Пробирно-аналитические лаборатории (ПАЛ) компании вносят огромный вклад в работу по максимальному извлечению золота из руды. Таких отделений в группе «Полюс» несколько, и у каждого – своя специфика. И каждое обеспечивает ритмичную работу производственных подразделений компании.
ПАЛ «Полюс Красноярск»
Пробирно-аналитическая лаборатория АО «Полюс Красноярск» аккредитована в соответствии с требованиями международного стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 в Ассоциации аналитических центров «АНАЛИТИКА» и Федеральной службе по аккредитации «РОСАККРЕДИТАЦИЯ». Для осуществления лабораторной деятельности ПАЛ располагает всеми необходимыми ресурсами: материально-техническими, организационной и нормативной документацией, организационной структурой и компетентным персоналом.
Сотрудники лаборатории на ОГОК АО «Полюс Красноярск» выполняют обширную работу, проводят их испытания по разным методикам. Результаты испытаний предоставляются специалистам, контролирующим выполнение технологии добычи и обогащения, выпуска конечного продукта, оценивающим качество продукции золотоизвлекательной фабрики. Данные, получаемые в ходе лабораторных исследований, используются при проведении входного контроля сырья, поступающего на ЗИФ. На их основе составляется металлургический баланс, оцениваются запасы. Ежемесячно лаборатория проводит испытания более чем в 120 тыс. проб из геологических служб и технологических подразделений четырех золотоизвлекательных фабрик.
В составе ПАЛ действует два участка — пробоподготовки (УПП) и испытательная лаборатория, в состав которой входят группы пробирного, химического и химического экспресс-анализа.
Группа пробирного анализа проводит анализ образцов золотосодержащей руды, продуктов технологической переработки руды, лигатурного золота методом пробирного анализа.
Группы химического и химического экспресс-анализа проводят количественный химический анализ образцов атомно-абсорбционным, рентгеноспектральным флуоресцентным, титриметрическим методами, а также методом ИК-спектрометрии.
Современные методы исследований
Группа пробирного анализа проводит анализ образцов золотосодержащей руды, продуктов технологической переработки руды, лигатурного золота по аттестованным методикам:
• НСАМ № 505-Х — пробирно-гравиметрическая методика, позволяющая выявлять содержание золота и серебра в породе, руде, продуктах переработки с помощью нескольких способов;
• МА ИАЦ-43-2010 — пробирно-атомно-абсорбционная методика. Используя расплавленный свинец, серебро и золото растворяют, получая легкоплавкие сплавы;
• МА ИАЦ-71-2010 — одна из пробирных методик для выявления в сплаве лигатурного золота серебра и золота. В основе метода — коллектирование благородных металлов в сплав свинца. Затем проводится купелирование, а далее сплав серебра с золотом растворяют в азотной кислоте. Этот способ позволяет получить данные о пробности золота в лигатурном сплаве.
Отделение химического анализа ПАЛ АО «Полюс Красноярск» анализирует образцы геологических проб и продуктов технологической переработки руды. Применяются рентгеноспектральный флуоресцентный, атомно-абсорбционный, титриметрический методы, ИК-спектрометрия. Список используемых способов обширный.
• МА ИАЦ-44/01.00057//2012 — атомно-абсорбционная методика, в основе которой — испарение и атомизация раствора пробы в пламени газовой горелки с дальнейшим определением показателя атомного поглощения резонансной линии серебра.
• МА ИАЦ-46-2004 — атомно-абсорбционный способ. Для определения содержания драгоценных металлов смолу и уголь окисляют, используя кислоты. Золото выявляют с помощью озоления угля и смолы в муфеле, обрабатывая затем смесью из кислот. Либо проводится десорбция золота: для обработки смолы применяется раствор тиомочевины. Состав получаемого раствора анализируется по атомно-абсорбционной методике.
