Разведка графитовых месторождений – не весь графит одинаково полезен

Эта статья была написана исполнительным консультантом,Эндрю Скоргингсом.

В сущности, геологоразведочные проекты по чешуйчатым графитам мало отличаются от прочих, где нужно чётко определиться с задачами перед тем, как начать тратить деньги на бурение, опробование и технологические испытания. Этапы разведки графита сходны с этапами разведки других полезных ископаемых, начинающихся с обнаружения рудопроявления или геофизической аномалии и продолжающихся полевыми съёмками, закладыванием траншей, детализацией геофизики, бурением, определением содержания графита, минералогическими исследованиями, а также технологическими тестами. В случае успеха полученные данные могут лечь в основу оценки минеральных ресурсов или рудных запасов, которые в свою очередь будут использованы на стадиях определения масштабов работ, предпроектного исследования и технико-экономического обоснования.

Однако уже при обнаружении рудопроявления графита необходимо задаться вопросом о критериях успешности геологоразведочного проекта.

Многие юниорные компании, занятые геологоразведкой графита, на протяжении нескольких последних лет исповедовали принцип “чем больше, тем лучше”. Так следует ли ставить тоннаж и содержание во главу угла при разведке графита, по аналогии с металлическими полезными ископаемыми?

Я придерживаюсь мнения, что общая картина несколько сложнее, и факторы, оказывающие влияние на проект, не сводятся лишь к тоннам ресурсов и содержанию графитного углерода, хотя они тоже важны.

Это связано с тем, что природный графит является нерудным полезным ископаемым и его ценность не определяется номинальной стоимостью, так как он обладает различными (порой неожиданными) характеристиками, от которых зависит его рыночная оценка. Как минимум, следует учитывать размер чешуек, см. таблицу ниже:

Природный графит является примером нерудного полезного ископаемого с широкой сферой применения. Он обладает специфическими свойствами, такими как гибкость (поэтому его можно скатать в мелкие шарики для изготовления анодов), мягкость (благодаря которой его можно использовать в качестве смазки), электропроводность, термостойкость (позволяет делать графитовую компьютерную термоплёнку) – список почти бесконечен, как и условия конкретных рынков.

При слове “рынок” мне приходит на ум известное высказывание Питера Харбена: “В отрыве от рынка, месторождение нерудных минералов может представлять исключительно геологический интерес.” Подобным образом высказывались и Бордер с Баттом (2014) относительно факторов, влияющих на оценку неметаллических полезных ископаемых: “Без потенциального рынка не может быть ресурсов; без знания планового рынка (объём, цена, конкуренция) не может быть запасов.”

Это даёт пищу для размышлений при определении задач геологоразведочного проекта по графитам, ведь рыночную стоимость будут определять его свойства: влажность, зольность, гранулометрический состав, форма чешуек, механическая прочность, плотность, термостойкость, пластичность и электропроводимость.

Таким образом, оценивать результаты геологоразведки чешуйчатого графита, опираясь лишь на тоннаж и содержание, может быть рискованно. Например, юниорная компания надеется на 100 млн тонн минеральных ресурсов графита с содержанием 10% при зольности 6%, но это мало что говорит о качестве извлекаемого продукта. Миллионы тонны графита — это хорошо, но не следует забывать, что объём мирового рынка чешуйчатого графита не превышает 1 млн тонн в год, поэтому объёмы производства и ожидания относительно доли рынка должны быть реалистичными. В этой связи надо упомянуть, что многие успешные производители чешуйчатого графита добывают на данный момент около 7 000-20 000 тонн в год (Африка, Европа и Китай), хотя есть и исключения с уровнем добычи 50 000-70 000 тонн в год (Китай и Бразилия), а также шахта в Мозамбике, добывающая в районе 300 000 тонн в год.

Поэтому во время геологоразведки следует потратить некоторое количество денег и времени на оценку не только тоннажа и содержания, но и качества потенциального продукта, перед тем как начинать дорогостоящее бурение и технологические испытания.

Помимо этого, при оценке графитовых проектов надо помнить об экономических факторах, связанных с добычей и переработкой и обусловленных размером и формой месторождения, содержанием графита и извлечением. От формы залежи зависит коэффициент вскрыши, а чем выше содержание, тем меньше руды нужно добыть и переработать, при условии обеспечения должного качества и спроса. Уменьшение количества перерабатываемой руды означает снижение производственных затрат и количества породы, отгружаемой в отвалы, что в совокупности может оказать серьёзное влияние на капитальные и операционные издержки. Но вероятнее всего решающим фактором будет КАЧЕСТВО ПРОДУКТА, ведь без рынка проект обречён на неудачу.

Кроме всего прочего, внимания заслуживают логистика, доступность энергии, воды, трудовой силы, наличие транспортной инфраструктуры, так как стоимость перевозки и доставки часто превышает ценность нерудных полезных ископаемых.

Пример “TanzOz”

“TanzOz” является частной австралийской компанией, ведущей геологоразведочный проект по графиту в южной Танзании. На этапе региональных исследований площадь была опоискована методом VTEM (разновидность аэро-электромагнитного метода, известная как универсальная пространственно-временная электромагнитная съёмка), выявившем многочисленные электропроводящие проводящие аномалии, указывающие на возможное наличие графитизированных пород.

Однако встал вопрос – какие из аномалий исследовать в первую очередь, где заложить разведочные скважины и запланировать технологические испытания? “TanzOz” выработал следующий алгоритм:

1) Пройти траншеи вкрест аномалий с самой высокой проводимостью

2) Задокументировать траншеи, визуально оценить размер чешуек графита, их концентрацию и взять образцы графитсодержащих пород

3) Провести химический анализ образцов на содержание графитного углерода, и сделать шлифы для исследования под микроскопом

4) Провести электропрофилирование нескольких аномалий для определения элементов залегания проводящих пород и ожидаемой глубины залегания рудных тел при бурении.

