей «внешних» атомов золота с атомами (ионами) кристаллической решетки. Поэтому для выявления таких форм дисперсного золота требуются специальные формы подготовки минеральной матрицы как при проведении аналитических работ, так и в технологических процессах.
При окислении минералов-носителей золота как в зонах гипергенеза, техногенных образованиях, так и при окислительной подготовке шлихов к цианированию РезО4 преимущественно переходит в Ре2Оз, что сопровождается ростом содержания золота и его проб-ности. Предположительно, этот эффект может быть объяснен изменением стехиометрии в системе железо-кислород (6:8… 6:9), а следовательно, снижением долевой части связей в кристаллической решетке между атомами дисперсного золота и железом (с кислородом золото, как известно, образует неустойчивые связи). При плавлении и растворении такие кластерные структуры сохраняют свою устойчивость и, соответственно, будут иметь не характерные для отдельных ионов золота спектральные характеристики и удельный заряд, а
также иной характер взаимодействия с атомами коллектора, в первую очередь, свинца. Поэтому такие формы золота не полностью выявляются при соответственно атомно-абсорбционном, !8Р-МБ, пробирном анализах. Следовательно, запасы золота, установленные на основе данных стандартных анализов проб руд, могут быть существенно занижены.
Для экспериментального доказательства твердофазных процессов перераспределения, нано- и микроагрегации дисперсного золота осуществлялось длительное измельчение содержащей его руды на рольгангах как в водной, так и в окислительной и в комплексообразующей реагентных средах. Во всех случаях был достигнут прирост содержаний золота в пробах 35… 70%, по сравнению с контрольными образцами, что может быть объяснено укрупнением кластеров, вплоть до образования на их базе окто и микровыделений. При этом происходит установление связей с новыми атомами золота, направленно диффундирующими в кристаллической решетке в процессе длительной механоактивации пульпы или сухих проб. В свою очередь, эти процессы обеспечивают его более полное коллектирование при проведении плавки для пробирного анализа.
При проведении стандартного пробирного анализа рудных проб, содержащих дисперсное золото, без специальной пробоподготовки, возможны систематические погрешности его определения, обусловленные следующими основными видами его потерь при плавке и купеляции.
1. Часть дисперсного золота, находящегося в алюмо-кремниево-магниевой матрице преимущественно в форме атомарно-ионных структур внедрения, переходит в расплав с запаздыванием относительно процесса восстановления свинца и ликвационного накопления последнего в донной части тигля, поэтому частично остается в шлаке.
2. Дисперсное золото, химически связанное с органическими лигандами, при плавке может быстро переходить в газовую фазу и теряться с парами.
3. Дисперсное золото, включенное в минеральную матрицу в форме кластеров, при образовании сплавов со свинцом образует в нем неравномерно распределенные наноскопления и, соответственно, при последующей купеляции может не концентрироваться в корольке, а частично пенетрировать вместе со свинцом в пористый материал капели.
Для существенного снижения этих видов потерь дисперсного золота при проведении пробирного анализа нами было предложено добавлять в шихту ряд дополнительных присадок, выполняющих функцию сорбентов для улавливания летучих форм золота и коллектора для его кластерных фракций и фракций, наиболее прочно связанных с минеральной матрицей. Для стабилизации процесса коллек-тирования дисперсного золота, переходящего в расплав после образования сплава свинца с
ранее высвобожденным из минеральной матрицы микронным золотом, предложено вводить в состав шихты насыщенную серебром измельченную смолу (бифункциональный
анионит ионоселективный по золоту).
При этом матрица смолы при термическом разложении фиксирует серебро (оно быстро выделяется в виде микрокапель в ходе плавки) и, кроме того, формирует активный сорбент — пористый углерод с высокоразвитой поверхностью. Проведенные многочисленные экспериментальные плавки проб руд различных генетических типов, шлиховых фракций россыпей и хвостов обогащения позволили в большинстве случаев существенно увеличить выход золота. Наиболее показательным является эксперимент, поведенный с большим количеством проб хвостов флотации Дарасун-ской обогатительной фабрики (см. таблицу).