• МА ИАЦ-49/01.00057/2013 (атомно-абсорбционный метод) применяется для определения в руде и продуктах ее переработки содержания различных веществ, к которым относятся цинк, железо, кобальт, марганец, кадмий, никель и другие компоненты. Для этого раствор пробы испаряется и атомизируется в пламени газовой горелки. Замеряется показатель атомного поглощения резонансной линии анализируемого компонента. Градуировочная характеристика позволяет определить связь величины поглощения и концентрацию элемента в растворе.
• МА-ИАЦ-53-2004 — рентгенофлуоресцентная методика, при которой возбуждается характеристическое рентгеновское излучение компонента, что позволяет выявить его долю в образце.
• МА ИАЦ-58-2004 — атомно-абсорбционная методика для определения в технологическом растворе массовых концентраций ингредиентов.
• МИ-ЛАМС-27-2014 — атомно-абсорбционный способ для замеров массовой доли серебра в пробах продукции, поступающей с технологического передела фабрики.
• МИ-ЛАМС-26-2014 и МИ-ЛАМС-02-2018 — технология инфракрасной абсорбции, при помощи которой выявляется, сколько общей серы и общего углерода содержится в пробе. Навеска пробы сжигается в печи в присутствии кислорода (при высокой температуре — до +14 000 ºС), а полученные диоксиды серы и углерода анализируются с помощью инфракрасного детектора.
Специалисты лаборатории также анализируют технологические пробы, используя титриметрические методы.
Менеджмент-система
Деятельность красноярской пробирно-аналитической лаборатории компании «Полюс» постоянно совершенствуется.
Разработанная и внедренная в пробирно-аналитической лаборатории АО «Полюс Красноярск» система менеджмента нацелена на создание стабильных условий обеспечения и поддержания компетентности лаборатории, а также на постоянное улучшение лабораторной деятельности для удовлетворения потребностей и ожиданий заказчиков.
В течение 2020–2021 годов оптимизированы процессы аналитического контроля. Это позволило повысить доступность информации по лабораторным анализам, что необходимо для повышения эффективности управления операционными процессами в геологоразведке, добыче, хранении и обогащении руды, извлечении золота и отгрузки ГП.
Оптимизация дала возможность оперативно предоставлять сведения о проводимых в лаборатории исследованиях специалистам ГОКа Олимпиаднинского месторождения. В конце 2020-го запущена в промышленную эксплуатацию лабораторная информационная менеджмент-система, созданная на основе платформы LabWare LIMS. Результатом стало повышение уровня аналитического контроля, улучшение качественных показателей готовой продукции, рост производительности при отсутствии повышения трудозатрат. Благодаря нововведению своевременно анализируется состояние ресурсов в прошлом и настоящем. Это, в свою очередь, обеспечивает оперативное планирование работы лабораторного подразделения.
Использование LIMS дает предприятию ряд весомых преимуществ:
• проба автоматически регистрируется, ей присваивается уникальный номер, назначается анализ, сведения передаются в СИ;
• качество контролируется автоматически, в режиме онлайн формируется протокол;
• готовятся отчеты по итогам работы;
• все результаты, действия сотрудников, ресурсы можно полностью отследить, что снижает вероятность ошибки;
• не используются бумажные носители информации и архивы;
• сведения о проведенных исследованиях и показателях контроля качества доступны в режиме реального времени;
• бизнес-процессы интеллектуализированы;
• все данные можно получить в одном источнике;
• на подготовку документации для аттестации МВИ и аккредитации требуется минимум времени.
Реализация этих проектов позволила оптимизировать, стандартизировать и автоматизировать процесс лабораторного анализа в части первичной переработки золотосодержащего сырья. Интегрированы система LIM и смежные SAP, MES и другие. Сформирована база данных, куда заносится нормативно-справочная информация о лабораторных исследованиях, используемых реактивах и оборудовании, документации ПАЛ и сотрудниках.
