3.7. Энергодисперсионный анализ

Энергодисперсионный анализ – это экспрессный и неразрушающий метод определения элементного состава (от К до U) горных пород, руд, минералов, углей, сплавов и чистых металлов. Его главным недостаткам является низкая чувствительность в определении легких элементов, чье излучение сильно поглощается и плохо реагируется.

Во время проведение данного анализа образец облучается рентгеновским или гамма излучением. Если энергии кванта этого излучения больше энергии связи электрона на атомной оболочке, квант может поглощаться атомом, а электрон вылететь за его пределы. Электроны с внешних оболочек заполняют образующейся пустоты.

Атомы испускают излучение энергия которого характерна для них, а интенсивность тем выше, чем больше концентрация элемента. Такой анализ позволяет определять присутствие 10-20 элементов одновременно, а диапазоны концентрации (от 100 до 0,01%) будет зависать от Z элемента.

3.8. Пробирный анализ

Пробирный анализ определяют содержание благородный металлов. Достоинство пробирного анализа – возможность определять содержание благородных металлов из больших навесок (от 10 до 100г). Чем больше навеска, тем она представительней и тем точнее анализ. Поэтому, если материал беден золотом и серебром и содержит крупные частицы этих металлов, то для пробирной плавки следует брать навеску 100г

-при содержании золота 2-3г/т вес навески 100г;

-при содержании золота 0,4-0,6 г/т для плавки принимают пять навесок по 100г каждая.

Крупность материала для пробирного анализа должна быть не более 0,1 мм.

В зависимости от вещественного состава материала пробирный анализ выполняют различными методами. Поэтому при сдаче проб на анализ необходимо указывать подробное название продуктов , от которых отобраны пробы и краткую характеристику их вещественного состава, в том числе ориентировочное содержание и крупность золота. Большие влияние на ход анализа оказывают присутствующие в рудах или продуктах их обработки углеродистые вещества, оксиды цинка, меди, никеля, висмута, свинца, олова, высшие оксиды черных металлов, халькогениды. В связи с этим при сдаче проб на пробирный анализ необходимо указывать содержание этих компонентов. Сдаваемые на анализ материалы должны быть хорошо высушены и тонко измельчены (до 100%-0,071мм).

Вывод: Пробирным анализом установлено содержание в пробе золота и серебра: Au - 1.96 - 2.02 г/т, Ag - 14.20 - 14.83 г/т (по ряду прямых определений). Расчетное содержание золота в пробе, полученное на основании результатов пробирного анализа узких классов крупности руды составило 1.48 г/т.

3.9. Оптико-микроскопический и электронно-микроскопический метод

Просмотр минералогических образцов через оптический и электронный микроскоп. Является первым этапом непосредственного исследования вещественного состава, на основании которого устанавливается текстурная особенность руд и дается предварительное описание образцов. Затем производят более детальное исследование оптическими методами (в отраженном и проходящем свете, в иммерсии) для установления характера и размера вкрапленности изучаемых компонентов. Далее производят микрофотографирование характерных форм выделения минералов.

Электронная микроскопия позволяет увеличивать объекты в 150-200 тыс. раз. Помимо собственно электронно-микроскопических снимков можно получать электрономограммы исследуемых объектов в проходящих и отраженных лучах. При работе с электронным микроскопом пользуются прямым или косвенным методами. Первый применяют при исследовании тонкодисперсных минералов (глинистых, гидроксидов железа), второй – при исследовании металлов, сульфидов, оксидов и других кристаллических плотных минералов. С помощью электронной микроскопии диагностируют ряд минералов и определяют форму примесных образований.

В общем микроскопические изучение, как правило, позволяет уверенно диагностировать все наиболее распространенные в золотых и комплексных золотосодержащих рудах минералы.

Вывод: В результате минералогического изучения оптическим методом под бинокуляром технологической пробы раздробленной исходной руды установлено присутствие кварцевых, карбонатных, кварц-хлоритовых, кварц-гидрослюдистых и кварц-полевошпатовых минеральных агрегатов, а также свободного золота, магнетита, сульфидов железа, мышьяка, меди, свинца, цинка и гидроксидов железа. Минеральный состав пробы приведён в табл. 7.