Результаты пробирного анализа хвостов обогащения
Номер пробы ЦПАЛ Содержание Аи, г/т Номер пробы ЦПАЛ Содержание Аи, г/т
схема 1 схема 2 схема 3 схема 4 схема 3 схема 4
1 0,90 1,64 1,36 0,92 17 0,76 0,78
2 1,12 — 0,96 0,90 18 1,08 1,20
3 0,90 1,84 1,08 0,96 19 1,26 1,04
4 — 1,48 0,80 1,24 20 1,30 1,02
5 0,86 2,54 0,92 0,94 21 1,30 0,86
6 0,84 2,02 1,10 0,86 22 1,26 0,78
7 0,88 1,88 1,26 1,10 23 2,70 0,84
8 1,06 1,74 1,18 1,10 24 1,70 0,80
9 0,84 1,48 1,16 0,88 25 0,88 —
10 0,76 0,80 1,40 1,66 26 1,06 —
11 0,64 1,70 1,52 1,00 27 1,02 —
12 0,60 1,40 1,34 0,82 28 1,16 —
13 0,72 2,20 1,50 1,00 29 0,84 —
14 — 1,88 1,26 0,88 30 0,98 —
15 1,06 1,44 1,22 0,88 31 0,88 —
16 0,88 1,44 1,08 1,08 32 0,98 —
Итого: 0,86 1,70 1,20 0,99
Примечание. Схема 1 — стандартный пробирный анализ- схема 2 — плавка со специальными присадками- схема 3 — плавка после двухстадийного выщелачивания- схема 4 — двухстадийная плавка по-
сле сорбционного выщелачивания
Принципиальным вопросом, возникающим после выявления «скрытых» форм дисперсного золота, является его извлекаемость. Возможность извлечения металлоорганического, кластерного и атомарного золота может быть обеспечена на основе использования комплексного подхода: выявления при сопровождающей эксплуатационной разведке переходных зон- локальное повышение удельного
1. Авдонин, В. В. Месторождения металлических полезных ископаемых [Текст] / В. В. Авдонин, В. Е. Бойцов, В. М. Григорьев и др. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Академический Проект, Трик-ста, 2005. — 720 с.
2. Секисов, А. Г. Дисперсное золото. Геологический и технологический аспекты [Текст] / А. Г. Секисов, Н. В. Зыков, В. С. Королев. — Чита:
Коротко об авторах__________________________________
Секисов А. Г, д-р техн. наук, директор Читинского филиала ИГД СО РАН aeo21vek@mail. ru.
Научные интересы: технологии извлечения дисперсных форм золота
Манзырев Д. В., канд. геол. -мин. наук, ведущий научный сотрудник, Читинский государственный университет aeo21vek@mail. ru.
Научные интересы: геологическое обеспечение освоения месторождений полезных ископаемых
расхода и/или мощности взрывчатых веществ при взрывной подготовке переходных зон к выемке, обеспечивающее укрупнение золота на наноуровне- интенсивное окисление содержащей золото минеральной матрицы перок-сидными ион-радикальными соединениями- стадийное активационное выщелачивание и сорбция специально подготовленными ионитами.
_____________________________________Литература
ЧитГУ, 2007. — 270 с.
3. Пат. 2 114 196 Российская Федерация, МКИ 6 С22В3/04, С22В11/00. Способ гидрометаллургического извлечения редких металлов из технологически упорного сырья? Текст] / Г. Х. Клиблей, ЕД. Левина, О. В. Левина, А. Г. Фазылов. -Приоритет 19. 09. 95.
_____________________________Briefly about authors
Sekisov A., Dr. Sc. (Engineering), director of Chita branch of Mining Institute, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (MI SB RAS)
Scientific interests: abstraction of dispersed gold forms technologies
Manzyrev D., Ph. D. (Geology-Mineralogy), leading researcher, Chita State University (ChSU)
Scientific interests: geological supplying of mineral deposits development

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой