www intellection com au 15 февраля 2006 г

www. intellection. com. au 15 февраля 2006 г. Intellection означает: “процесс мышления и понимания” Знакомство с фирмой Intellection и системой QEMSCAN

Разрешите представить: Mr Rick Russ Dr Alan R Butcher Г-н Ульрик Расс Др. Алан Батчер Коммерческий директор Управляющий по технологическим решениям

Опыт работы: Г-н Ульрик Расс • более чем 30 –ти летний опыт работы в сфере производства промышленного и научно-аналитического оборудования • В компании Intellection с 2005 г. Др. Алан Батчер • Работает с системой QEMSCAN с 1998; • Один из основателей Intellection в 1993; • Более 25 лет работы в данной сфере; • Докторская степень в области изучения расслоенных мафических интрузий; • Специалист в технологии минералогии – металлы платиновой группы и Ni в следующих компаниях: • Bushveld, South Africa • Sudbury, Canada • Great Dyke, Zimbabwe • Stillwater, USA • Lac des Isles, Canada • Panton Sill (Australia) • Scottish Hebrides (co-discoverer)

Краткая история… Используемая технология была разработана более 25 лет назад Технология прошла многократную проверку на предприятиях, специализирующихся на металлах платиновой группы (PGM) и никеле

Где используется QEMSCAN ? TM Корпоративные технологические центры Anglo Research x 4 Phelps Dodge x 4 Falconbridge x 2 Rio Tinto x 2 BHP Billiton x 2 CVRD IMPRC Месторождения Intellection x 3 Cerro Verde Сервисные центры SGS x 3 MINTEK IMPALA Platinum (MINTEK) Университеты Camborne School of Mines 27 систем Правительственные центры 7 сложных систем CSIRO

Общее описание Система QEMSCAN™ - это полностью автоматическая, не разрушающая, ® основанная на QEM*SEM - технологии аналитическая система, которая позволяем получать быстрые, статистически надежные и проверяемые минералогические, петрографические и металлургические данные на практически любых неорганических(и некоторых органических) материалах. Горная промышленность, Контроль за окружающей средой, Нефтегазовая промышленность, Угольная промышленность и Криминалистика

Терминология Оборудование Технология Производитель Intellection QEM*SEM® Intellection Pty Ltd в пер. с английского – мышление/познание Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy Количественный Анализ Минералов (методами) Сканирующей Электронной Микроскопии QEMSCANTM Carl Zeiss Electron Microscopy Ltd & CSIRO (Commonwealth of Scientifics and Industry Research Organisations)

Что такое система QEMSCAN ? TM “QEMSCANTM идентифицирует минералы или фазы, присутствующие в каждой анализируемой точке, используя данные EDS (характеристическое рентгеновское излучение) и BSE (данные о характеристических потерях, отображаемые детектором отраженных электронов – Z-контраст). Оборудование Использует базу серии РЭМ Zeiss EVO 50 Использует до 4 энергодисперсионных спектрометров, оптимизированных для расчета легких элементов Технология Основана на автоматизированной система анализа изображения; Для химического анализа использует отраженные электроны (BSE) и характеристическое рентгеновское излучение (EDS) Результат Создание цифровых изображений, идентификация минералов в режиме on-line и off-line, благодаря использованию QEM*SEM® технологии и программного обеспечения i. Explorer.

Где используется система QEMSCANTM? Процессы интеграции и оптимизации QEMSCAN • Аудит производства • Коррекция ошибок • Тестовые испытания в пилотных проектах RF ID Tags • Идентификация рудного сырья • Оптимизация производства QEMSCAN Схема любезно предоставлена фирмой Metso Minerals

Наше развитие 1970 -е годы Идея QEM*SEM обязана ® рождением Исследовательскому проекту CSIRO

Наше развитие 1980 -е годы Горная промышленность 1985 поставка первой системы

Наше развитие 1990 -е годы Угольная промышленность 1997 Поставка первого QEMSCANTM

Наше развитие 2000 Нефтегазовая промышленность Разработка новых приложений

Наше развитие 2000 - 2002 Контроль за окружающей средой Разработка новых прикладных решений

