bigpo.ru
добавить свой файл
  1 ... 2 3 4 5 6

ЧЕТВЕРТОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Направленное изменение вещественного состава золотоносного аллювия путем принудительной механической дифференциации обеспечивает комплексное освоение месторождений с получением песков различного назначения, коллективных и селективных концентратов золота и других ценных минералов [8, 10, 15, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 59, 66, 68, 72, 78].

Четвертое защищаемое положение рассмотрено в Главе 4 «Перспективы комплексного освоения золотоносного аллювия».

Вещество золотоносного аллювия (россыпные, золотогравийные месторождения) − комплексный минеральный ресурс. Полез­ные компоненты − гравий, сортированные пески, ценные минералы тяжелой фрак­ции, пелиты, обогащенные органикой. Автором разработан геолого-технологический подход к оценке месторождений золотоносного аллювия. Оценка проводится с учетом минерагении, распределения полезных компонентов после принудительной дифференциации по предполагаемой технологии разработки.

Принудительная дифференциация (ПД) золотоносного аллювия представляет собой усиление природных процессов дифференциации осадков на технологическом оборудовании по плотности, крупности, минеральному и химическому составу. Использование ПД приводит к концентрации минеральных частиц необходимой крупности и созданию минеральных ассоциаций, представляющих практический интерес для промышленности. Рассмотрены пески-отсевы песчано-гравийных месторождений, пески, золото, ценные минералы.

Пески-отсевы месторождений ПГС. С учетом состава природных смесей и законов природной дифференциации составлены смеси песков-отсевов месторождений ПГС Прикамья. Проведена их ПД по крупности на винтовом шлюзе. Использованы две технологические схемы: последовательное двухфракционное разделение песков и разовое многофракционное разделение песков-отсевов. По каждой схеме проведено 10 экспериментов, получено 20 гранулометрических ассоциаций. Из исходных пе­сков (природного состава) получены смеси другого гранулометрического состава (с измененным модулем крупности). Каждый новый искусственно приготовленный продукт отличался от исходного большей степенью сортированности и специализацией (крупно-, средне- и мелкозернистый). В крупнозернистых песках сократилось количество мелкопесчаных и алевритовых частиц [10, 66, 72].

Составлены универсальные таблицы продуктов ПД песков-отсевов месторождений ПГС. В них учитывается выход гравийной фракции (+5 мм), гранулометрический состав природных и искусственных смесей. По таблице можно определить, какие продукты будут получены после ПД данного типа песков по первой и второй схемам. Деление песков может быть использовано для обеспечения потребностей производства в определенном гранулярном составе песков, модуле крупности, подготовки сме­сей с прерывистым составом размерных фракций по простой технологии.

Полупромышленными испытаниями показаны перспективы использования песков заданной крупности. На р. Кама в порту «Чайковский» из песков с модулем крупности 2,07 подготовлены пески с модулем крупности 2,28 и 3,02; сократилась глинистость, изменился минеральный и химический состав песков. Созданные пески по гранулометрическому составу соответствуют пескам марок ТО16А, ПО2, 4КО315Б и 1КО315Б. Попутным продуктом становятся мелкие ценные минералы (золото, цирконий-титановые). На р. Чусовой дроблением валунов и галек из ПГС получают пески с модулем крупности 2,72. Использованием ПД на винтовых аппаратах автором получены дефицитные пески с высоким модулем крупности – 3,61. Снижена глинистость полученных продуктов. Из перигляциальных верхнечетвертичных песков первой надпойменной террасы р. Камы в районе г. Перми (Верхняя Курья) по­лучено восемь типов песков. Мелкозернистые природные пески преобразовали в среднезернистые и более сортированные мелкозе­рнистые. Содержание частиц менее 0,14 мм со­кратилось в 1,5−2 раза. Мелкозернистые пески (участок «Шемети», р. Кама), непригодные по гранулометрическому составу для промышленного использования, после ПД оценены как месторождение песков для бетонных смесей.

