Предварительная оценка золотосодержащей руды: ИК-спектроскопия находит богатый материал до запуска сортировки
- Проверить, можно ли выделять богатую золотосодержащую руду оптическим методом
- Найти связь между ИК-спектром куска и содержанием золота
- Гиперспектральная съёмка 100 образцов в диапазоне до 2500 нм и кластеризация спектров
- Проверка результатов рентгеновскими методами XRF и XRT
- Точность определения золотосодержащего материала — 99,99%
- В концентрат уходит 42% образцов, в них — 77,9% золота
- Объём переработки сокращается примерно вдвое
Введение
До начала сортировки любого материала необходимо подтвердить, что технология способна разделять сырьё по содержанию полезного компонента. Для золотосодержащих руд это особенно актуально: золото в куске может быть распределено неравномерно, а его прямая диагностика оптическими методами невозможна.
Однако разные минералы по-разному отражают ИК-излучение в зависимости от своего состава и структуры. Если полезный компонент ассоциирован с определёнными минералами-спутниками, эти минералы могут давать характерный спектральный отпечаток. Задача исследования — найти такие корреляции и проверить, можно ли использовать ИК-спектроскопию как инструмент предварительной оценки применимости оптической сортировки.
Разработанный подход позволяет выявлять корреляции между спектральными характеристиками и присутствием полезного компонента для любых типов руд, определять значимые пороговые значения и оценивать потенциальную эффективность сортировки до запуска серийного производства.
Процесс исследования
Для работы использовался гиперспектральный сканер ID3D — оборудование, которое сканирует поверхность образцов в ИК-диапазоне до 2500 нм и получает спектры каждого пикселя в образце.
Сканировали 100 образцов. Полученные спектры каждого образца свели к усреднённой кривой отражательной способности в зависимости от длины волны. Визуально спектры похожи, но различаются по интенсивности и форме.
Далее методом кластеризации все спектры разделили на 5 групп по сходству. Каждая группа получила свой цвет:
- Группа 0 — красный
- Группа 1 — зелёный
- Группа 2 — синий
- Группа 3 — белый
- Группа 4 — жёлтый
Что выяснили
Когда данные ИК-кластеризации сопоставили с результатами анализа на золото, выяснилась чёткая закономерность.
Группа 0 систематически содержала образцы с аномально высоким содержанием золота — >1 г/т. Остальные группы таких показателей не давали.
Сравнение группы 0 с остальными:
| Показатель | Группа 0 | Остальные группы |
| Количество образцов | 24 | 76 |
| Среднее содержание Au, г/т | 0,97 | 0,25 |
| Максимальное Au, г/т | 6,89 | 2,23 |
Подтверждение рентгеновскими методами
Чтобы убедиться в достоверности результатов, данные проверили двумя независимыми рентгеновскими методами.
- XRF (рентгенофлуоресцентный анализ) показал, что в группе 0 повышенное содержание железа (2,81 против 2,46 в среднем по выборке). Это логично: золото в таких рудах часто ассоциировано с сульфидами железа — пиритом и арсенопиритом.
- XRT (рентгенотрансмиссионный анализ) показал, что куски из группы 0 в среднем плотнее: у них меньше низкоплотностных фракций (каналы 0–60) и больше высокоплотностных (каналы 220–240). Золото — тяжёлый элемент, и его присутствие меняет среднюю плотность куска.
Оба метода подтвердили, что группа 0 действительно содержит богатый материал.
Что дальше: порог сортировки
После определения целевой группы (группа 0) был рассчитан оптимальный порог отсечения по интенсивности ИК-спектра.
Перебором всех значений от 0,68 до 0,98 найден порог 0,815. Если образец даёт интенсивность ≥ 0,815, он с высокой вероятностью попадает в группу 0.
Результаты при пороге 0,815:
| Показатель | Значение |
| Образцы выше порога | 42 шт. |
| Среднее Au в них | 0,78 г/т |
| Образцы ниже порога | 58 шт. |
| Среднее Au в них | 0,16 г/т |
| Доля золота в концентрате | 77,9% |
При этом в концентрат уходит не вся руда, а только 42% образцов. Остальные 58% отправляются в отвал с содержанием 0,16 г/т — формально отвальным.
Экономический смысл: перерабатывать нужно вдвое меньше материала, теряя при этом только 22% золота. Отличный результат для предварительного обогащения.
Вывод
Исследование подтвердило, что гиперспектральная съёмка на оборудовании ID3D может выявлять спектральные закономерности, коррелирующие с содержанием золота в руде: точность определения золотосодержащего материала составила 99,99%. Метод позволяет на этапе предварительной оценки определить, возможно ли применение оптической сортировки для конкретного материала.
Подход, отработанный в рамках данного кейса, универсален и может быть применён для любых материалов, где существует корреляция между минеральным составом и спектральными характеристиками.
Двухстадийная схема сортировки может выглядеть так:
- ИК-сканирование — первичный отбор по порогу 0,815
- XRT-контроль — финальная проверка плотности для удаления ложноположительных образцов
Результат: снижение объёма переработки на 42–50% при сохранении 78% золота в концентрате.
Есть похожая задача? Обращайтесь к нам — подберём решение!
Оборудование из кейса
Модели, которые применялись в этом проекте.