Наше развитие 2003 - 2005 Криминалистика Рождение Intellection

Наше будущее 2006 - Массовый рынок

Intellection Pty Ltd Главный офис в г. Брисбэйн /Австралия/ Более 30 сотрудников, компания продолжает расширение … Высокий уровень подготовки Стратегические альянсы SGS Struers Максимальная поддержка заказчиков Гарантированный успех на любом этапе Законченное решение от образца к результату

Intellection Pty Ltd Группа разработки решений Консультирование, тренинги и исследования Решения Сервисная группа Системы Сервис Пробоподготовка и анализ Системная группа Анализ рынков, продвижение, изготовление, продажа, поддержка и разработка новых и существующих систем

Видимое излучение Лазерное или рентгеновское излучение Синхротрон PIXE SHRIMP MS EPMA QEM*SEM ® ICP-MS & ICP-AES XRD XRFS AA Оптическая микроскопия (отраженный свет, прошедший свет, поляризация материаловедение сравнении с Другими методами и микрохимический анализ малых концентраций Возрастная датировка в Минералогический анализ и материаловедения Ионный или протонный лучи TM Валовой химсостав Электронно-лучевые методы QEMSCAN $ РЭМ и ПЭМ

Видимое излучение ниша очень дорогого оборудования QEM*SEM® Исследование больших объемов, высокая детализация результатов химического анализа материалов и текстур Большие объемы, ограниченная детализация, широко доступное оборудование материаловедение Анализ малых объемов, высокая детализация результатов – $ Валовой химсостав Лазерное или рентгеновское излучение Электронно-лучевые методы материаловедения Ионный или протонный лучи сравнении с Другими методами Минералогический анализ и в и микрохимический анализ малых концентраций TM Возрастная датировка QEMSCAN

Комплектация Intellection Образец Взятие проб, пробоподготовка и представление данных Аппаратное обеспечение QEMSCAN: оборудование для автоматизированного минералогического анализа Программное обеспечение i. Discover: полностью интегрированный программный продукт Datastore Explorer (Каталогизированная система хранения данных): Управление проектами i. Measure: Настройка и хранение параметров измерения образцов i. Discover: информационный поиск по базам данных SIP Editor (редактор отчетов): Модификация / Создание отчетной документации Взятие проб Проведение исследований Анализ данных

Виды образцов Исходное сырье / Концентрат / Хвосты Эпоксидные блоки Буровой шлам (роторный и турбо) Восковые блоки Керны Ручные пробы Пыль Переработанные/обрабатываемые продукты Угольная пыль Твердые осадки Грунты и почвы Металлы и шлаки Малые частицы (пыль) Срезы горных пород Тонкие полированные секции

Компоненты системы QEMSCAN TM

Программный пакет i. Discover Полный контроль над проектом на каждом из этапов работы i. Discover i. Measure Настройка измерений Управление проектами Авт. импорт данных Данные в реальном времени Управления базами данных

Простые настроечные процедуры Мощной и в тоже время простой в использовании и наглядный процесс настройки Оценка времени выполнения и количества анализируемых частиц i. Measure

Анализ данных и гибкая система отчетности Распределение минералов Таблица изображений Связанные минералы Карты выхода Выборочный отчет Изображения частиц

Виды сигнала, используемые системой QEMSCANTM Зона возбуждения в материале при 25 к. В PE Инициирующие электроны (Луч) SE Вторичные электроны BSE Отраженные электроны X Рентгеновское излучение SC Поглощенный ток CL Катодолюминесценция TE Прошедшие электроны

Так выглядит рабочая камера QEMSCANTM Аналитическое рабочее расстояние оптимизировано для того, чтобы детекторы находились максимально близко к образцу и регистрировали максимальный уровень сигналов. Объектив РЭМ ЭДС è Характеристическое рентгеновское излучение Держатель блока образцов Характеристическое рентгеновское излучение

Рентгеновский спектр QEMSCAN TM Обычный ЭДС – 1, 000 импульсов Кварц Пирит Халькопирит QEM*SEM ЭДС – 1, 000 импульсов Кварц Пирит Халькопирит Энергии рентгеновского излучения или позиции пиков на энергетической шкале характеризуют найденные элементы, интенсивности рентгеновского излучения или высоты пиков соответствуют пропорциональным соотношениям элементов в анализируемом образце

TM Как QEMSCAN идентифицирует минералы? Полученный спектр Каждая анализируемая точка исследуется ЭДС Идентификация элементов Сканирование частиц по заданной сетке Количественный расчет Создание изображения Использование отраженных электронов для отделения частиц монтажного состава Покадровое сканирование блока Идентификация фаз Pixel assigned composition (попиксельный расчет) Окончательный попиксельный расчет Идентификация большинства рудных - и породообразующих минералов занимает 5 -10 миллисекунд. …. . Или, иными словами, распознается 100 -200 рентгеновских спектров в течение секунды.

Обработка данных 1 Species Identification Protocol 2 3 Предварительный состав Окончательный состав (SIP) Химический состав Минерал Частное применение (пример) Si. O 2 Кварц Без-сульфидная порода

Различные изображения одной и той же частицы Обычное BEI/EDS изображение РЭМ Практическое изображение для металлургии PGM, сульфид и порода Ru-Os сульфид в пентландите Рабочее изображение в минералогии Лаурит, сульфит, хромит, полевой шпат, слюда и карбонат Изображение для геологии Лаурит, пентландит, пирротит, халькопирит, хромит, плагиоклаз, флогопит, хлорит и кальцит

Почему полная информация, полученная при помощи ЭДС, является основной для надежного и прецизионного анализа минералов и идентификации фаз?

Backscattered Electron Intensity ID Интенсивность сигнала отраженных электронов– Уранинит Касситерит Арсенопирит Пирит Рутил Гранат Кварц Уголь Обычные фазы

Backscattered Electron Intensity ID – Обычные породообразующие минералы Chromitite Fa Fe-rich Alm Act Nontrolite Fe-rich Hbl cpx Fe-rich Кварц K-rich Na-rich Musc Par An Alb Trem Mg-rich Pyrope Mg-rich Fo Spinel Породообразующие силикаты, Оксиды и карбонаты – имеют наложения BEI

Backscattered Electron Intensity ID – Рудные минералы Pt. S Цинк Никель Медь Железо Tantalite Bi-bearing Pd-bearing Ce. PO 4 Tetrahedrite Ni-bearing Columbite As-pyrite Пентландит Fe-sphal Tennantite Рудные оксиды, сульфиды, металлы и сплавы – имеют наложения BEI Например, пентландит с халькопиритом и пирит

QEMSCAN распознает минералы с одинаковым уровнем интенсивности BSE Микрофотография в отраженных электронах Система QEMSCAN полностью использует информацию о характеристическом рентгеновском излучении и интенсивности BSE в каждой анализируемой точке (пикселе) 3 фазы имеют одинаковый BEI Пирит: Fe. S 2 Халькопирит: Cu. Fe. S 2 Пентландит: (Fe, Ni)9 S 8 Эти фазы могут быть аккуратно отображены только в случае использования ЭДС Пирит Пентландит Халькопирит

…Еще несколько примеров Сравнение BEI и QEMSCAN картирования; Пентландит и халькопирит не могут быть различены только с использованием уровня BEI Пентландит Халькопирит PGM – металлы платиновой группы BSE Важно иметь информацию об отличиях для понимания процессов последующей переработки и повышения выхода металлов платиновой группы.

Режимы анализа в QEMSCAN Particle Mineral Analysis (PMA) Анализ минеральных частиц Bulk Mineral Analysis (BMA) Валовой химический анализ минералов Кварц Слюда Хлорит Пирит 75 мкм Кварц Пирит П/Шпат Trace Mineral Search (TMS) Поиск минералов в микроколичествах П/шпат 75 мкм Frame. SCAN/Point. SCAN Покадровое/поточечное сканирование Металлы платиновой группы Касситерит Кварц Другие силикаты Карбонат Золото Цирконий 20 мкм 1. 5 мм Оловянная руда