Золото и ценные минералы месторождений ПГС оценены как попутные продукты – часть комплексного ресурса. Единичными определениями и группами проб (до 40 на объекте) объемом от 0,2 м3 проведена оценка золотоносности месторождений ПГС: в долине р. Камы от п. Гайны до Воткинской ГЭС (15 месторождений и 8 проявлений ПГС); р. Чусовой от д. Коуровка до устья; на рр. Сылва, Ирень, Шаква, Бабка, Вильва, Усьва, Вижай (26 месторождений); в долине р. Белой от устья г. Белорецка до г. Уфа с притоками рр. Уфа, Алакуян, Авзян, Кага, Бисерть (30 точек опробования, с объемом проб от 0,1 до 0,52 м3); в долине р. Урал (4 пробы) и притоках рр.Б.Кизил (36), Янгелька (80), Сакмара (90); в долине р. Печоры (3 пробы по 0,08 и 2 пробы по 0,9 м3). На всех опробованных объектах установлены разные концентрации золота, многие из них перспективны в плане его попутного извлечения.

По геолого-экономическим параметрам и перспективам освоения автором выделено три вида комплексных золотогравийных месторождений. Неперспективные и малоперспективные месторождения с содержанием золота в исходных отложениях менее 1 мг/м3 широко распространены на Урале (крупные притоки р. Кама). Их комплексная разработка возможна при условии удаления алеврито-пелитовых частиц. Так, при отсеве частиц фракции менее 0,3 мм из аллювия рр. Косьва и Яйва концентрация золота возрастет в 16−24 раза. ПД песчано-алевритовых частиц на винтовых шлюзах увеличит концентрацию золота в сотни раз. При переработке горной массы объемом 1 млн. м3 может быть получен концентрат объемом около 60 м3 с содержанием золота 10 г/м3.

Перспективные месторождения содержат золото от 1 до 10 мг/м3. Такие объекты предварительно оценены в аллювии рр. Чусовая, Тулва, в мезозойских отложениях и современном аллювии Верхне-Камской впадины и др. Отсев песка фракции менее 0,3 мм увеличит концентрацию золота до 15 мг/м3, а фракции менее 0,15 мм − до 130 мг/м3. Обогащение отсева на винтовом шлюзе увеличивает концентрацию золота до уровня промышленной. При комплексной разработке месторождений ПГС верхней Камы с выявленными запасами в 4 млн. м3 по предлагаемой нами схеме можно попутно добыть 16 кг золота; получить концентрат объемом 70 м3 с содержанием золота более 170 г/м3.

Весьма перспективные комплексные месторождения с содержанием золота более 10 мг/м3 могут быть отнесены к россыпепроявлениям. Они находятся на границе Восточно-Европейской платформы в пределах зон мезозой-кайнозойской активизации в четвертичном аллювии на территории Верхнекамской впадины, Сысольской мульды, Тулвинской возвышенности. На Урале они установлены среди меловых отложений в Оренбуржье, в пределах мезозой-кайнозойской Вишерско-Висимской депрессионной зоны, на продолжении многих россыпей восточного склона Урала. Отсев фракции менее 1 мм приводит к обогащению золотом в 2−10 раз.

Основные направления использования песков − продуктов механической ПД на территории Прикамья. Исследования по гравитационному обогащению песков на винтовых аппаратах являются традиционными для Пермской ЛОПИ (Лунев, 1980).

Изготовление бетонов. Оптимальным зерновым составом песка-заполнителя для бетонов является такой, при котором достигается наибольшая подвижность бетонной смеси и наименьший расход цемента. Автором подготовлены смеси песков – инертных заполнителей для производства бетонов. Использованы природные пески с модулем крупности 2,15 и 1,41. Из них путем ПД получены пески с модулем крупности до 3,0. Анализ характеристик бетонов проведен в Пермском техническом университете. Использование новых смесей для изготовления бетонов позволило экономить цемент до 14%, уменьшить себестоимость на 10−15%, повысить его прочность.

Песок для гидроразрыва пластов при нефтедобыче предназначен для заполнения трещин. Он должен образовывать прочные песчаные подушки, не разрушаться под давлением и сохранять высокую проницаемость под действием внешнего давления. Это крупнозернистый (0,5−1,0 мм) хорошо окатанный и сортированный песок с высокой механической прочностью. Пески порта «Чайковский» после ПД на винтовых аппаратах могут быть использованы в качестве песков для гидроразрыва пластов.

