Система анализа содержания золота PhotonAssay

С.С.Вер­хо­зин, вед.ан., АО "Ир­ги­ред­мет" /1/

Раз­ра­бо­тан­ная Го­су­дар­ствен­ным объ­е­ди­не­ни­ем на­уч­ных и при­кла­д­ных ис­сле­до­ва­ний Ав­стра­лии (ан­гл. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO) ана­ли­ти­че­ская си­сте­ма PhotonAssay пред­став­ля­ет со­бой уни­каль­ную тех­но­ло­гию ана­ли­за со­дер­жа­ния зо­ло­та. Си­сте­ма по­зи­ци­о­ни­ру­ет­ся не толь­ко как бо­лее эф­фек­тив­ная, чем тра­ди­ци­он­ные ти­пы ана­ли­за, на­при­мер, про­би­р­ный ана­лиз, но дей­ству­ет су­ще­ствен­но быст­рее: так, ес­ли вре­мя про­ве­де­ния ис­сле­до­ва­ния бу­ро­вых проб с ис­поль­зо­ва­ни­ем ти­пи­ч­ных ме­то­дов мо­жет до­сти­гать 48 ча­сов, при по­мо­щи PhotonAssay для вы­пол­не­ния дан­ной за­да­чи тре­бу­ет­ся ме­нее 10 ми­нут.

В CSIRO уве­ре­ны, что си­сте­ма PhotonAssay за­пол­нит пу­сту­ю­щую ни­шу на ры­н­ке ана­ли­ти­че­ско­го обо­ру­до­ва­ния, бла­го­да­ря сво­ей эф­фек­тив­но­сти и ско­ро­сти ана­ли­за ста­нет на­сто­я­щим про­ры­вом, обес­пе­чит пред­при­я­тия на­де­ж­ной и точ­ной ин­фор­ма­ци­ей, по­лу­ча­е­мой в ре­жи­ме ре­аль­но­го вре­ме­ни, поз­во­лит при­ни­мать ка­че­ствен­ные и опе­ра­тив­ные ре­ше­ния на про­из­вод­стве. При этом экс­плу­а­та­ция си­сте­мы обой­дет­ся де­шев­ле, чем су­ще­ству­ю­щих на се­го­дня­ш­ний день ана­ло­гов.

Про­бы для ана­ли­за по­ме­ща­ют­ся в гер­ме­ти­ч­ные ем­ко­сти. Под дей­стви­ем из­лу­че­ния про­ис­хо­дит воз­бу­ж­де­ние ядер ато­мов, а вы­со­ко­чув­стви­тель­ный де­тек­тор из­ме­ря­ет ха­ра­к­тер­ную энер­гию га­м­ма-лу­чей, ис­пус­ка­е­мых в ре­зуль­та­те умень­ше­ния уро­в­ня воз­бу­ж­де­ния. Вы­со­ко­чув­стви­тель­ные дат­чи­ки улав­ли­ва­ют уни­каль­ные для этих эле­мен­тов «под­пи­си», опре­де­ляя кон­цен­тра­цию цен­но­го эле­мен­та.

Посколь­ку и пу­чок из­лу­че­ния, ко­то­рым об­ра­ба­ты­ва­ют­ся про­бы, и по­лу­ча­е­мые на вы­хо­де ха­ра­к­те­ро­ло­ги­че­ские га­м­ма-лу­чи чрез­вы­чай­но мо­щ­ные, име­ет­ся воз­мо­ж­ность из­ме­ре­ния все­го объ­е­ма про­бы. Ана­ли­зу под­ле­жат про­бы по­ро­ды, участ­ков кер­на или кру­п­но­кус­ко­во­го ма­те­ри­а­ла, рас­тво­ров и пульп. Тео­ре­ти­че­ски ме­тод под­хо­дит для ана­ли­за раз­ли­ч­ных эле­мен­тов, од­на­ко на се­го­дня­ш­ний день его при­ме­ни­мость под­твер­ж­де­на толь­ко по зо­ло­ту. Про­из­во­ди­тель­ность си­сте­мы PhotonAssay до­сти­га­ет 70–80 проб в час.
Кро­ме то­го, си­сте­ма не пред­по­ла­га­ет ис­поль­зо­ва­ния хи­ми­че­ских ве­ще­ств, да­ет бо­лее точ­ные ре­зуль­та­ты, за­мет­но сни­жа­ет тре­бо­ва­ния к про­бо­под­го­то­в­ке. Ана­лиз мо­ж­но про­из­во­дить мно­го­крат­но, по­сколь­ку про­бы при его при­ме­не­нии не раз­ру­ша­ют­ся.