Таблица 7

Минеральный состав технологических продуктов, %

Минералы	Содержание, %	Минералы	Содержание, %
пирит	20,6	борнит	0,30
халькопирит	9,23	халькозин	0,00
марказит	1,10	ковеллин	0,00
магнетит	0,60	гидроксиды железа	0,50
сфалерит	1,60	кварц	21,48
арсенопирит	0,01	карбонат	3,0
галенит	0,10	кварц-полевошпат-гидрослюдистые сростки	19,10
блеклая руда	0,30	кварц-серицит-хлоритовые сростки	20,60

Особенности минерального состава исследованных технологических проб

Пирит – основной рудный минерал, типоморфный для промышленных концентраций золота и нередко сам содержащий золото в переменных количествах. В ряду морфологических разновидностей пирита наблюдаются угловато-обломочные и неполнокристаллические агрегаты, а также кристаллы кубической, октаэдрической и пентагондодекаэдрической форм. В срастании с пиритом чаще всего встречаются халькопирит и сфалерит (рис.2).

Марказит по составу аналогичен пириту, но характеризуется ромбическим габитусом кристаллов, наблюдавшихся в виде таблитчатых и копьевидных агрегатов с отчётливой спайностью и бело-жёлтым, с зеленоватым оттенком, цветом. Количество марказита невелико (1.1%). Марказит наблюдался в срастании с пиритом, сфалеритом и халькопиритом (рис.3).

Халькопирит установлен в виде угловато-обломочных неполнокристаллических агрегатов. В отраженном свете халькопирит образует прожилки и просечки различной протяженности и толщины в зернах пирита и марказита, а также сростки со сфалеритом, борнитом и халькозином (рис.4). Следует подчеркнуть, что парагенезисы пирита, сфалерита с борнитом и халькозином имеют гипогенное происхождение, т.е эти минеральные ассоциации относятся именно к первичным коренным рудам, а не к зоне окисления.

В процессе микроскопического изучения материала пробы установлено наличие борнита, халькозина, ковеллина и блеклой руды.

Борнит присутствует в незначительных количествах, от единичных зёрен до 3.5%. Ассоциирует с пиритом, сфалеритом, чаще с халькопиритом и халькозином (рис.5, 6).

Халькозин установлен в незначительном количестве от 0.2 до 2% и представлен двумя разновидностями: голубым, ассоциирующим с ковеллином и гидроксидами железа, и белым, наблюдавшимся в срастании с сульфидами меди, цинка и железа (рис.3).

Ковеллин Ассоциирует с халькозином, гидроксидами железа и, реже, с сульфидами (рис.7).

Блеклая руда (теннантит) наблюдалась в количестве 0.3-1.54%. Присутствует в сростках с сульфидами (рис.4,7,8,10).

Галенит тонко- и очень тонкозернистые неполнокристаллические агрегаты с сильным металлическим блеском, синевато-серовато-белого цвета. В пробе исходной руды содержится 0.1% галенита. Галенит, вероятнее всего, наряду с блеклой рудой, является в пробах основным минералом-концентратором серебра. В отраженном свете галенит наблюдался в виде мономинеральных кристаллических выделений и в срастании с сульфидами и магнетитом (рис.6,7,11).

Рис.2. Пирит (2), сфалерит (3) и блеклая руда (6) в кварце (7).

Рис.3. Прожилки халькопирита (4) с белым халькозином (9) в марказите (10).

Рис. 4 Халькопирит (4) в срастании с блеклой рудой (6), сфалеритом (3), борнитом (8).

Рис.5. Включения борнита (8) в пирите (2).

Рис.6. Борнит (8) в срастании с халькопиритом (4).

Рис. 7. Реликты пирита (2), марказита (10), арсенопирита (13) и включения блеклой руды (6) с ковелином.