Строительные и формовочные пески могут быть произведены практически из всех рядовых проявлений и месторождений песка посредством их ПД на промышленных винтовых аппаратах. Формовочные пески пользуются большим спросом, их в Пермский край завозят из Поволжья.

Стекольные пески рассматриваются нами как россыпные месторождения (Быховский и др., 2002). В Пермском крае их разрабатывали в малых объемах из аллювия мезозой-кайнозоя карстовых районов Урала (Апродов, 1956). По результатам наших работ определена пригодность для стекольного производства маршаллитов Горнозаводского района, аллювиальных песков и песков-отсевов месторождений ПГС на северо-западе Пермского края в зоне береговой линии предполагаемого Пармийского моря [16, 21].

Проведено опытное обогащение стекольных песков (Губдорское месторождение, объект «Пески» в Горнозаводском районе, выявленное автором проявление песков Весляна в Коми округе). Получены хорошо сортированные пески разной крупности, отвечающие требованиям промышленности к качеству стекольного сырья. В них преобладает фракция 0,1−0,63 мм, состав их существенно кварцевый, зерна в основном окатанной формы. Химический состав песков (%): SiO2 − 95,2–99,2; Al2O3 − 0,25–2,0; Fe2O3 – 0,21 и менее. Тяжелые минералы удалены при обогащении в отдельный концентрат, в котором содержатся золото, цирконий-титановые и другие ценные минералы. «Рубашки» гидроксидов железа с поверхности кварцевых зерен могут быть убраны растворами технологических отходов расположенных рядом производств.

Промышленные испытания по обогащению кварцевых песков для стекольной промышленности проведены нашими коллегами на Раменском ГОКе (Московская область). Винтовые шлюзы ШВ3-750 и ШВ3-1000 установлены на двух технологических линиях обогатительной фабрики. Они заменяют флотацию и магнитную сепарацию, удаляют железосодержащие минералы тяжелой фракции из кварцевого концентрата. В результате увеличилось производство высококачественного кварцевого концентрата марки ВС-030-В и производительность обогатительной фабрики (Левченко и др., 2001). На ГОКе «Мураевня» (Рязанская область) на винтовом шлюзе ШВ-750 эффективно удалены минералы тяжелой фракции, вредные для кварцевого концентрата. Установка винтовых аппаратов предусмотрена в проекте обогатительной фабрики (Александров и др., 2003).

Концентраты ценных минералов (цирконий-титановые, золото) из месторождений золотоносного аллювия давно представляют практический интерес (Горшков, 1960; Лунев, 1963), стали особенно актуальны в последние годы [5, 8, 9, 10, 26]. В русловых отложениях ПГС на р. Каме у г. Краснокамска в отсеве фракции менее 0,17 мм содержится (кг/м3): циркона – 3−37, ильменита – 1−43, рутила – 0,2−10. При пересчете на условный ильменит это составляет 10–174 кг/м3 (Лунев, 1967). Это соответствует уровню содержания условного ильменита в месторождениях России (Западная Сибирь, Предкавказье, Европейская часть) около 100 и мира - не более 150 кг/м3 (Левченко, 2004). Из песков-отсевов месторождений ПГС Прикамья автором получены концентраты с содержанием условного ильменита 462 кг/м3 и золота 5 г/м3. До начала 90-х годов прошлого века Камское речное пароходство ежегодно отрабатывало 17 млн. м3 ПГС (Шайхутдинова, 1986). Из такого объема ПГС можно было получить коллективный концентрат, содержащий 50 кг золота и 2618 т условного ильменита и селективные концентраты: цирконовый, рутиловый, магнетитовый, ильменитовый [10, 15, 25, 28, 33, 36, 43, 51, 59, 66, 72].