Режимы измерений Какие данные вы хотите получить в QEMSCAN ? TM Вопрос Режим работы Частицы Модальные пропорции – первичные и вторичные BMA, PMA, SMS/TMS, Point. SCAN Модальные пропорции – по малым конц. PMA, SMS/TMS Размер частицы BMA, PMA, SMS/TMS Форма частицы PMA, SMS/TMS Размер зерна BMA, PMA, SMS/TMS Минеральные формации BMA, PMA, SMS/TMS Выход BMA, PMA, SMS/TMS Размер измельчения (помола) BMA, PMA, SMS/TMS Площадь поверхности PMA, SMS/TMS Количественный хим/анализ BMA, PMA, SMS/TMS, Point. SCAN Изображения частиц PMA, SMS/TMS, Point. SCAN Коренные породы Модальные пропорции Frame. SCAN, Point. SCAN Структура минерала Frame. SCAN Количественный хим/анализ Frame. SCAN, Point. SCAN

Пять основных потребителей Геологоразведка и Разработка месторождений Нефтегазовая промышленность Угольная промышленность Контроль за окружающей средой Криминалистика и геофизика

QEMSCAN в никелевой и платиновой индустрии Ni и PGM потребители Falconbridge, Canada Ni & PGM Месторождения Raglan, Canada Sudbury Complex, Canada Anglo Research, South Africa Impala Platinum, South Africa MINTEK, South Africa INCO, Canada Bushveld, South Africa Stillwater Complex, USA Lac Des Isle, Canada Great Dyke, Zimbabwe Mt Kieth, Australia Lonmin, South Africa Discovery Nickel, Australia Kambalda, Australia Montcalm, Canada Nkomati, South Africa Platinum Australia Kabanga, Tanzania WMC-BHP Billiton Kapalagulu, Tanzania Selebwe Phikwe, Botswana Falconbridge – экономия USD$5 млн в год благодаря QEMSCAN в Raglan Operation

Исследования/разведка: Предварительная оценка для металлургии Шлифы Грубая поверхность породы Минеральная карта QEMSCAN 0 2 cm 4 cm Пирротин Пентландит Изучение свежего керна (даже без полировки) могут указать на возможные способы переработки сырья еще на стадии исследований.

Исследования/разведка: Предварительная оценка для металлургии Детальное картирование отражает сложность структуры, указывающую на то, что может потребоваться и более мелкое измельчение

Оптимизация производства: коррекция ошибок Пентландит Лаурит PGM – металлы платиновой группы Металлы платиновой группы, заключенные в породе в виде мелких частиц, могут не отделяться от легкой фракции

Типичные минералы платиновой группы рассчитываемые QEMSCAN Ценные металлоносные фазы Ферроплатина; Pt-Pd сульфиды; Лаурит; Сперрилит; Pt-Pd арсениды; Общие нерудные фазы Хромит, Плагиоклаз, полевой шпат, Первичные и вторичные Mg. Fe силикаты Pt-Pd теллуриды; Оливин, Золото и серебро Орто- и клинопироксен, … Тальк, Вспомогательные сульфиды Ni-Fe сульфиды; Серпентин, и Амфибол Пентландит Виоларит … Cu-Fe сульфиды; Халькопирит … Fe-сульфиды; Пирротин… Fe-, Fe-Ti и Ti -оксиды Магнетит, Ильменит и Рутил

Оптимизация производства: расчет потерь Никель, теряемый в хвостах, объясняется наличием восстановленного пентландита в пирротине. 15 мкм Пирротин Пентландит

Гео-металлургия: Определение руд Богатые руды >70% сульфидов Понимание структуры Позволяет оптимизировать процессы в Гео-метталургии Пентландит Халькопирит Пирротин Серпентин Источник : Североамериканский производитель Ni 15 -70% сульфидов Сильноструктурированные Вкрапленные <15% сульфидов

Пирометаллургия: фазовое картирование в шлаках и штейнах медь

Частный случай производитель Ni Усовершенствование стратегии измельчения Ключ к успеху – наличие точной информации о структуре рудных минералов и использование этих данных в процессах грубого и тонкого измельчения, флотации, обогащения и выплавки

