OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX. Pyhäsalmen kaivos. Aulis Hzkli Geologisen laboratorion pää1 likkö

Transkriptio

1 9 0 K MALMINETSINTX Tilaaja Tekijä Pyhäsalmen kaivos Esko ~annknen Aulis Hzkli Geologisen laboratorion pää1 likkö

2 Q 0 K MALMINETSINTX LISAVALAISTUSTA PYHASALMEN MALMIN JALOMETALLIEN MINERALOGIAAN JA RIKASTUSONGELMI IN - JOHDANTO Havainnot Pyhäsalmen malmin jalometallien kantajamineraaleista ovat pääasiallisesti keskittyneet malmissa ja malmin ulkopuolella esiintyviin lyijyhohdesulfosuolarikkaisiin mineralisaatiotyyppeihin. Nämä ovat tunnetusti kulta- ja hopearikkaista, joten ovat jalometallimineraalit olleet suhteellisen helposti mineralogien saalistettavissa.. - Kullankantajana on tavattu ainoastaan nat i ivi kulta, joka on yleensä hopeapitoinen (elektrum). Hopeamineraaleina on tavattu natiivi hopea, hessiitti Ag2Te, falertsi ( CU,A~,Z~,F~)~~(AS,S~)&~, josta ryhmästä tennantiitti ei sisällä sanottavammin hopeaa (mitattu maksimipitoisuus alle 1 $), kun taas tetrahedriitti voi sisältää jopa 35 $ hopeaa, joskin huomattavasti Ag-köyhemmät tetrahedriitit lienevät vallitsevia. Satunnaisesti on tavattu myös andoriittia AgPbSb S.Jossain määrin merkittävä hopean kantaja 3 6' on edellisten lisäksi lyijyhohde PbS, jonka maksimi Ag-pitoisuudeksi on sulfosuolarikkaassa miljöössä saatu n. 0,5 $. Varsinaisesta massiivisesta pyriitti-sinkkivälkekuparikiisumalmista on havainto ja julkisuuteen tihkunut hyvin vähän. Kun kaivoksen vuotuisesti tuottamat n. 200 kg kultaa ja kg hopeaa ovat kuitenkin pääosaltaan tästä malmityypistä peräisin, ja toisaalta esiintyy jalometallien rikastamisessa saantien suhteen ongelmia, esitettiin syksyllä 1982 kaivoksen toimesta OKMEn laboratoriolle pyyntö tutkimuksen kaynnistämiseksi lähinnä koskien malmin hopeamineralogiaa.

3 9 0 K MALMINETSINTX TULOKSET 4- ~upf Porissa tehtyjen tarkkojen hivenaineanalyysien perusteella oli pääteltävissä (näistä raportti myöhemmin), eivät malmin sisältämät lyijyhohde-sulfosulkeumat pysty selittämään jalometallien esiintymisestä kuin murto-osan. Esimerkiksi falertsin ja hessiitin määrät ovat kokonaishopeamäärää ajatellen telluuri- ja antimonianalyysien perusteella niin pienet, että selitystä oli haettava jostain muualta. Katseet kääntyivät kuparikiisun kidehilassa kuparia ja/tai rautaa korvaavana mahdollisesti olevan hopean määrään. Keskustelussa (JJR-EH ) sovittiin OKMEn laboratoriossa suoritettavasta kokeesta, jossa pyrittäisiin magneettisesti separoiden tekemään mahdollisimman puhdas kuparikiisufraktio kaivoksen kuparirikasteesta ja analysoimaan tama. Kokeen sivutuotteina saatujen fraktioiden yllättavienkin jalometallipitoisuuksien inspiroimana rönsyili aiheesta edelleen koesarja, jonka tulokset tama raportti esittelee. Näyt teet (kuukausi-, vuosi- ja vuorokausinäyt teitä syötteestä, kuparirikasteesta, jätteestä, SRR:stä ja baryyttipiirin jätteestä) separoitiin useampaan eri magneettiseen ja epämagneettiseen frakt ioon FRANZkuivamagneett isella erottimella. Tuotteet analysoitiin AAS:llä.HNO -1iuotuksesta (Cu, Zn, Pb, Fe, Ag) ja kulta 3 kuningasvesiliuotuksesta dibutylsulfidiekstrahoinnin jälkeen. Rtkki on määritetty polttaen Lecolla. Kuparirikaste Rikaste jaettiin magneettisten ominaisuuksien perusteella seitsemään eri fraktioon. Näiden kemialliset koostumukset ja jalometallien saannit on esitetty taulukossa 1.