Практика попутной добычи золота известна на р. Тагил (Урал). При очистке осадков реки в 80-е годы прошлого века за 10 лет попутно извлечено 40,7 золота и 3,5 кг платины. На р. Ингури (Кавказ) при содержании золота в аллювии 4 мг/м3 попутно за 4 года добыли 12 кг металла. На р. Чирчик (Ср. Азия) до 1940 г. попутно получали по 10 кг золота в год. Томское пароходство из ПГС дополнительно к песку и гравию извлекало золото. На Урале из аллювия приборами шлюзового типа извлекали попутно крупную платину. Известны многие примеры эффективной организации работ попутной добычи золота и платины на объектах России.

Золотосодержащие концентраты на р. Печоре получены при обогащении голоценового аллювия с содержанием золота около 20 мг/м3 и размером частиц менее 0,25 мм (50−60%). Установлено, что при разработке 1 млн. м3 ПГС гидромеханизированным способом пески-отсевы составят 0,5 млн. м3. При 95% извлечении золота может быть получен концентрат объемом 28 м3 с содер­жанием золота от 340 г/м3. В тяжелой фракции песков-отсевов ильменит и циркон составляют 18 и 6% соответственно. В электромагнитной фракции концентрата содержание ильменита − 57%; цирко­на в неэлектромагнитном продукте − около 85%, что соответствует требованиям промышленности и качеству цирконового концентрата.

Зо­лотосодержащие концентраты р. Камы получены из песков-отсевов аллювия на Заостровском гравийного карьера (г. Пермь) с концентрацией свободного золота до 500 г/м3. Проведены испытания промышленного извлечения золота из концентратов месторождений золотоносного аллювия рр. Камы, Вилюя и меловых отложений Оренбуржья [10, 15, 28, 33, 72]. Окончательное извлечение золота возможно по рудным схемам.

Технологии разработки мелкого и тонкого золота нами апробированы на объектах Урала (драга, гидравлика, отвалы ШОУ). При дражной разработке на р. Тура для улавливания мелкого металла на драге № 26 Исовского прииска ОАО «Уралэлектромедь» применены две технологические схемы. По первой схеме в технологическом режиме работы драги выделена фракция менее 2 мм. Отсев самотеком обогащен на винтовых шлюзах. По второй схеме режим потока материала на драге изменен. Отсев песка фракции менее 2 мм из хвостовой колоды обогащен на «американке». За месяц работы системы в промышленных условиях извлечение металла на драге возросло на 17%. Извлечено мелкое золото из недельной партии хвостов доводочного стола (около 1 м3 концентрата). Получен шлиховой металл, который передан предприятию. Разработаны рекомендации по повышению эффективности работы драги. Использование винтовых аппаратов на объектах «Лензолото» в промышленных условиях работы драги (ООО НПФ «Спирит») увеличило извлечение металла более чем на 10%.

Гидравлическая разработка на рр. Северная-Тискос. Нами усовершенствована технологическая схема обогащения песков россыпи рр. Северная-Тискос. Использована серия полупромышленных винтовых шлюзов диаметром 500 и 250 мм. Промышленное извлечение золота за счет мелких классов возросло на 15%.

Исовский прииск (отвалы ШОУ). Проведена опытная разработка вещества отвальной фации. Добыча осуществлена на винтовых шлюзах диаметром 0,5 и 0,25 м и ручной отсадкой. Бригадой из четырех студентов за 1,5 месяца извлечено около 400 г шлиховых зерен золота и платиноидов. За два этапа экспериментов добыто и сдано прииску около 1,2 кг золота и платиноидов. На практике доказана возможность и целесообразность разработки техногенных отвалов, апробирована технологическая схема доизвлечения зерен золота и платиноидов мелких и крупных классов.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Региональные геологические закономерности происхождения и пространственного распределения месторождений золотоносного аллювия показаны с позиций генетической минерагении на золотоносных россыпях, россыпепроявлениях и золотогравийных месторождениях. Длительный период накопления обломочных отложений и многократные этапы переотложения осадков в палеозое, мезозое и кайнозое привели к формированию в четвертичном аллювии Урала и Приуралья месторождений ПГС. Результатом процессов механической интеграции и дифференциации осадков в четвертичном аллювии стало сохранение устойчивых комплексов псефитов преимущественно кремнистых пород и псаммитов в основном кварцевого состава. Месторождения закономерно построены, экологически чистые (отсутствие радиационного фона), химически однородные. Это высококачественные месторождения строительных материалов в России.

