Оценка "золотоносности" техногенных россыпей Верхнего Приамурья

СЕМИНАР 23

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"

МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.

© В.Ф. Бойко, 2001

УДК 533.044:533.41(576.6)

В.Ф. Бойко

ОЦЕНКА "ЗОЛОТОНОСНОСТИ" ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ

настоящее время при освоении месторождении золота в Дальневосточном регионе в эксплуатацию вовлекаются россыпи с большим содержанием глин и значительно меньшим, по сравнению со средним, содержанием золота. Богатые месторождения, как правило, расположены в труднодоступных раИонах и требуют значительных средств на подготовку их к освоению. В этои ситуации существенно возрастает роль техногенных аллювиальных россыпеи как одного из резервов россыпнои золотодобычи.

Только на территории Амурской области в эксплуатации находится 109 россыпей, которые ежегодно пополняют ресурсы техногенных месторождений. Общий объем горной массы техногенных отвалов составляет свыше 1 млрд м3, прогнозные ресурсы золота, по предварительной оценке, около 270 т [1].

Сокращение финансирования геологоразведочных и проектно-изыскательских работ вызывает необходимость широкого использования нетрадиционных методов оценки запасов и гранулометрии золота техногенных россыпей.

Благодаря геологической практике и опыту эксплуатации систем обогащения появилась возможность научного прогнозирования содержания золота в хвостах промприборов и, соответственно, в отвалах горной массы, такой гранулометрической характеристики, как функция плотности распределения объемов дисперсного золота в зависимости от крупности частиц.

Научный прогноз содержания и распределения по крупности золота в техногенных месторождениях может быть достигнут с помощью законов распределения ценных компонентов в металлосодержащих песках исходных россыпных месторождений и алгебраических выражений, устанавливающих связь между извлечением и параметрами схем обогащения.

Далее, типичной гистограммой вмещающих пород россыпей продуктивых песков можно считать гистограмму С.А. Батугина [2].

Однако, гистограммы не всегда дают исчерпывающее представление о распределении объемов частиц по размерам, неудобны в обращении. Они дискретны, в то время как для создания математических моделей процессов, связанных с добычей и переработкой металлосодержащих песков, более удобными оказываются функции плотностей распределения или законы распределения [3]. В качестве универсального закона распределения принят закон Авдеева-Батугина

у = /ехр(сг^),

где г £ (0,11]; а, Ь, с, d - постоянные, определяемые по результатам ситового или седиментометрического дисперсного анализа.

Безразмерная величина частицы, отвечающая верхней границе класса вычисляется по формуле г

где гтах, 11 - размер наибольшей по величине частицы; I - номер класса частиц.

Разумеется, если г i •П-кратно гтах, то границы классов представлены целыми числами. Если границы классов частиц отличаются более чем на единицу, то число классов может быть меньше 11; / - номер класса. Соответственно, безразмерный шаг класса частиц, в общем случае, можно найти по формуле

До = г/=1- г (3)

Для перевода экспериментальных данных ситового или седиментометрического анализа (гистограмм) в

дискретные функции плотности распределения используется выражение АКYi =А,

где АК, - вероятность распределения объема частиц данного класса - частная (^ ордината гистограммы

Располагая банком экспериментальных функций плотности распределения объема частиц по крупности, а так же располагая универсальным выражением закона распределения (1), можно найти закон для любого дисперсного материала. Так как выражение (1) имеет четыре неизвестных постоянных величины a, Ь, с, d, составлена система из четырех уравнений:

Y11 = а11Ь /ехр(с11й)

Ym = а^т / exp(cZm) 11

|\\yclz = 1 0

йц й1

где Ym - максимальная ордината закона распределения; - минимальная ордината закона распределения; 2т - мода [4].

Система (5) дает приближенные значения постоянных а, Ь, с, й, так как банк данных чаще всего не обеспечивает репрезентативность значений величин Т-т, Ym, ^11. Уточнение значений а, Ь, с, й достигается варьированием указанных вокруг их приближенных значений. При этом, из множества решений линейного уравнения регрессии YR = А0+А1 Ц выбираются только те, которые приводят к простому виду закона распределения

Естественно, это может быть, если выполняются

условия - А0 ~ 0, А1 ~ 1.