4 Q 0 K MALMINETSINT~ Separointi on suoritettu siten, että ensin on otettu heikoimmalla magneetilla fraktio ja tämän jälkeen vahvamagneettisesti kenttävoimakkuutta asteittain nostaen edellisen jätteestä fraktiot 2-6. Fraktio 7 on erotuksen 6 epämagneettinen jäte. Analyysituloksista voidaan tehdä seuraavia paatelmiä: - Lahes puhdas kuparikiisu (frakt iot 4-6) si- sältää hopeaa g/t eikä fraktiossa ole havaittu mikroskooppitutkimuksessa kuin aivan satunnaisesti varsinaisia hopeamineraale jg" (falertsi), joten kuparikiisun kidehilassaan pitämän hopean'pitoisuudeksi voidaan arvioida keskimäärin 200 g/t. Laskemalla em. pitoisuuden perusteella kuparikiisun sisältämän hopean osuus totaalihopeasta kuparirikasteesta saadaan täksi n Korkeimmat Ag-pitoisuudet ovat fraktioissa 2 ja 1 (517 ja 372 g/t), jotka ovat kuparikiisua, magneettikiisua ja Fe-rikkaita silikaatteja sisältäviä sekaraefraktioita. Hopea näytt'ää rikastuvan kuparikiisun yhteydessä esiintyvään magneettikiisuun ja mahd. amfiboliin. - Epämagneettinen fraktio sisältää vähiten hopeaa (199 g/t). Fraktiossa ovat vapaat varsinaiset Ag-mineraalit (met. Ag, hessiitti, tetrahedriitti, ym. mukaanlukien myös lyijyhohde), joiden osuus totaalihopeasta jaa hyvin alhaiseksi, 6,6 $ kyseisessä fraktiossa +0,074 um - 0,149. Hienommassa materiaalissa lienee osuus suurempi.

5 Q 0 K MALMINETSINT~ Puhdas kuparikiisu sisältää suhteellisen vähän kultaa (1,48-2,02 g/t), osuus totaalikullasta on n. 15 $, mikä voidaan arvioida kuparikiisun hilassa ja/tai sulkeumina esiintyväksi. Kuparikiisu-magneettikiisu- ja kuparikiisurautasilikaattisekarakeet sisältävät runsaasti kultaa (8,36-61,17 g/t). Tämä kattaa noin puolet rikasteen totaalikullasta. Epämagneettisessa fraktiossa olevan vapaan kullan osuus on hieman yli 40 kokonaispi: toisuudesta, hienommissa frakt ioissa mahdollisesti suurempi. Lähes puhtaan kuparikiisun osuus rikasteesta on , joten sekaraefraktioiden osuus on pieni. Syöte Syötenäyte toukokuu/82 separoitiin magneettisesti samalla menetelmällä kuin kuparirikastekin. Analyysit on esitetty taulukossa 2. - Fraktio 1 on magneettikiisufraktio (+magne- tiitti), jonka Ag-pitoisuus on korkea: 52 g/t ja kultakin on melkoisesti rikastunut fraktioon verrattuna näytteen totaalikultaan. Syötteen magneettikiisupitoisuus lienee n $ 0 Fraktio 2 koostuu Fe-pitoisista silikaateista, ilmeisesti lähinnä amfiboleista ja edellisten kanssa sekarakeina esiintyvistä sulfideista. Jalometallipitoisuudet seka saannit fraktioon ovat korkeat. Näille löytynee selitys viimeaikaisista mikroskooppihavainnoista, joiden

6 9 0 K MALMINETSINT~ mukaan metallinen kulta ja hopea voivat esiintyä pieninä sulkeumina silikaateissa, useimmiten juuri amfibolissa. Välittömässä läheisyydessä on usein kuparikiisua. - Fraktio 3 on "Zn-esirikaste", jossa on run- saasti Fe-pitolsia silikaatteja (amfiboli, kiille, ym.). Jalometallit ovat edelleen rikastuneet fraktioon. - Fraktio 4 on taas Cu-esirikaste, jossa on n. 50 $ kuparikiisua. Kun Ag-pitoisuus on 96,9 g/t voidaan päätellä, että aiemmin ilmoitettu kuparikiisun hopeapitoisuus 200 g/t voi hyvinkin pitää paikkaansa. - Praktio 5 koostuu pyriitistä, Fe-köyhistä si- likaateista, karbonaateista, baryytista, ym. Prakt iossa tulisi olla myös vapaaksi jauhautuneet jalometallimineraalit. Pitoisuudet ovat alhaiset. Saanteja tarkasteltaessa huomataan, että vapaita Ag-mineraaleja on suhteellisen vähän (saanti on 25,7 $), kun taas vapaan kullan määrä on suuri (saanti 63,9 $), josta osa lienee kuitenkin Pe-köyhien silikaattien sulke umi na. Kokeiden tulosten perusteella on pyritty "nappituntumallatf arvioimaan jauhetun syötteen kulta- ja hopeamineraalien sitoutumista eri mineraaliseuralaiaiin pyrkien huomioimaan, että kokeissa ei ole voitu käsitellä hienoimpia Zraktioita, jotka ilmeisesti antaisivat joiltdcin osin tämän tutkimuksen tuloksista poikkeavan tuloksen. Apuna arvioinnissa on käytetty myös toimivan prosessin tuloksia. Yhteenveto arvioista on esitetty taulukoissa 3 ja 4.

7 Q 0 K MALMINETSINTE Jäte Jatealueelle joutuvista materiaaleista tutkittiin näytteet ns. ri-kkiriperikasteesta, joka tehdään baryyttipiiriin menevän materiaalin puhdistamiseksi sulfideista, seka karkea fraktio baryyttipiirin jatteestä. Menetelmä oli sama kuin aiemmin esitetyissä separointikokeissa. - - Rikkiriperikaste Analyysitulokset kahden karkeimman fraktion osalta on esitetty taulukossa C. - Karkein fraktio (+0,149 mm) on kokonaispitoi- suuks iltaan suhte ellisen arvometalli rikas (Cu 0,623 $, Zn 0,60 $, Ag 12,9 g/t, Au 1,oo g/t>. - Magneettikiisurikaste edellisesta, jota saatiin 2,7 $, rikastuu voimakkaasti arvometalleista, joten kuparikiisua, sinkkivalketta, kultaa ja hopeamineraaleja on tuotteessa sekarakeina magneettikiisun kanssa. - "Amfiboli-sulfidi" sekaraefraktio rikastuu myös arvometalleista, kullan suhteen pitoisuus on jopa suurempi kuin magneettikiisufraktiossa. - Seulafraktiossa +0,074-0,149 vallitsee sama rikastumistrendi arvometallien suhteen magneettisiin tuotteisiin kuin karkeimmassa fraktiossa. Pitoisuudet jaävat kuitenkin selvästi pienemmiksi kultaa luki~unottamatta. Sekarakeiiuusaste on 1uonnollisiJta syistä alhaisempi.

8 Q 0 K MALMINETSINTX Seulafraktiosta +0,037-0,074 tehtiin magneettikiisurikaste. Tässä jäivät arvometallipitoisuudet alhaisiksi (Cu $, Zn 0.131, Ag 4 g/t, Au 0.52 g/t, joten kyseisellä raekokoalueella on magneettikiisu jo suhteellisen puhdasta. suuntaa-antavana voidaan mainita myös tulos kokeesta, jossa kahdelle karkeimmalle magneettikiisufraktiolle suoritettiin lisäjauhatus (raekokojakaumaa ei mitattu) ja suoritettiin saadulle hienolle materiaalille heikkomagneettinen erotus. Tuotteiden pitoisuudet olivat seuraavat : kgneettikiisurikaste O 0.60 Qämagn. fraktio CO Koe osoittaa, että karkeaan magneettikiisuun liittyvistä arvomineraaleista on lisäjauhatuksella erotettavissa osa erilleen. Baryytt ipiirin jäte Jatealueelle menevästä silikaattisesta tuotteesta tehtiin vahvamagneettinen erotus sen karkeimmasta fraktiosta mm, jonka osuus koko tuotteesta oli 36.2 $. Analyysitulokset ovat taulukossa 6. - Vahvamagneettiseen rikasteeseen ( amfibolit, kiilteet, granaatit, ym.) saatiin 20 $ materiaalista. Arvometallien suhteen rikastuminen oli voimakasta ja saannitkin kohtalaisia.