Рис.8. Блеклая руда (6) с халькопиритом (4) цементируют марказит (10)

Рис.9. Магнетит (1) в срастании с пиритом (2) сфалеритом (3), халькопиритом (4) и галенитом (5).

Рис.10. Включения блеклой руды (6) в сфалерите (3).

Рис.11. Сфалерит (3) цементирует зерна пирита (2).

Рис.12. Пирит (2) и арсенопирит (13) сцементированный сфалеритом (3).

Рис.13. Гематит (11) развивается по магнетиту (1).

Сфалерит наблюдается в виде очень тонких угловато-обломочных агрегатов в пробе исходной руды в количестве 1.6%. В отраженном свете сфалерит наблюдался как в виде самостоятельных зерен в классах -0.074+0.044 мм, так и в сростках с сульфидами меди, железа и блеклыми рудами (рис.11).

Арсенопирит установлен в виде самостоятельных неполнокристаллических минеральных агрегатов (рис.7,12).

Морфология выделений кварца в пробе достаточно разнообразна: водяно-прозрачные или матовые неправильные, удлиненные, уплощенной формы выделения кварца. Встречаются и мелкие, до 0.3 мм призматические кристаллы кварца, обломки кристаллов - оскольчатые, резко угловатые, с характерным раковистым изломом. Количество кварца в исходной пробе 21.9% .

Карбонат присутствует в виде свободных кристаллов кальцита и их угловато-обломочных зерен.

Сростки породообразующих минералов в пробе представлены кварц - серицит-хлоритовыми и кварц-полевошпат-гидрослюдистыми минеральными комплексами. Их содержание в исходной руде значительно - 19.3 и 21.0% соответственно. Магнетит - в небольших количествах установлен в виде мелких октаэдрических кристаллов и их обломков. В отраженном свете наблюдался в виде включений в кварц-гидрослюдистых и кварц-карбонатных минеральных агрегатах и в срастании с сульфидами свинца, меди, цинка, железа (рис.9,13).

Гидроксиды железа присутствуют повсеместно. Они образуют плёнки и налёты по пириту и магнетиту, а также комковидные мелкозернистые самостоятельные агрегаты. В исходной руде они характеризуются тонкозернистым комковидно-пластинчатым агрегатным состоянием ярозитоподобного и кирпично-красного цветов. Могут являться привнесенными в пробу коренных руд при шихтовке. В отраженном свете установлены выделения гематита по магнетиту (рис.13) и группа гидроксидов железа в ассоциации с ковеллином и голубым халькозином. Эти ассоциации замещают сульфиды меди и железа.

Золото визуализировалось под бинокуляром в различных классах крупности гравитационного концентрата. Цвет золотин буровато-жёлтый, блеск тусклый, матовый, форма выделений пластинчато-интерстициальная и изометрично-уплощенная со сложным рельефом. Толщина пластинок не более 0,01-0,03 мм. Поверхность золотин покрыта буроватыми пленками, не идентифицирующимися визуально.

Золотины изучены на анализаторе фирмы “Link” (Англия) с использованием стандартных образцов состава, представляющих собой сплавы ряда "золото-серебро" от-до (через 50 ед.). Проба золота, определенная по энергодисперсионным спектрам, составляет в среднем (по тридцати замерам) 900 ед. при колебаниях от 700 до 960 ед. в зависимости от крупности золотин. Отмечены также механические включения примесей гидроксидов железа на поверхности частиц золота. Проба золота определялась также на пробирном камне и составила в среднем по 25 замерам 920 промилей с колебаниями от 810 до 980 единиц.

Наибольшее количество частиц самородного золота выделено из концентрата концентрационного стола и из песков короткоконусного гидроциклона.

