Необходимость получения относительно недорогих и экспрессных методов анализа золота заставила горно-рудные компании еще в 70-80-х годах XX века в период активного освоения золотосодержащих месторождений разрабатывать новые методики, отвечающие этим требованиям. Внедрение классического пробирного химического анализа золота в лабораториях было рентабельным лишь на окончательной стадии строительства фабрик и заводов по переработки руды, так как подразумевало наличие постоянного стабильного снабжения электроэнергией, осуществление бесперебойных поставок реагентов и достаточной площади помещений. Количество проб, которые необходимо было проанализировать при разведке месторождений, исчислялось десятками тысяч, и время на обработку данных и аналитические исследования затягивалось на длительное время, не позволяя оперативно акцентировать разведку на перспективных участках. Постепенно задача аналитического сопровождения работ по поиску месторождений золота вышла на первый план.
В СССР на базе освоенных месторождений, на разных территориях, в сотрудничестве с отраслевыми институтами велись работы по внедрению методик, позволяющих оперативно, и относительно недорого проводить количественное определение золота.
Данная задача осложнялась отсутствием прямых методов определения золота из раствора в связи с их низкими кларками в горных породах и отсутствием оборудования с характеристиками, позволяющими обнаруживать и регистрировать такие концентрации.
При использовании же других методов исследователи столкнулись с проблемой непредставительности навески и возможностью провести лишь полуколичественный анализ содержания золота в руде.
Решением проблемы стал путь повторения схемы классического метода пробирной плавки — концентрирования. Было разработано несколько методик, позволяющих перевести золото в раствор, не снижая при этом до критического минимума массу навески, и концентрировать золото для дальнейшего исследования, избегая трудозатрат, необходимых для пробирного анализа.
Исследовательские работы разделились на два направления, которые актуальны до сих пор и активно внедряются в лаборатории — концентрирование золота из раствора на какой-либо экстрагент и последующее измерение рентгеноспектральном (энергодисперсионном) анализаторе или атомно-абсорбционном спектрометре (воздух-пламя).
Ключевым фактором здесь являются выбор экстрагента и последующее окончательное измерение инструментальными методами. На вооружение приняты два основных инструментальных метода — рентгеноспектральный (далее РСА) и атомноабсорбционный (далее АА).
Мы рассмотрим и сравним эти два метода, для дальнейшего формирования «идеальной» лаборатории, позволяющей разумно, без дополнительных расходов, и оперативно проводить аналитические исследования для золото-добывающих компаний.
Мы расскажем вам, в каком случае следует использовать только РСА метод, а в каких АА либо применить комбинацию методов РСА+АА для «закрытия» всех видов потребности в аналитических работах.
Итак: перед нами стоит задача организовать лабораторию, основной функцией которой будет анализ золота и сопутствующих элементов.
Алгоритм решения задачи должен быть следующим:
1. Определить, какие компоненты помимо золота нам необходимо проанализировать. Обычно это золото и серебро. В редких случаях поиски ведутся на несколько компонентов.
2. Проанализировать наличие инфраструктуры (транспортная доступность, наличие стабильного электро-, водоснабжения, канализации).
3. Провести оценку дальнейшей перспективы развития месторождения (возможно, это стадия разведки и дальнейшее увеличение видов аналитических работ не планируется либо существует потребность далее расширять спектр аналитических исследований в связи со строительством обогатительной фабрики).
Четко ответив для себя на вышеперечисленные вопросы, переходим к сравнению доступных аналитических методов экспресс-определения золота в полевых условиях, чтобы выбрать метод, наиболее отвечающий нашим возможностям и потребностям.
Методик разбраковки золота с окончанием АА существует несколько:
• ЭКСТРАКЦИЯ ИЗОАМИЛОВЫМ СПИРТОМ
• ЭКСТРАКЦИЯ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
• ЭКСТРАКЦИЯ СУЛЬФИДАМИ НЕФТИ И ДР.
Все эти методики были разработаны для избирательного экстрагирования золота. На стадии их внедрения в рутинный анализ выявились существенные недостатки, сопряженные с трудностями и дополнительными затратами, которые не позволяли реализовать основную функцию этих методик — экспрессность, простоту в использовании и достоверность.
В связи с этими трудностями работа над поисками универсального метода экстракции не прекращалась и привела к созданию методики экстракции золота на твердый экстрагент (ТВЭКС) — трибутилфосфат.
Все вышеперечисленные методики имеют ряд специфических особенностей (технологических, экономических), которые следует учитывать при внедрении в лабораториях.
Рассмотрим критерии, которые влияют на выбор того или иного метода разбраковки проб по содержанию золота
Экономические:
1) стоимость блока пробоподготовки;
2) стоимость средств измерения (прибора, анализатора);
3) стоимость расходных материалов для средства измерений (эксплуатационные затраты на прибор);
4) стоимость расходных материалов для химического анализа (себестоимость анализа).
Технологические:
1) спектр определяемых задач;
2) чувствительность метода (нижний предел обнаружения);
3) правильность метода (селективность определения золота);
4) длительность анализа (время на определения золота и других элементов (экспрессность);
5) простота применения.
Организационные:
1)требованияк квалификации персонала;
2) требования к помещению.
Рассмотрим вышеперечисленные составляющие (для удобства сравнения данные приведены в табл. 1-4).
Таким образом, по результатам сопоставления двух способов определения золота в горных породах и рудах мы можем сделать вывод о преимуществах рентгено-спектрального анализа как более дешевого, простого и экспрессного метода.
Методика экстракции на ТВЭКС с дальнейшим измерением методом РСА является безусловным лидером в решении задачи аналитического сопровождения на начальных этапах разведки. Далее, после разведки месторождений, в стадии их отработки, метод атомной абсорбции становится незаменим для контроля содержаний золота в технологических растворах, а основной функцией РСА остается оперативное количественное определение состава промышленных и технологических продуктов (концентратов, шламов и т.п.), включая сплав Доре.
На окончательном этапе формирования лаборатории, следует внедрять метод пробирной плавки, пока являющийся лидером и занимающий первое место на аналитическом «Олимпе» для решения задач определения золота в концентратах и лигатурных сплавах.
Искренне благодарим за участие в обсуждении статьи и помощь в работе наших коллег — сотрудников НИТУ «МИСиС» Ю.Ю. Фищенко и А.Р. Макавецкаса. Отдельное спасибо А.Е. Черновой за поддержку и понимание.
Е.М. Корниенко — Главный аналитик ООО «Промэкспорт»
Г.А. Жохов — Технический директор ООО «Промэкспорт»
А.Р. Назыров — Генеральный директор ООО «Промэкспорт»
С.Е. Смильгин — Исполнительный директор ООО «Промэкспорт»