Накопление банка данных вещественных характеристик аллювиальных отложений россыпей Сибири и Дальнего Востока создает предпосылки систематизации законов распределения материалов, составляющих аллювий, и приводит к углублению представлений о формировании россыпей как объектов намыва естественными водотоками продуктов коры выветривания на твердое основание - плотик.

Продукты классификации - переработки аллювия как свободнодисперсные системы отличаются своеобразием гранулометрического состава. Продуктивные слои россыпей формируются в течение длительного исторического периода, который характеризуется изменением гидрологических режимов водотоков - меняется расход, образуются меандры, размывается ложе. На месте древнего русла появляются старицы, последние превращаются в зоны ливневых и атмосферных отложений. Коротко говоря, происходит наложение мелких классов частиц на более крупные, из которых было сформировано дно действующего водотока.

Таким образом, неклассифицированный аллювий представляет смешение различных по крупности - несовместимых, в гидравлическом аспекте, классов частиц. Здесь заметим, что это обстоятельство является определяющем при выборе способа разделения аллювия на составляющие.

Согласно морфотектонической схеме, предложенной А.П. Сорокиным, Верхнее Приамурье разделяется на две области - орогенную и платформенную [5].

Орогенная область располагается на севере территории, занимая Становой и Тукурингра-Джагдинский хребты, а на востоке - Буреинский хребет. Область включает становое глыбовое поднятие, Тукурингра-Джагдинское сводово-глыбовое поднятие, Тында-Зейскую межгорную депрессию.

Платформенная область включает Южно-Тукурингринскую предгорную депрессию, Притуран-ский пояс, Гонжинский, Амуро-Мамынский выступы.

Экспериментом охвачено 247 промышленных объектов ПО «Амурзолото» и, в том числе, 56 месторождений

Из указанного массива, для отдельных видов геоматериалов, на основе анализа гистограмм, сформировано семь малых массивов, при этом глина объединена с песком, а валуны и гравий опущены.

Паспортизация функций плотностей распределения вмещающих золото пород россыпных месторождений Верхнего Приамурья, проведенная по методике предложенной выше, показала значимость коэффициентов линейного уравнения регрессии и адекватность расчетных и экспериментальных данных с доверительной вероятностью 0,95.

Результаты регрессионной обработки массивов данных сведены в табл. 1. Геоматериалам присвоены номера.

В результате исследований банка данных ситовых характеристик золота установлено, что золото аллювиальных россыпей орогенной зоны значительно отличается по крупности от платформенного золота и мало отличается от золота зоны депрессии. Кроме того, для орогенной зоны среднее значение уклона плотика россыпей превышает величину - 0, 005, а для платформенной зоны, если исключить зону депрессии, оно отвечает величине < 0, 005.

Количество ситовых характеристик банка данных А.П. Сорокина и В.Д. Глотова распреде лилось по указанным выше географическим

НА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Однако, имеет место дент, позволяющий

вать основные положения раскрываемой здесь методики. Этим прецедентом являются данные ИРГИредмета [6-8] (табл. 2).

Таблица представляет статистический материал, который ражает характер работы тов извлечения - их влияние на формирование вещественных рактеристик, прошедшего

работку золотосодержащего песка.

Из таблицы видно, что чение золота по классам го материала в основном ляется крупностью питания и практически не зависит от конструктивных ностей обогатительных аппаратов. Последнее объясняется единой природой процесса и различием режима работы.

Строго говоря, для оценки содержания и гранулометрических характеристик песков,

зонам, следующим образом -319 и 218, соответственно.

Переход к понятию безразмерной крупности частиц золота позволил обобщить результаты регрессионной обработки двух экспериментальных массивов данных в один и получить усредненное (по двум зонам) формализованное выражение функции плотности распределения золота Верхнего Приамурья

у = 0,2672 0,900 /ехр(0,33321,25 (7)

где Ц - нормированная функция плотности распределения объемов дисперсного золота.

Графическое выражение (7) показано на рис. 2.