ПАЛ «Полюс Вернинское»
Одна из лучших пробирно-аналитических лабораторий в России находится в «Полюс Вернинское», ведущем добычу драгоценного металла в Бодайбинском районе Иркутской области. Подразделение работает круглосуточно, что позволяет технологам ЗИФ быстро получать данные исследований для оперативного контроля технологических процессов и управления ими. Геологам компании своевременно поступает информация о качестве руды, благодаря чему удается оперативно вносить коррективы в функционирование карьера. В лаборатории анализируются также слитки Доре — конечная продукция фабрики.
«Техническая компетентность лаборатории подтверждена на государственном уровне. Ежегодное участие в межлабораторных сличительных измерениях (МСИ) это доказывает: отрицательные результаты стабильно отсутствуют, — рассказывает начальник ПАЛ Наталья Капитан. — Лаборатория второй год участвует в проведении МСИ международного уровня, собирающих свыше 50 лабораторий из разных стран мира. И хотя работа сотрудников ПАЛ часто незаметна со стороны, она необходима для эффективной организации производственного процесса золотодобычи».
В 2019-м в ПАЛ Вернинского была внедрена методика пробирного анализа с атомно-абсорбционным окончанием на пробах с низкими содержаниями золота. Техническая компетентность специалистов в применении данной технологии подтверждена.
Лаборатория постоянно модернизируется. Эффективность работы подразделения повышается за счет закупки расходных материалов и реагентов. Доля ручного труда плавильщиков сведена к минимуму.
В рамках проекта технического переоснащения и оптимизации процессов установлены тигельные и муфельные печи австралийской компании Morgan, внедрена система мультизагрузки и разгрузки тигельных печей. Все это позволило превысить проектные показатели ПАЛ в пять раз. Если в начале 2019 года лаборатория обрабатывала 48 проб за сутки, то сейчас — 250. А результаты исследований практически мгновенно становятся доступными сотрудникам всех переделов ЗИФ.
«Лаборатория работает оперативнее, чем раньше, что позволяет обеспечить жесткий контроль технологических показателей работы гидрометаллургического отделения. Информация о составе продуктов измельчения теперь более точная и расширенная, — объясняет главный операционный директор «Полюс Вернинское» Николай Ковалев. — Значение работы лаборатории переоценить просто невозможно. Так, благодаря внедрению метода определения доли углерода в руде сейчас мы можем оперативно реагировать на отклонения от нормы, что исключает потери ценного металла. Использование метода определения кальция на угле обеспечивает четкий контроль сорбционной активности сорбента, по сути — процесса извлечения золота в гидрометаллургии».
«В созданной семь лет назад лаборатории «Полюс Вернинское» сегодня трудятся 23 сотрудника, из которых 53 % составляют женщины. Работать нелегко, в основном на ногах и у горячих печей, — говорит начальник ПАЛ Наталья Капитан. — Коллектив устоялся, все люди не случайные, все специалисты — универсалы, что встречается нечасто. Это позволяет легко найти замену сотруднику с любого участка».
ПАЛ «Полюс Алдан»
Своя пробирно-аналитическая лаборатория действует и в «Полюс Алдан», выполняющая анализы проб рудника Куранах, ЗИФ и участка кучного выщелачивания. Результаты лабораторных исследований позволяют вести точный контроль содержания золота в руде 11 месторождений Куранахского рудного поля. Это помогает оперативно вносить коррективы в управление технологическим процессом.
Коллектив лаборатории «Полюс Алдан» насчитывает 54 сотрудника, в числе которых лаборанты, выполняющие анализ (химический и спектральный), и плавильщики.
Установка нового оборудования в течение 2019–2021 годов позволила уменьшить время проведения анализов и улучшить условия работы специалистов. За два с половиной года закуплено 10 новых единиц лабораторной техники:
• сушильный шкаф Alsto 2М3;
• магнитная мешалка с подогревом;
• спектрометр ICE 3300;
• сушильный шкаф с принудительной конвекцией Binder;
• печь купеляционная и тигельная Morgan;
• муфельная печь LOIP;
• система разложения проб в пробирках HotBlok SC196-240-96-Well HotBlok;
• анализатор углерода, водорода, серы CHS-580;
• купеляционная печь для анализа драгоценных металлов (серия CF 15B);
• линия пробоподготовки Rocklabs.