С це­лью вы­во­да си­сте­мы на ры­нок в 2016 го­ду Го­су­дар­ствен­ным объ­е­ди­не­ни­ем на­уч­ных и при­кла­д­ных ис­сле­до­ва­ний Ав­стра­лии со­в­ме­ст­но с фи­р­мой RFC Ambrian бы­ла об­ра­зо­ва­на ко­м­па­ния Chrysos Corporation. Раз­ра­бо­т­ку, те­сти­ро­ва­ние и ко­м­мер­ци­а­ли­за­цию тех­но­ло­гии фи­нан­со­во под­дер­жа­ли та­кие ко­м­па­нии, как Newcrest Mining, Gannet Holdings, BHP, а та­к­же пра­ви­тель­ство шта­та Юж­ная Ав­стра­лия. По­с­ле по­яв­ле­ния пе­р­вых но­во­стей о раз­ра­бо­т­ке и успе­ш­ных ис­пы­та­ни­ях PhotonAssay при­влек­ла вни­ма­ния мно­гих кру­п­ных зо­ло­то­до­бы­ва­ю­щих ко­м­па­ний, в том чис­ле Northern Star, AngloGold, Goldcorp, и про­из­во­ди­те­лей обо­ру­до­ва­ния. На се­го­дня­ш­ний день та­к­же из­ве­ст­но, что про­дви­же­ние си­сте­мы в аф­ри­кан­ских стра­нах бу­дет за­ни­мать­ся не­ме­ц­кая ко­м­па­ния Thyssenkrupp Industrial Solutions.

О­фи­ци­аль­но си­сте­ма бы­ла пред­став­ле­на в 2018 го­ду. Пер­вый при­бор был уста­но­в­лен на пред­при­я­тии фи­р­мы MinAnalytical, яв­ля­ю­щей­ся под­раз­де­ле­ни­ем AusDrill, од­но­го из ин­ве­сто­ров про­ек­та раз­ра­бо­т­ки, и по­лу­чил на­з­ва­ние PhotonAssay Max. Он пред­став­лял со­бой ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ное устрой­ство, спо­соб­ное об­ра­ба­ты­вать око­ло 59 тыс. зо­ло­то­со­дер­жа­щих проб в ме­сяц (80 проб в час). За­вод­ские ис­пы­та­ния под­твер­ди­ли со­по­ста­ви­мую или бо­лее вы­со­кую точ­ность ра­бо­ты устрой­ства по срав­не­нию с про­би­р­ным ана­ли­зом по про­бам с со­дер­жа­ни­ем дра­го­цен­но­го ме­тал­ла око­ло 0,3–0,4 ча­стей на ми­л­ли­он. Уже в 2020 го­ду бу­дет вы­пу­ще­на спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ная плат­фор­ма внед­ре­ния си­сте­мы на про­мы­ш­лен­ные пред­при­я­тия PhotonAssay Mine, а не­м­но­го позд­нее пе­ре­дви­ж­ная ана­ли­ти­че­ская ла­бо­ра­то­рия PhotonAssay Mine Mobile. В пе­р­с­пе­к­ти­ве PhotonAssay мо­жет при­ме­нять­ся для из­ме­ре­ния са­мо­го ши­ро­ко­го спе­к­т­ра цен­ных и не­же­ла­тель­ных ко­м­по­нен­тов.

Со­глас­но сай­ту Chrysos Corporation, ос­но­в­ной мо­де­лью ана­ли­за­то­ра PhotonAssay на се­го­дня­ш­ний день яв­ля­ет­ся PA1408X, пред­на­з­на­чен­ная для экс­плу­а­та­ции кру­п­ны­ми ла­бо­ра­то­ри­я­ми при про­ве­де­нии оцен­ки ре­сур­сов, пла­ни­ро­ва­нии гор­ных ра­бот, кон­тро­ле со­дер­жа­ния и тех­но­ло­ги­че­ских про­цес­сов. Мо­дель пол­но­стью ав­то­ма­ти­зи­ро­ва­на, рас­с­чи­та­на на ра­бо­ту по объ­е­м­ным про­бам мас­сой до 0,5 кг, спо­соб­на рас­по­з­на­вать со­дер­жа­ще­е­ся в них зо­ло­то, а та­к­же ряд дру­гих эле­мен­тов в те­че­ние не­сколь­ких ми­нут с чув­стви­тель­но­стью до 0,03 ча­стей Au на ми­л­ли­он. Ти­пи­ч­ная про­из­во­ди­тель­ность оце­ни­ва­ет­ся в 72 про­бы в час, или 1,2 про­бы в ми­ну­ту.

В ка­че­стве ис­точ­ни­ка из­лу­че­ния дан­но­го ана­ли­за­то­ра вы­сту­па­ет ли­ней­ный уско­ри­тель элек­тро­нов (LINAC), ди­а­па­зон энер­гии со­став­ля­ет 7–14 МэВ, ма­к­си­маль­ная мо­щ­ность — от 0,5 до 8,0 кВт. Ана­ли­за­тор мо­жет ра­бо­тать в раз­но­об­раз­ных усло­ви­ях (ра­бо­чая те­м­пе­ра­ту­ра — 0° C–50° C, вла­ж­ность — 0° C–55° C), для об­слу­жи­ва­ния тре­бу­ет­ся толь­ко один спе­ци­а­ли­ст.