Создание новых технологий обогащения алмазных руд необходимо для повышения уровня извлечения камней, предотвращения их разрушения при дроблении, а также для сокращения капитальных и операционных издержек алмазодобывающих компаний.
В последние годы все более широкое распространение получает технология обогащения алмазоносных руд норвежской фирмы TOMRA, основанная на рентгено-абсорбционном методе обнаружения алмазов. Компания выпускает рентгенографические (трансмиссионные) сепараторы COM Tertiary XRT, которые постепенно заменяют установки для обогащения в тяжелых средах и рентгенолюминесцентные сепараторы. В сепараторах COM Tertiary XRT применяются электрические рентгеновские трубки и высокочувствительные инновационные рентгеновские камеры с сенсорной технологией DUOLINE, позволяющей использовать две независимые сенсорные линии с различной спектральной чувствительностью. Передаваемые этой камерой данные обрабатываются с помощью запатентованного высокоскоростного процессора TOMRA Sorting, который способен идентифицировать атомную плотность материала независимо от его толщины. Таким образом, данная технология позволяет обнаруживать все типы алмазов, в том числе покрытые оболочкой, слаболюминесцирующие и алмазы типа II (практически не содержащие примесей). Кроме того, существенно повышается диапазон крупности извлекаемых алмазов — с 25-30 мм до 60 мм и более. На выходе получается высококачественный концентрат, который не нужно дополнительно обрабатывать перед ручной сортировкой, что значительно сокращает операционные затраты. При этом сепараторы TOMRA отличаются низким уровнем энергопотребления и расхода воды.
Одной из первых компаний, внедривших оборудование TOMRA в свой технологический цикл, стала канадская Lucara Diamond Corp. В начале 2015 г. Lucara установила шесть новых сепараторов мощностью 150 т/час на своем руднике Карове (Karowe) в Ботсване и успех не заставил себя долго ждать — уже в ноябре компания извлекла алмаз массой 1109 кар — второй по величине (после Куллинана) за всю историю алмазодобычи. Вслед за Lucara Diamond сепараторы TOMRA начали применять и другие алмазодобывающие компании, например, австралийские Lucapa Diamond Company Ltd и Merlin Diamonds Limited. Российские алмазодобытчики тоже не остались в стороне — в конце 2017 г. сепаратор TOMRA был установлен компанией ПАО АК «АЛРОСА» на фабрике №14 Айхальского ГОКа в Республике Саха (Якутия) для проведения технологических испытаний, а в октябре 2018 г. установку приобрела и начала использовать в промышленных масштабах компания АО «АГД ДАЙМОНДС», эксплуатирующая трубку имени В. Гриба в Архангельской области.
Рентгено-абсорбционный метод был взят на вооружение другими технологическими предприятиями. Так, компания DebTech (подразделение De Beers) разработала сортировочный комплекс XRT Coarse Concentrator Plus (CC+) и в конце 2018 г. внедрила его на одном из крупнейших мировых алмазных рудников — Жваненг (Jwaneng) в Ботсване.
Над созданием рентгенографических сепараторов параллельно с TOMRA работал и инновационный центр «Буревестник» (подразделение группы АЛРОСА). К 2014 г. центром были разработаны рентгенографические сепараторы РГС-1М и РГС-2, которые также внедрялись на предприятия АЛРОСА.
Для решения проблемы с извлечением слаболюминесцирующих алмазов российский институт «Иргиредмет» разработал метод трибоэлектрической сепарации, основанный на возникновении электрических зарядов при трении. В результате испытаний трибоэлектрического сепаратора в лабораторных и промышленных условиях, установлена перспективность его применения в схемах сухой доводки алмазосодержащих концентратов. Изготовлением трибоэлектрических сепараторов (типа ЭБС-Т) занимается украинская научно-производственная фирма «Продэкология», однако более массовое применение они нашли в другой сфере — переработке полимеров, электроотходов и кабеля.
ПАО «Севералмаз» (входит в группу АЛРОСА) на Ломоносовском ГОКе в Архангельской области в 2015 г. проводила испытания опытной установки на основе метода быстрых нейтронов, разработанной ООО «Диамант» по заказу ПАО «АК АЛРОСА». Установка позволяет обнаружить алмаз в кимберлитовой породе без ее разрушения. По результатам испытаний была определена оптимальная производительность установки — 102 кг/час, извлечение алмазов составило 97%. Дальнейшие планы ООО «Диамант» включали разработку промышленного сепаратора по методу быстрых нейтронов с производительностью до 30 т/час.
Британская алмазодобывающая компания Gem Diamonds, также озадаченная проблемой разрушения алмазов при извлечении из руд, разработала и испытала методику немеханического дробления на основе электроэнергии. В 2019 г. компания планирует протестировать эту методику на хвостах обогащения рудника Летсенг (Letseng) в Ботсване.
Среди новшеств в технологиях первичного обогащения алмазосодержащих руд, следует выделить установку сухого (пневматического) обогащения Сепаир, разработанную новосибирской компанией «Гормашэкспорт». Тестирование установки в 2011 г. проводила ПАО «АК АЛРОСА» на бедных забалансовых рудах трубки Сытыканская в Республике Саха (Якутия). Одним из главных преимуществ данной технологии является возможность работы при экстремально низких температурах (до - 50º), что особенно актуально для сурового климата Якутии.
Для переработки руд небольших коренных месторождений алмазов, а также аллювиальных россыпей, в том числе при детальной разведке, применяются модульные обогатительные комплексы. В России такие комплексы производит ЗАО «Научно-производственная компания «Технологии, Оборудование и Комплектация»» (г. Санкт-Петербург). Модульное оборудование представлено щековыми дробилками, грохотами (скрубберами), установками тяжелосредной сепарации, рентгеновскими установками. Установки могут использоваться как по-отдельности, так и в обогатительных комплексах. К примеру, обогатительный комплекс ОК-Комплект-4, состоящий из трех модульных установок: по обогащению валовых кимберлитовых проб, обогащению керновых кимберлитовых, валовых и мелкообъемных аллювиальных проб и по доводке концентратов обогащения, имеет производительность до 4 т/час. Основные преимущества модульных обогатительных комплексов включают: возможность перевозки оборудования обычным грузовым транспортом; возможность установки на необорудованных открытых площадках вблизи горных выработок и низкое энергопотребление.
Производством подобных модульных систем за рубежом занимается ирландская компания CDE Global, которая предлагает установку оборудования «под ключ» в соответствии с требованиями добывающих и геологоразведочных компаний.
В целом уровень развития технологий обогащения алмазосодержащих руд в России и за рубежом примерно одинаков. При этом основным драйвером технологического прогресса в области переработки руд и извлечения алмазов в стране является, несомненно, ПАО АК «АЛРОСА» — лидер отечественной алмазодобычи.
Анастасия Смольникова, главный специалист сектора металлических ТПИ отдела мониторинга МСБ ТПИ и недропользования ФГБУ «ВИМС»