Знание вещественных характеристик исходных продуктивных песков является необходимым, но недостаточным условием для оценки содержания и гранулометрии золота техногенных месторождений.

Другим - замыкающим расчетную схему условием могут быть количественные данные по извлечению золота различными промывочными приборами.

К сожалению, в настоящее время, обогатительная наука не располагает обширной информацией по вышеуказанному вопросу.

Таблица 2

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

составляющих техногенные месторождения необходимо располагать достаточно большими выборками, поэтому для увеличения репрезентативности экспериментальных данных приведенных в табл. 2, по степени извлечения золота, объединены первая строка таблицы со второй, а третья и четвертая с пятой.

Результаты обработки экспериментальных данных описаны системой

Обогатительные аппараты, питание в мм. Доля извлекаемого золота, % в классе крупности

+5 -5+3 -3+1 -1+0,5 -0,5+0,25 -0,25+0,15 -0,15+0,1 -0,1

Шлюз, 100 100 96 92 84 73 44 0 0

Шлюз, 50 100 98,1 97 93,4 62 44 44 14

Шлюз, 30 100 97 95 92 84 59 50 0

Шлюз, 20 100 99 97,6 96,3 70 50 50 32

Шлюз, 16 100 99 97 93 83 62 37 8

Шлюз, 4 - 100 99 95 90 84 78 40

Концентрационный стол, 3 - - 100 100 92 89 85 65

E = 1 - е

K = 1,7 + 15,4е

-0.15£>

где с - диаметр золотин; D - крупность питания, а гранулометрия золота природных россыпей - выражением (1).

Таким образом, нормированная функция плотностей распределения золота техногенных месторождений представлена функционалом (1 - Е )ц

| (1 - Е )цйг

где знаменатель дроби - суммарные относительные

Рис. 2. Функция плотностей распределения объемов золота природных россыпей Верхнего Приамурья

Рис. 3. Функции плотности распределения объемов золота месторождения руч. Самоваринский: 1 - природная россыпь; 2 - j=1; 3 - j=2; 4 - j=3;/ - кратность отработки

Рис. 4. Функции плотностей распределения объемов золота месторождения руч. Самоваринский: 1 - природная россыпь; 2 - j=1 ^=100 мм); 3 - j=2 ф=16 мм); 4 - j=3 ф=4 мм); j - порядковый номер промывочного прибора; D - крупность питания промывочного прибора

или, что одно и то же, содержание золота в техногенных отвалах отдельного промывочного прибора

£ =| (1 - Е)цйг (10)

Интерпретация средствами гранулометрии повторной отработки россыпных месторождений для, так называемых, консервативной и прогрессивной технологий приводит к двум системам уравнений -(11) и (12):

£п = | цц е тах / п V )йг, £0 = !, у = !,п, п > 1

-пКйтп„г/11 . п

где S - относительное содержание золота в золотосодержащих песках после их многократной промывки, без сокращения объема, т. е. на одном приборе,

-(К1 + К2 + ...+ Кп )йтах —

йг, = 1, У = 1, п п > 1

-(К1 + К2 +...+Кп )Стах тт

где V - относительное содержание золота в хвостах п - го по счету промывочного прибора, с сокращением объема.

Расчет выполнен для месторождения руч. Само-варинский:

потери золота при отработке исходной россыпи

Вариант 1 - dmax = 2,31 мм, D = 100 мм, с одним шлюзом.

Вариант 2 - dmax = 2,31 мм, с последовательно расположенными шлюзами, D = 100, 16, 4 мм

Технологические процессы проиллюстрированы на рис. 3, 4.

Сравнивая последние результаты расчетов с консервативной трехкратной отработкой, приходим

к выводу, что суммарные потери значительно отличаются, а именно, они в первом варианте - 0,127, втором - 0,024.

Таким образом, математическое обеспечение оценки "золотоносности" техногенных россыпей дает возможность сделать выбор условий извлечения в зависимости от исходной гранулометрии золота, т. е. адаптации той или иной схемы обогащения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

н/Д.: Изд-во Ростовского ун-та, 1964. 203 с.

конгломератов. М.: Недра, 1975. 264 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