Минерагения золотоносного аллювия обусловлена влиянием процессов концентрации и рассеяния золота. Содержание золота закономерно снижается от россыпей складчатого Урала к месторождениям ПГС окраиной части ВЕП. Золотогравийные месторождения содержат золото дальнего сноса, которое отличается малой крупностью (0,5–0,02 мм), низкими значениями средней массы знака (0,02–0,005 мг), значительной уплощенностью и изношенностью. Распределение концентраций золота дальнего сноса по разрезу руслового аллювия − линзовидное и приповерхностное струйчатое, распределение золота при рассеянии − знаковое. Повышенные концентрации золота обусловлены интеграцией золота из источников питания (коренные породы, промежуточные коллекторы палеозоя и мезозоя), дифференциацией осадков в пределах локальных положительных неотектонических структур.

На территории Верхнекамской впадины оценен ресурсный потенциал россыпного золота. Выявлен новый тип рудного «агрегатного» золота в осадочном чехле ВЕП. Рудогенез агрегатного золота определяется низкотемпературными гидротермально-метасоматическими процессами, связанными с мезозой-кайнозойским этапом тектоно-магматической активизации ВЕП. Он проявляется на границах структурных блоков (авлакогены, своды, валы) платформы в зонах полихронных глубинных разломов. Благороднометалльная минерализация может быть установлена в осадочном чехле других территории ВЕП на Воронежском кристаллическом массиве, Белорусской антеклизе, на Татарском, Жигулевско-Пугачевском, погребенном Камском своде и ряде осложняющих их валов; Сибирской и других платформах мира. Использование современной методической базы поисков мелкого, тонкого и ультратонкого золота, учет геологических особенностей его распространения и формирования повышенных концентраций будут способствовать выявлению промышленно значимых объектов.

Техногенез, техногеогенез и технорудогенез золотоносного аллювия рассмотрены как экзогенные геологические процессы, обусловленные деятельностью человека (разрушение, перенос, аккумуляция) с учетом механической, физико-химической и биохимической дифференциации и интеграции осадков и золота. Разработана концепция техногенного рудогенеза как осознанного управления распределением концентраций золота на стадии формирования и преобразования техногенной залежи. Использование на практике принципов техногенного рудогенеза обеспечивает: 1) повышение степени извлечения золота, как из растворов, так и в свободном виде, адаптацию известных и создание оригинальных технологий; 2) получение дополнительного товарного продукта путем изменения качественного состава песков отвалов (после извлечения золота и других ценных минералов); 3) повышение экологической безопасности отвалов; 4) новые технологические решения, направленные на повышение извлечения золота при проектировании и строительстве новых хранилищ отвалов; 5) рекомендации по совершенствованию технологической схемы основного цикла золотодобычи и обогащения.

Показаны перспективы комплексного освоения природных и техногенных геологических объектов золотоносного аллювия с учетом принципов природной и принудительной дифференциации. ПД песков на винтовых аппаратах (установке МЦМ) позво­ляет вести направленное формирование песков с заданным грану­лометрическим и, как следствие, минеральным и химическим составом. Обоснован геолого-технологический подход к оценке объектов золотоносного аллювия. Доказано, что гранулометрическая дифференциация песков из месторождений ПГС Пермского края увеличит ассортимент получаемой продукции и расширит возможности создания инновационных технологий. Знание природного гранулометрического состава дает возможность прогнози­ровать производство определенных объемов песков нового соста­ва; использовать некондиционные пески для производства продукции более высокого качества.

Оценены закономерности распределения мелкого, тонкого золота и других мелких ценных минералов в золотоносном аллювии. Получены коллективные и селективные концентраты золота, циркона, ильменита и других минералов. Показана возможность их промышленного производства. Проведена промышленная отработка техногенных отвалов и реализованы на практике технологические схемы извлечения золота и платиноидов.



<< предыдущая страница   следующая страница >>