9 YHTEENVETO.. Edellä esitetty koesarja on monilta osiltaan puutteellinen, eikä tulosten perusteella voi tehdä kvantitatiivisia päätelmiä kaivoksen jalometallimineralogiasta. Joitakin selviä trende ja on kuitenkin saatu näkyviin, joten on syytä tähdentää seuraavia esiintulleita seikkoja. - Malmin tärkeimmät hopean kantajat voidaan jakaa seuraaviin neljään ryhmään: 1 Kuparikiisu, joka sisältää kidehilassaan hopeaa (n. 200 g/t) ja kantaa myös sulkeumina muassaan hopeamineraaleja, ilmeisesti lähinnä metallista hopeaa. Lyijyrikkaammissa osueissa esiintyvat hopeamineraalit, kuten hessiitti, argentian tetrahedriitti, andoriitti, mahdolliset muut Agsulfosuolat ja hopeapitoinen lyijyhohde. Kuparikiisussa sulkeumina esiintyvä magneettikiisu, joka sisaltaa paikoitelleen runsaastikin natiivia hopeaa pieninä sulkeumina. Silikaateissa sulkeumina esiintyvät hopeamineraalit, joista ei ole kuin satunnaisia nikroskooppihavaintoja. Separointikokeiden perusteella em. mineraalit suosivat voimakkaasti Fe-rikkaita silikaatteja. Ryhmien 1 ja 2 hopeamineraali t päatynevat paäosaltaan kuparirikasteeseen. Näin myös osa magneettikiisun ja silikaattien sisältämästä hopeasta. "Väärälle puolelle" kivessä joutuneet Ag-mineraalit sijainnevat hyvin 1ähella kuparikiisua, joten osa niistä joutuu jauhatuksessa kuparikiisu-magneettikiisu- tai kuparikiisusilikaattisekarakeisiin.

10 Q 0 K MALMINETSINTX - Malmin kullasta arviolta noin puolet esiintyy siten, että se jauhautuu omiksi rakeiksiin. Separointitulokset viittaavat siihen, että suhteellisen karkeaakin kultaa esiintyy. Mikroskooppihavaintoja ei ole muualta kuin lyijyhohde-sulfosuolarikkaista osueista, mutta nämä eivät voi ilmeisesti olla ainoat "saatavan" kullan kantajat. - Kultaa ei esiinny sanottavassa määrin jauhetussa malmissa kuparikiisun eikä muidenkaan sulfidien yhteydessä. Sen sijaan näyttää siltä, että silikaatit ovat hyvinkin merkittäviä kullankantajia. Näistä Pe-rikkaat silikaatit ovat Pe-köyhiä dhuomattavast i Au-rikkaampia. Vähäisten mikroskooppihavaintojen perusteella esiintyy tällöin kulta hyvin hienoina sulkeumina kuparikiisun välittömässä läheisyydessä. JATTEESEEN MENEVIEN ARVOMETALLIEN PELASTAMISMARDOLLISUUKSISTA Suoritetut kokeet antavat viitteitä siitä, että jatteeseen meneviä arvometalleja saadaan tietyin magneettisic menetelmin uudelleen "esirikastetuksil'. Ekonomisia hyödyntämismahdollisuuksia ajatellen tulee esiin seuraavia vaihtoehtoja, joita saattaisi olla aiheellista tutkia laajempi-mi'ttakaavaisin kokein. Rikkiriperikasteen karkeimpien fraktioiden arvometallipi.toisuudet ovat jokseenkin korkeat. Olisiko aiheellista palauttaa luokitettu karkea fraktio välijauhatuksen kautta takaisin kuparipiiriin? Saantien paraneminen olisi ilmeistä niin kuparin, sinkin, pyriitin kuin jalometallienkin suhteen. Jätteeseen joutuisi tätä tietä vain hieno pyriittivaltainen aines. Menetelmällä saattaisi myös saada MpienennetyksiH kuparin ja sinkin saantivaihtelut eri malmityyppien välillä (esim. pyriittimalmeissa esiintyvä hankala kuparikiisu ja sinkkivalke saataisiin osittain pelastetuksi).