Основное внимание уделено выбору линии пробоподготовки. Приобретено оборудование марки Rocklabs, считающееся одним из лучших в мире в области подготовки проб для анализа.
За счет компоновки непрерывного дробильного комплекса Boyd с делителем проба одновременно дробится и сокращается. Это минимизирует риск появления погрешности по причине влияния человеческого фактора.
Выбор печи австралийской компании Morgan объясняется тем, что этот производитель — признанный мировой лидер в области производства оборудования и материалов для плавильных отделений лабораторий добывающих предприятий. Изготовитель разрабатывает и внедряет новые технические решения в этой сфере больше пяти десятков лет. В числе его постоянных партнеров — многие промышленные предприятиях разных отраслей экономики. Дополнительным аргументом в пользу приобретения печи Morgan стала аккредитация производителя по требованиям международного стандарта ISO 9001:2015 «Системы менеджмента качества — Требования».
Безостановочный процесс
За последние два года в ПАЛ «Полюс Алдан» изменилось многое. В 2019-м внедрена новая методика измерения руд МА ИАЦ-43-2010. Массовые доли золота и серебра в пробах руды и продуктов ее переработки измеряются с применением пробирного метода, доли золота — пробирно-атомно-абсорбционной методики. Погрешность измерений снижена с 50 до 20 %.
Такие результаты стали возможными за счет использования совершенно другого подхода, чем в ранее применявшейся в лаборатории методике (МКХА № 505-Х). Свой вклад в уменьшение погрешности внесли также изменения в переделе шихтования: теперь флюс и образец смешиваются с добавлением раствора азотнокислого серебра в пакете из полиэтилена: проба не «заражается». В отделении разваривания применяется азотная кислота разных концентраций.
Еще одно отличие метода 43 от 505 — возможность использования и весового, и атомно-абсорбционного окончания анализа. Во втором случае применяют атомно-абсорбционный спектрометр. Показатель нижнего диапазона в новой методике — 0,01 г/т (в 505-й — 0,2 г/т).
Установленный в лаборатории новый спектрометр помогает выделять качественно в руде медь, железо, цинк и серебро. На новом анализаторе серы в каменном угле проводятся исследования для цеха тепловодоснабжения фабрики. Результаты готовы за 10 минут, раньше на это уходил целый рабочий день.
Процесс модернизации лаборатории не останавливается. В ближайших планах «Полюс Алдан» установка новой линии пробоподготовки для повышения качества измельчения проб, ввод новых плавильных печей, установка сушильных шкафов, где за одну загрузку можно высушивать около 600 проб.
ПАЛ «Полюс Магадан»
На Наталкинском ГОКе группы «Полюс» лабораторные исследования начиная с 2018 года выполняет подрядчик — «АЛС Чита-Лаборатория». Это одна из самых крупных мировых компаний, которая занимается развертыванием и управлением лабораторными комплексами. Лаборатория аккредитована в соответствии с требованиями ГОСТ 17025-2019 в международной системе аккредитаций «АНАЛИТИКА». ПАЛ регулярно принимает участие в МСИ — российского и международного уровня.
В составе ПАЛ действует два участка — пробоподготовки (УПП) и испытательная лаборатория. Пробы от геологической службы «Полюс Магадан» поступают сначала на УПП, а далее направляются в лаборатории — металлургическую и испытательную.
В первой проводятся эксперименты, направленные на оптимизацию схемы работы ЗИФ, чтобы определить, насколько эффективны выбранные технологии извлечения золота. Испытательная лаборатория занимается обработкой экспериментальных проб разных подразделений ГОКа, ведет входной контроль реагентов, которые применяются на фабрике; анализирует «сменные» пробы с ЗИФ каждые 12 часов. Благодаря оперативному анализу технологи предприятия быстро вносят коррективы в производственный процесс.