Гео-металлургия: схема производства Решение этапов измельчения Источник: Nth American Nickel Producer 2005 Пентландит Халькопирит Пирротин Серпентин 1 ый Помол – грубое высвобождение богатой руды Снижает возможность переизмельчения и получения слишком мелких фракций Флотация Предварительная 212 мкм Первичная до 500 мкм 2 ой помол – первичное 68 мкм до высвобождение основной массы 100 мкм и рассеянной руды Флотация 3 ий помол – высвобождение мелкой фракции пентландита 212 2% повышение добычи 68 Вторичная 25 мкм до 53 мкм 33

Частный случай Риф Меренского Понимание переработки использование нерудных минералов Ключ к успеху - наличие точной информации по нерудным минералам и понимание ее влияния в процессах грубого и тонкого измельчения, флотации, обогащения и выплавки

Риф Меренского – Что это? Пироксен 10 см Cr Пегматоид Cr Cr Cr Анортозит Норит

Риф Меренского – изменение нерудных минералов Оливин Клинопироксен Ортопироксен XPL PPL Серпентин и тальк

Модальный анализ на QEMSCAN * Нормализовано, сульфиды и платиноиды исключены

Флотируемые фазы в сырье, концентрате и хвостах Концентрат От тонкой к грубой Серпентин имеет сильно выраженную флотируемость Хвост Сырье Магний в составе талька, серпентин и хлорит Необходимые действия: Подавление флотации Подавление захвата

Заключение – разрабатывается весь цикл одновременно Идентификация руд на месте добычи Нужно понимать, что возможность управления всеми процессами влияет на оптимальную производительность как начальных, так и последующих процессов Разделяемость Взрываемость RF ID Tags Измельчаемость Выщелачиваемость Интеграция и оптимизация процессов Image courtesy of Metso Minerals

из истории успешного использования QEMSCANTM Phelps Dodge Совокупный валовой доход для реализованных и пилотных проектов увеличился благодаря данным QEMSCAN на USD$12 млн в год SGS-Lakefield Добыча платины в Канаде при исходных значениях от более 2 г/т PGE (Pt/Pd/Au), получила прирост от 68 % до 75 % с изменением выхода фракции от 200 г/т PGE до 320 г/т PGE Mount Isa Mines До USD$15 – 20 млн в год увеличилась производительность Pb-Zn обогатительных установок в течение десяти лет использования QEMSCAN Falconbridge USD$5 млн в год дополнительно от Raglan Operation Серьезное увеличение оборота в течение всего лишь 5 лет использования QEMSCAN

Сила QEMSCANTM – технологии будущего Скорость Энергодисперсионный рентгеновские спектрометры с получением цифровых данных – цифровая технология Ионная высоковакуумная откачка колонны с использованием разделяющих клапанов – постоянная готовность системы к проведению исследований Продуктивность Время от установки образца до получения результатов – не более 20 минут Автоматический контроль тока пучка и его корректировка в процессе измерений Минимизация расходов на одну операцию Время жизни катода при круглосуточной эксплуатации системы на менее 3 мес. Простота использования Сбор информации, управление данными и анализируемыми параметрами из очень понятного графического пользовательского интерфейса Получение данных и проведение анализа в режиме реального времени позволяют автоматически идентифицировать все частицы, наличествующие в образце, без необходимости получения предварительных данных о структуре образца Мониторинг образцов в режиме реального времени Промышленный опыт использования Множество систем используются ведущими производителями

Сила QEMSCANTM – технологии будущего Поддержка Постоянная поддержка систем для поддержания максимальной производительности и функциональности – на месте установки и в международном масштабе Модифицируемость Возможность установки дополнительных детекторов и дополнительных опций Диагностика через сеть Интернет Удаленная (дистанционная) помощь, поддержка и решение проблем Приложения QEMSCAN высокоэффективен в следующих применениях: Горнодобывающая промышленность; Контроль за окружающей средой; Угольная промышленность; Нефтяная промышленность; Криминалистика Интеграция с промышленными партнерами Например, подготовка персонала BHP Billiton Гибкость в сотрудничестве Клиенто-ориентированная компания Персонал с высоким уровнем подготовки в различных областях науки и техники Пробоподготовка; управление QEMSCAN; интерпретация результатов и подготовка отчетности; управление проектами…

Система QEMSCANTM – технологии будущего Спасибо за внимание !