Золото из гравитационного концентрата представлено плоскими поликристаллическими агрегатами размером 0,25-1,0 мм в наибольшем измерении (рис.14-18, 20). Собственная форма золотин не сохранилась вследствие интенсивной деформации при измельчении материала. Деформация выражалась в сплющивании золотин и образовании хрупких разрывов по их периферии. Она сопровождалась запрессовыванием хрупких минералов (сульфидов и кварца) в пластичное золото. Поверхность названных золотин чистая. Лишь на образце рис.18 включения сульфидов - сростки (а не осколки), одновременно с этим эта золотина отличается от остальных характером поверхности - присутствием пленок гидроксидов железа. То, что золото по размеру несколько выходит за верхнюю границу соответствующих классов и в целом не характерно для колчеданных руд, оставляет некоторые сомнения, что описанные частицы золота принадлежат исследуемому материалу. С другой стороны, по составу (рис.16) оно соответствует мелкому золоту, выявленному в песках гидроциклона.

Рис.14. Сильно деформированная плоская частица золота с включениями сульфидов и органического вещества (в центре левой половины). Снято в комбинированном излучении вторичных и отраженных электронов.

Рис.15. Та же частица, что и на рис.13. Снято в излучении отраженных электронов. Золото светлое, минералы с более низким атомным номером элементов - черные. Наиболее черное контрастное пятно в левой половине соответствует органическому веществу, в составе которого по энергодисперсионным спектрам установлены сера, азот и углерод.

Рис.16. Энергодисперсионный спектр золотой частицы, показанной на рис.14. Проба 750.

Рис.17. Интенсивно деформированная плоская золотина с хрупкими разрывами, в целом аналогичная показанной на рис.14.

Рис.18. Золотины, аналогичные по форме золотинам на рис.14,17.

Рис.19. Уплощенная, но относительно слабо деформированная частица самородного золота с вростками сульфидов у верхнего края и корочками гидроксидов железа (обширные темные пятна)

Рис.20.

а - Интенсивно деформированная частица самородного золота с разрывами, насыщенная осколками сульфидов;

б - . Деталь образца, показанного на рис. 6а, снятая в излучении отраженных электронов. Сульфиды черные.

а

б

В песках короткоконусного гидроциклона (классификация перед гравитационным обогащением) присутствует множество частиц самородного золота, малая часть которых была извлечена под бинокуляром для последующего изучения в электронном микроскопе, остальные частицы золота из песков выделены в гравитационный концентрат на лотке "Gemeni".

Выделенное в концентрат золото попадает в узкий класс крупности, который заметно отличается от крупности сульфидов из того же продукта. Частицы золота имеют размер от 10 до 40 мкм, чаще 12-16 мкм (рис.21-28). По форме это преимущественно субидиоморфные кристаллики или неправильные изометричные частицы, по особенностям микрорельефа более всего похожие на самородное золото, образовавшееся в процессе сокристаллизации с сульфидами (покрытое индукционными пирамидками). По составу и ультратонкому рельефу поверхности выделяются две разновидности, одна из которых испытала коррозию с полным выносом серебра (проба близка к 1000 ед.) и кроме следов коррозии, нередко несет тонкие корочки гидроксидов железа (рис.21,26,27), другая характеризуется пробой около 750 ед. и гладкой поверхностью (рис 22,23,26,27). На этом основании можно считать, что в горной массе, поступавшей на обогащение, смешаны первичные и окисленные руды. В целом золото, обнаруженное в песках короткоконусного гидроциклона, по гранулометрии типично для колчеданных руд и полностью соответствует описанному ранее в окисленных рудах Гая.

Вывод. В сочетании с результатами фазового анализа предварительные результаты изучения самородного золота позволяют считать, что золото в исследуемых рудах в основном раскрытое (свободное) и может быть извлечено гравитационными способами. Часть золота законсервирована в сульфидах. Поскольку в песковом продукте гидроциклонирования золото весьма мелкое, можно предполагать, что в сливе золото в основном связанное (законсервированное в сульфидах), поэтому попытки его гравитационного извлечения или селекции другими способами представляются малоперспективными, что предполагает коллективную флотацию сульфидов с попутным извлечением ценных компонентов, таких как медь и цинк.

При выделении золота замечено явление флокуляции (рис.26,27), предположительно обусловленное присутствием антропогенного органического вещества.