В испытательной лаборатории работает экспресс-лаборатория. Здесь исследуются продукты гидрометаллургического и реагентного отделений фабрики. Пробы поступают непрерывно. Сроки проведения анализов минимальные.
Экспресс-лаборатория помогает повысить скорость проведения исследований, оперативно выявлять долю ингредиентов в технологическом продукте. Это позволяет эффективно управлять процессами на золотоизвлекательной фабрике, в частности гидрометаллургического отделения НИФ.
Новейшее оснащение
Ежедневно ПАЛ «Полюс Магадан» исследует до 1 500 проб при анализе в одной навеске (по ГОСТ 8269.1-97). В ближайшее время этот показатель планируется увеличить с помощью установки нового оборудования и оптимизации рабочих процессов. Сейчас в лаборатории применяются атомно-абсорбционный спектрометр Agilent AA240; мультипараметровый анализатор Hanna Edge; аналитические весы Sartorius ED 224-RSE; спектрофотометр Evolution.
Инфракрасный спектрометр позволяет точно определять долю серы и углерода в пробах. Для проверки содержания цианидов и роданидов используют растворы. С помощью новейшего атомно-эмиссионного спектрометра с микроволновой плазмой определяется наличие и содержание в пробах множества компонентов.
Взвешивание выполняется на новейших микроаналитических весах. Масса определяется до долей миллиграмма, что позволяет точно анализировать лигатурные сплавы, чтобы получать достоверные сведения о составе слитков золота, производимых на ЗИФ.
Собственные разработки
Кроме общепринятых методов, в ПАЛ «Полюс Магадан» применяются методики, разработанные сотрудниками самой компании и прошедшие госаттестацию на соответствие госстандартам.
В основном пробы проходят пробирный анализ с атомно-абсорбционным окончанием. Пройдя подготовку и сокращение количества, направляются на плавку с добавлением смеси реагентов, куда входит оксид свинца — «шихты» или «флюса».
Плавление происходит при более 1 000 ºС. Из породы получается стекло, а металлы сосредотачиваются в сплаве свинца (веркблее). Он подвергается купелированию: в присутствии кислорода и при температуре примерно +1 000 ºС свинец окисляется и абсорбируется купелью. Ценные металлы в форме корольков (шариков) остаются на ее поверхности. Для их растворения используют смесь кислот (азотной и соляной). После этого измеряют содержание компонентов в растворе, используя атомно-абсорбционный спектрометр. Пересчет результатов на доли полезных компонентов идет автоматически.
Большая часть операций, которые ранее делались вручную (регистрация, обсчет, формирование итога), теперь выполняется специальной компьютерной вычислительной системой GEMS. Это исключает влияние человеческого фактора, а значит, и ошибки при проведении исследований. Система берет на себя контроль качества проведения анализа на всех этапах и делает это в режиме реального времени.
«Но какие бы техника и технологии ни использовались, результат определяется всегда людьми, — говорит заместитель начальника ПАЛ «Полюс Магадан» Сергей Шевельков. — У нас трудятся специалисты высокого класса. Именно это помогает получать отличные результаты и постоянно совершенствовать свою работу».
Справка
«Полюс» — самая крупная золотодобываю-щая компания России, один из пяти мировых лидеров по объемам производства драгоценного металла. Себестоимость добычи на предприятиях «Полюса» одна из самых низких в мире.
Таких впечатляющих результатов компании удалось достичь за счет наличия устойчивого фундамента развития производства — первых по величине запасов золота на планете! Доказанные и вероятные запасы по международной классификации составляют 104 миллиона унций. Однако без слаженной работы всех подразделений получить такой эффект было бы невозможно. И одну из ведущих ролей в этом играют пробирно-аналитические лаборатории (ПАЛ) «Полюс».
Материалы подготовлены компанией «Полюс» при поддержке ассоциации WIM Russia, способствующей продвижению и профессиональному развитию женщин в добывающей отрасли