11 Q OUTOKUMPU Oy 0 K MALMINETSINTX Mikäli vastaus edelliseen kysymykseen on kielteinen ( jauhatuskapasiteetti, -kustannukset), on tuotteen karkeammasta osasta vahvamagneettisesti esirikastettavissa massaltaan pieni maara tuotetta, jonka jalometallipitoisuudet ovat malmiin verrattuna noin kolminkertaiset ja kupari- seka sinkkipitoisuudetkin huomattavat. Jos tämä lisajauhettaisiin ja palautettaisiin kuparipiiriin, saatettaisiin arvometalleista saada vielä jotakin' lisää talteen. Baryyttipiirin jatteesta on vahvamagneettisen erotuksen avulla saatavissa massaltaan suhteellisen pieni tuote, johon jalometallit, kuten myös kupari ja sinkki ovat voimakkaasti rikastuneet. Olisiko syytä tutkia, vieläkö tähän valijauhettuna tepsisivat vaahdotukselliset konstit? Toinen mahdollisuus olisi jalometallien talteenottamiseksi syanidiprosessi. Ehkäpä utopistisenakin tulee mieleen ajatus kuparipiirin ohittaneen, jalometalleja kantavan magneettikiisun heikkomagneettinen erotus ennen sinkkipiiria. Jalometalleja voisi magneettikiisusta sitten "kalastaa" luokittamalla hieno magneettikiisu jatealueelle, lisä jauhamalla karkea ja palauttamalla näin saatu tuote kuparipiiriin. Samalla poistuisi sinkkipiirissä ilmeisesti ajoittain esiintyvä magneettikiisuongelma. Lisähyötyna olisi sinkkirikasteen sinkkipitoisuuden nousu ja rautapitoisuuden lasku. Mielenkiintoinen tutkimusaihe kaiken kaikkiaan olisi, kuinka paljon magneett ikiisu kantaa sinkki- ja rikkirikasteiden jalometalleista, ja onko naista jollakin keinoin jotakin pelastettavissa? - '-_t ~ 3 I s Esko Hanninen JAKELU OKP/J Reino 5 kpl OKME/P Hautala, E Hanninen, arkisto

12 Taulukko 1. Magneettisesti separoitujen fraktioiden analyysit OKP/CUR/~/~~ mm ~ht ' > 1. Magneettikiiisu-kuparikiisusekaraefraktio,"heikko rnagn. erotus 2. Kuparikiisu-rnagneettikiisu-Fe-cilikaattisekaraefraktio, 1. vahvamagn. erotus 3. Kuparikiisu-sinkkivalkesekaraefraktio, 2. vahvamagn. erotus 4. Kuparikiisu 1, sinkkivalkettki hieman sekarakeina, 3. vahvamagn. erotus 5. Kuparikiisu 2, miltei puhdas, 4. vahvamagn. erotus 6. Kuparikiisu 3, miltei puhdas, 5. vahvamagn. erotus 7. Pyriittitkuparikiisu-silikaattifraktio, epämagneettinen

13 Taulukko 2. Magneettisesti separoitu jen. fraktioiden analyysit 0~~/~yöte/5/ rnrn Cu(% zn (73 Fe(% s(% Ag ( dt) Au ( dt) R ~ u R Ag R ~ u ~ht Mameettikiisufraktio, heikkomagn. erotus 2.. Amfiboli-magneettikiisufraktio, vahva magn. erotus 1 3. Sinkkivalke-amfiboli-kiillefraktio, vahvamagn. erotus 2 4..'Kuparikiisu-silikaatti-pyriittifraktio, vahvamagn. erotus 3 5. Pyriitti-silikaattifraktio, epbagn. jäte

14 Taulukko 3. Hopean esiintymistapja syötteessa seka arvioita pitoisuuksista ja osuuksista totaalihopeasta. Eciintymistapa Pitoisuus (%) osutls-ag:s.$a. (8) Ag CUK:n kidehilassa Ag-suikemt CUK:ssa Sulfosuolasuikemt CUK:ssa vapaa ~g 100 ) Vapaat sulfosuolat Ag Pi3H:n kidehilassa Ag-suikemt Pi3H: ssa Sulfosuolasuikemt Pi3H:ssa Ag-sdkemt E'EK: ssa FEX-CUK-sekarakeet Ag ZNS:n kidehilassa Ag-suikemt ZNC:ssa ZNS-CUK-sekarakeet Ag-sulkemt Fe-rikkaissa silikaateissa Ag-suikeurnat Fe-köyhissa silikaateissa ' 15-20

15 TauldAo 4. Arvio kullan esiintymistavoista syötteessa Esiintymistapa Osuus tot. Au: sta (%) Kuparikiisussa C 5 Phcpeettikiisussa 4 5 Sinkkivalkkeessa c 5 Pyriitissä Fe-pitoisissa silikaateissa Fe-köyhissa silikaateissa

16 Taulukko 5. MAGNEETTINEN SEPAROINTIKOE TUOTTEELLA OKP/SRR/ /+0.149mm lq, 8 *L Magneetti ki i suri kaste "Amfiboli-su1fidi"sekaraerikaste Jäte Yhteensä Magneettikiisurikaste "Amfiboli-sulfidiHsekaraerikaste Jäte Y hteensä

17