) СУЛЬФОАРСЕНИ ДНЫЕ КОМПЛЕК- СЫ ЗОЛОТА В РУДНЫХ ГИДРО- ТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРАХ (ФИЗИКО – ХИМИ- ЧЕСКОЕ МОДЕЛИ- РОВАНИЕ) Казьмин Л.А., Вилор Н.В., Павлова Л.А. Holtermans nugget, the greatest golden nugget in the world

Цель: определение физико-химических условий образования арсенопирит-пиритового парагенезиса и форм переноса золота на золоторудных месторождениях путем физико-химического моделирования Задачи: 1. рассмотреть распределение As в ПИ и интервала существования мышьяковистого пирита ПИ As 2. определение составов ПИ As и их термодинамических функций для физико- химического моделирования 3. расчет фазовых соотношений в АПИ-ПИ парагенезисе в зависимости от изменений температуры, рН, соотношения количества твердых сульфидов и раствора 4. определить состав форм переноса As, Fe и Au

Прямая зависимость между содержаниями золота и мышьяка в рудах АПИ – ПИ минерального типа Положительная статистическая геохимическая связь золота и мышьяка отражается полиномиальными, логарифмическими и линейными уравнениями корреляции: Месторождение Зависимость: мышьяк (Х) – золото (Y) Сухой Лог Au = –1, ,052 As Голец Высочайший Au =12,226+1,657ln As Зона Первенец Au =11, ,0097 As + 3, As 2 – 8,7647×10 -8 As 3 Верный Au = 2, ,197 As Копыловский Au = 0,5626 – 112,31 As ,9 As As 3 и коэффициентами корреляции от 0.3 (n=114) до 0.8 (n=37), n – число проб. Наиболее устойчива корреляция Au – As в Вернинско – Александро-Невской части Маракано-Тунгусского узла.

Распределение мышьяка в пирите золоторудных месторождений А, Б – Верный, В,Г – Сухой Лог А Б As В Г Au As Концентрации золота ассоци- ируют с «ядрами» мышьяковистого пирита, Сухой Лог (по данным Large et al., 2010) Распреде- ление мы- шьяка в пирите: квазизона- льное,зона- льное, однородное

С и с т е м а Fe - As - S - Cl - Na - H - O Au - Fe - As - S - Cl - Na - H - O РастворТвердые фазы HCl 0.1 ÷ m NaOH 0.1 ÷ m H 2 S 0.0 ÷ m Золото кристаллическое, металл Пирит, FeS 2 1 ÷ m Арсенопирит, FeAsS 1 m для получения насыщенного раствора с заданным рН от 1.65 до 8.22 Параметры Температура, о СДавление жидкой фазы от 100 до 300 от давления насыщенных паров воды до 300 бар РастворТвердые фазыГазовая фаза 404,50105 В т.ч.: сульфидные, сулфоарсенидные комплексы золота и железа, сульфиды, сульфаты и др. окисленные водные формы серы, тиосульфаты, полисульфиды, серная, сернистая и др. сложные серные кислоты, мышьяковистые кислоты, арсенаты, арсениты, тиоарсениты, арсенаты Na и Fe В т.ч.: сульфиды, оксиды Fe и As, элементарные Au, Fe и As, элементарная S Ред-окс условия соот- ветствуют буферам «пирит - пирротин», «пирит -магнетит», «железо – магнетит» Состав рассчитываемых систем Список зависимых компонентов

Процедуры Состав компле- кcов и их G f298 Константы равновесия реакций регрессия Коэфф.регрес, средн.ошибка тестов.задача точность экспе- римента положитель- ный результат глобал. mininim. энергии Гиббса отрицальный результат коррекция и возврат Используемый алгоритм решения обратных задач физико-химического моделирования критерии

Состав минеральных фаз в системе Fe – As - S ПИAs1 - Fe S 2 As (1 As замещает 1 Fe), ПИAs2 - FeS As (1 AsS замещает 1 S 2 ), ПИAs3 - Fe S As (1 As замещает 1 S S вакансия), ПИAs4 - FeS As (2 As -1 замещает 1 S 2 -). (Blanchard et al, 2007). Составы мышьяковистых пиритов леллингит арсенопирит пирит

asp py+pyas mg+py+asp As+asp Результаты расчетов по трем типам моделей Просачивание- перколяция А Б Растекание В Стягивание

рН = 4.8 pH = 5.96 pH = 8.22 Отношения Asp-p / Fe p-p, рассчитанные в сульфоарсенидных растворах с указанным рН Отчетливо проявлено увеличение концентрации As p-p с уменьшением температуры

t,o C тиоарсениты Fe 2+ гидросульфиды арсенаты гидроксокомплексы Fe 2+, хлориды гидросульфиды Сульфоарсениды Fe Рассчитанный состав комплексов As и Fe в сульфоарсенид- ных растворах, режим просачивания - перколяции Эл ем ен т

Ред-окс потенциал сульфоарсенидного раствора при формировании арсенопирит- пиритового парагенезиса, рассчитанный в зависимости от рН и температуры. А – В режимы: А. перколяция, Б. растекание, В. стягивание рН: I. 3.64÷4.08; II. 5.96, III Температура, о С : , ,

эксперимент расчет эксперимент Экспериментально уста- новленная зависимость растворимости золота от концентрации мышьяка в растворе(Некрасов, 1988, 1991) эксперимент расчет lg C As H 2 AuAsS 3 H 2 AuS 3 гидросульфиды Рассчитанные процентные доли комплексов золота в растворе при 200 о С буфер «Fe – Fe 3 O 4 » 200 о С, Р=300бар

ЗАКЛЮЧЕНИЕ арсенопирит выделяется при взаимодействии сульфоарсе- нидного раствора с пиритизированным субстратом ранней рудной стадии в проницаемых участках как новообразование с замещением FeS 2 на поверхности раздела фаз в парагенезисе с элементарным мышьяком, магнетитом или леллингитом в зависимости от рН и температуры; мышьяковистый пирит появляется в переходной зоне или за счет ограничения фильтрации сульфоарсенидного раствора; при уменьшении температуры ему сопутствуют сульфиды мышьяка; снижение температуры имеет следствием сепарацию в сульфоарсенидном растворе: концентрация мышьяка в нем увеличивается, а железа – снижается; в рудном растворе между участками с арсенопиритом и пиритом повышение окислительно-восстановительного потенциала на 0.5 В формирует геохимический барьер для осаждения растворенного золота; в сульфоарсенидных растворах золото переносится в форме сернисто-мышьяковистых, сульфоарсенидных комплексов, среди которых преобладает комплекс H 2 AuAsS 3 0

Обогатительная фабрика ЗАО «Голец Высочайший»