Orogenic gold ore sorting assessment based on geological and mineralogical features

Yksi kolmasosa maailman kullasta tuotetaan orogeenisistä kultamalmiesiintymistä. Suurin osa orogeenisistä kultamalmeista sisältää huomattavia määriä sivukiveä, jonka prosessointi on kallista. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida orogeenisten juonikultamalmien sensoripohjaista lajittelupotentiaalia (Sensor-Based Sorting). Jokisivu on Dragon Mining:n Oy:n omistama orogeeninen kultamalmiesiintymä. Esiintymän isäntäkivenä on koostumukseltaan dioriitista gabroon vaihteleva intruusio, joka sijaitsee Hämeen vyöhykkeellä lähellä Pirkanmaan vyöhykettä. Hämeen vyöhykkeelle tyypillisiä kiviä ovat metamorfoituneet sedimentti- ja magmakivet. Tyypillisesti paksuudeltaan muutamasta senttimetristä muutamaan metriin oleva deformoitunut ja budinoitunut kvartsijuonivyöhyke rajoittuu länsi-luode – itä-kaakko ja länsi-lounas – itä-koillis -suuntaiseen hiertovyöhykkeeseen. Paksuudeltaan vaihtelevat pegmatiitti juonet ovat kontaktissa hiertovyöhykkeen kanssa. Tilastollinen timanttikairasydänaineiston tarkastelu osoitti, että kulta korreloi kvartsijuonien kanssa. Timanttikairasydämissä havaittiin selkeä terävä kontakti vaaleiden kultapitoisten kvartsijuonien ja mustan sivukiven välillä. Tutkimusnäytteiksi kerättiin kaksi bulkkinäytettä: 18 tonnin marginaalisen kultapitoisuuden näyte Arpolan malmiosta ja 29 tonnin näyte Kujankallion malmiosta. Bulkkinäytteet murskattiin leuka-murskaimella ja seulonta tuotti noin 50/50 suhteessa karkeaa ja hienojakoista materiaalia. Sensoripohjaisen lajittelun tutkimusnäytteiksi kerättiin yli 1,5 tonnia seulan ylitettä (> 30 mm). Lisäksi seulan alitetta kerättiin noin 900 kg sekundäärisen lajittelun tutkimiseen. Lajittelutestit tehtiin Tomran PRO (Processing) sarjan optisella lajittimella Saksassa. Kone erottelee syötetyn materiaalivirran malmiksi ja sivukiveksi kivien värieron perusteella. Alle kaksi prosenttia valkoisia pikseleitä sisältävät sivukivet lajiteltiin jätteeksi. Vastaavasti testattiin viiden prosentin kynnysarvoa. Arpolan tutkimusnäytteestä erotettiin 41 – 61 painoprosenttia sivukiveä jätteeksi ja kullan saantiprosentti oli 96 – 93 % testatuilla kynnysarvoilla. Lisäksi Arpolan tuotteen kultapitoisuus nousi syötteen 5,1 ppm:sta 8,2 – 12,0 ppm:n. Kujankallion tutkimusnäytteestä erotettiin 15 – 31 p-%:a sivukiveä ja kullan saantiprosentti oli 97 – 92 %. Kultapitoisuus nousi syötteen 7,2:sta 8,2 – 9,6 ppm:n. Lisäksi sivukiven mukana poistui haitallisia mineraaleja, kuten arseeni- ja magneettikiisua, jolloin tuotteiden laatu parani oleellisesti. Testitulosten arviointi tehtiin käsin lajittelemalla koneellisen erottelun tuotteet kivien nousevan kvartsi-juonipitoisuuden, kivilajin ja erilaisten lajiteltavuuteen vaikuttavien piirteiden perusteella. Käsinlajittelun perusteella havaittiin, että koneellinen optinen erottelu on herkkä ja säädettävissä heikosti havaittaville materiaaliominaisuuksille. Muuttumaton ja muuttunut dioriittinen sivukivi saatiin jaettua helposti koneen syötteestä erilleen. Arpolan sivukivijakeen kultapitoisuus oli matala (0,5 – 0,6 ppm) ja Kujankallion hieman korkeampi (0,8 – 1,7 ppm). Sensoripohjaisen esilajittelun taloudellinen tarkastelu osoittautui haasteelliseksi. Käyttöönotto vaikuttaisi lähes kaikkeen kaivostoiminnasta rikastushiekan käsittelyyn. Raakkulaimennuksen vähennyksellä on suurimmat taloudelliset vaikutukset, koska se vähentää mm. jauhamis-, kuljetus- ja rikastusjätteen käsittelykustannuksia. Tärkeämpi vaikutus on rikastamon kapasiteetin vapautuminen, jonka sensoripohjainen lajittelu mahdollistaa. Näiden lisäksi lajittelu mahdollistaa rikastuslaitoksen malmisyötteen pitoisuuden nousun ja tasaisemman laadun vaikuttaen lukuisiin ympäristöasioihin ja vähentäen kemikaalien sekä veden käyttöä. Sensoripohjainen lajittelu soveltuu erityisen hyvin marginaali- ja matalapitoisille orogeenisille kultamalmeille, joissa malmin ja sivukiven kontakti on terävä sekä havaittavissa. Tulokset osoittavat että tietyt matalapitoiset esiintymät, jotka eivät ole perinteisin menetelmin taloudellisia, voidaan hyödyntää sensoripohjaisen lajittelulla. Toiminnassa oleville kaivoksille (Brownfield) sensoripohjainen lajittelu voi mahdollistaa marginaalisten mineraalivarantojen tarkemman hyödyntämisen. Uudet kaivosprojektit (Greenfield) voivat hyötyä pienemmistä investointikustannuksia ja ajansäästöstä. Taloudelliset hyödyt ovat aina tapauskohtaisia.