Алгоритм позволил выявить объекты “CD” и “NP”, на которых было запланировано колонковое бурение и бурение с обратной промывкой. Характеристики этих объектов, находящиеся в трёх километрах друг от друга, оказались на удивление различными.

Хотя содержание графита в “CD” было выше, чем “NP”, “NP” обладал лучшим гранулометрическим составом. К тому же графит “NP” показывал лучшую расширяемость, чем у “CD”. Различия месторождений приведены ниже.

Вышеприведённая таблица показывает содержания в товарной руде (TGC) технологических проб “S1” (объект “NP”) и “S2” (объект “CD”). Содержание “S2” почти в два раза превышает содержание “S1”. Различия в содержании SiO2, Fe2O3, CaO и MgO между двумя пробами объясняется разницей минералогического состава пород. “S1” — это кварцит, состоящий в основном из кварца и полевого шпата с графитом, в то время как “S2” представлен амфиболитом, преимущественно состоящим из полевого шпата, роговой обманки, карбонатов и графита.

Затем возник вопрос – на сколько эти два объекта соответствуют требованиям рынка? Например, чешуйчатый графит может обладать различной расширяемостью после химической обработки, что важно при изготовлении графитовых термоплёнок и огнеупоров . “TanzOz” обнаружила, что фракция +300 микрон “S1” расширяется на 50% больше, чем аналогичная фракция “S2”. Это подтверждает, что “не весь графит одинаково полезен”, и что важно исследовать отдельные пробы, а не композиты, которые могут скрыть разницу.

Какие можно сделать выводы?

• Графитовые геологоразведочные объекты следует классифицировать по данным геофизики, полевой съёмки, описания траншей (с точки зрения интенсивности графитизации), содержанию, и, возможно, по результатам предварительного бурения (одна скважина на объект?).
• Исследуйте размер чешуек, текстурные взаимоотношения графита и вмещающих минералов, а также минеральный состав горных пород в целом на ранних этапах проекта. Выясните, присутствуют ли бимодальные популяции с очень мелкими трудноизвлекаемыми чешуйками? Переплетаются ли чешуйки графита с другими чешуйчатыми минералами, такими как слюда, или с глинистыми минералами, от которых их сложно отделить?
• Используйте шлифы и/или анализ высвобождения минералов в сочетании с технологическими испытаниями проб из траншей и скважин для получения их характеристик до и после переработки. Так можно получить данные об ожидаемом размере чешуек и их чистоте, от чего будет зависеть средняя цена концентрата.
• Проверьте свойства переработанного графита, такие как плотность, термоустойчивость, степень кристаллизации, расширяемость на соответствие требованиям рынка.
• Наконец, выберите лучший объект и бурите!

Списоклитературы

Border, S. and Butt, B.C., 2014. Mineral Resources and Ore Reserves of Industrial Minerals – Markets and Other Modifying Factors, in Mineral Resource and Ore Reserve Estimation – The AusIMM Guide to Good Practice, pp 467 – 472, Monograph 30 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne).

Harben P.W. (1999). The industrial minerals handbook, 3rd edition. Industrial Minerals Information Ltd, London.

O’Driscoll, M. (2019). Industrial Minerals Basics Executive Primer. IMFORMED Rendezvous, Paris, 8-10 April 2019.

Scogings, A.J. (2015). Graphite exploration – the importance of planning. Industrial Minerals Magazine, December 2015, 42-46.

Scogings, A. J. (2015). Graphite – from discovery to resource. Heilongjiang under the microscope. Industrial Minerals Events, 5th graphite and graphene conference, 8-9 December 2015, London.

Scogings, A.J. (2016). Not all graphite is created equal. Australian Graphite Conference, Paydirt Media, 22 March 2016, Perth.

Scogings, A. J. (2017). What makes graphite projects tick? Industrial Minerals Events, 6th graphite and graphene conference, 16 March 2017, Berlin.

Scogings, A.J. (2017). Reporting graphite Exploration Results according to the JORC Code. Australian Graphite Conference, Paydirt Media, 27 April 2017, Perth.

Scogings, A.J. (2017). Graphite. SME Mining Engineering, July 2017, Vol. 69, 54-56. Society for Mining, Metallurgy & Exploration.

Scogings, A.J. (2018). Graphite. SME Mining Engineering, July 2018. Vol. 70, 54-57. Society for Mining, Metallurgy & Exploration.

Scogings, A.J. (2019). Graphite & Li Pegmatite Mineral Resources ‘looks can be deceiving!’ Battery Minerals Conference, Paydirt Media, 12 March 2019, Perth.

Scogings, A., and Chesters, J. (2014). Graphite: The six steps to striking success. Industrial Minerals Magazine, December 2014, 37-44.

Scogings, A., Chesters, J. and Shaw, W. (2015). Rank and file: Assessing graphite projects on credentials. Industrial Minerals Magazine, August 2015, 50-55.

Scogings, A.J. and Evans, D. (2019). Graphite. SME Mineral Processing & Extractive Metallurgy Handbook, 1735-1742. Eds. Dunne, R.C., Kawatra, S.K. & Young, C.A., Society for Mining, Metallurgy & Exploration. ISBN 978-0-87335-385-4.

Shaw, W.J. and Scogings, A.J (2017). The importance of geometallurgical test work for industrial minerals projects. Tenth International Mining Geology Conference 2017, Hobart, Tasmania, 20-22 September 2017.