#НОРИЛЬСК. «Северный город» – В Заполярном филиале появился «работник», который не знает сна и отдыха и не уезжает в отпуск. Для автоматического минералогического анализа в центре инженерного сопровождения производства (ЦИСП) закупили специальную систему TESCAN TIMA. В России это первое такое оборудование.
Рожден – чтобы учиться и работать круглосуточно. Так можно описать аналитический комплекс для автоматического минералогического анализа на базе сканирующего электронного микроскопа TIMA3 X LMH FEG. Но опустим буквенные обозначения. Между собой сотрудники ЦИСП называют его просто Тима. Он словно ребенок, который познает этот мир, а точнее, мир обогатительного производства.
Также как родители учат своих малышей ходить и произносить первые слова, специалисты центра обучали и обучают микроскоп Тиму распознавать уровень обогатимости различного минерального сырья со всех переделов Заполярного филиала. На сегодня система может определить уже порядка 200 минералов.
«Микроскоп видит черно-белую картину, у него нет понятия цветопередачи. Можно сказать, здесь 2000 оттенков серого. Так называемые отраженные электроны (BSE), интенсивность сигнала которых чувствительна к среднему атомному номеру материала (а значит, к его плотности). Благодаря этой особенности зерна разных минералов, как правило, имеют разные оттенки серого на BSE-изображениях. В состав проб входят различные минералы: наши сульфиды и силикаты. На изображениях они получаются более темными. А светлым обозначается металлосодержащие сульфиды или оксиды», – рассказывает ведущий инженер лаборатории вещественного и химического анализа центра инженерного сопровождения производства ЗФ Владимир Величко.
Тима снимает поверхность пробы в каждой ее точке, рассматривает каждый пиксель. Предварительно поверхность исследуемого образца программа делит на секторы, которые снимает определенное количество времени. Сколько это займет, будет зависеть от состава пробы.
Для глубокого анализа обычный кусочек руды не подойдет. Его сначала нужно подготовить, уменьшить до определенного размера и залить эпоксидной смолой. Используют двойную заливку, общее время застывания – 16 часов. К слову, смолу микроскоп научен не замечать. Полученную «шайбочку» полируют до состояния зеркала и покрывают тонким слоем углерода. В кассетный барабан микроскопа можно поместить до семи таких образцов. Если нужны фотографии проб или просто их надо рассмотреть в увеличенном формате, достаточно выбрать сырье с более ровной поверхностью. Сложной подготовки, как в первом случае, не требуется.
Органические соединения в микроскоп помещать нельзя. Поэтому специалисты ЦИСП всегда используют перчатки, чтобы не оставить потожировые следы. Если органика попадет в микроскоп, она испарится и осядет на детекторы, а это может привести к неверным результатам.
Работу электронного микроскопа можно сравнить со шрифтом Брайля – пробы исследуются на ощупь. Методы сканирующей электронной микроскопии основаны на взаимодействии тонко сфокусированного пучка электронов с поверхностью образца. Дальше детекторы собирают разные виды ответных сигналов, так называемые отраженные электроны, тормозное и характеристическое излучение, вторичные электроны. Программа выдает оператору черно-белую картинку. Каждому минералу уже присвоено свое название и цвет, Тима все это уже запомнил, поэтому сам раскрашивает получившиеся снимки.
Данная система позволяет делать не только химический, но и фазовый анализ проб, что очень важно для обогащения. Удается выяснить и количество минералов и то, какие металлы они несут. Благодаря этим данным корректируется переработка минерального сырья, способ извлечения и дробления. Раньше минералогический анализ в лаборатории делали с помощью оптических микроскопов.
«Оптический минералогический анализ сложный и трудоемкий. Лаборанты могли целыми днями сидеть и смотреть в микроскоп, чтобы распознать и описать минералы. Одну пробу могли изучать неделю», – отмечает начальник лаборатории вещественного и химического анализа центра инженерного сопровождения производства ЗФ Сергей Большаков.
Теперь же исследование занимает гораздо меньше времени, зависимости от задачи – от 20 минут до полутора суток. Пока это самый длительный анализ, который приходилось делать на новом оборудовании. Поток проб в лабораторию ЦИСП идет непрерывный.
«Получилось так, что как такового тестового режима у системы не было, нас кинули сразу «в огонь и в воду». Ведь производство ждать не будет. И это к лучшему. Приходилось искать оперативные решения, – считает Владимир Величко. – Нельзя сказать, что Тима обучение прошел полностью. У нас каждый день появляются новые задачи. Приходится с этим разбираться, внедрять новые алгоритмы».
Как с улыбкой добавил Владимир Величко – хорошо, если бы в комплекте с аналитическим комплексом шли бы минералог или геолог. Именно с классификацией минералов порой возникают сложности. Некоторые вопросы помогают решать специалисты из Сибирского федерального университета. Также приходится прибегать к информации из интернета. Но есть некоторые минералы, которые классифицировать так и не удалось. Возможно, это какие-то новые, не открытые соединения.
Если говорить о предыстории, то идея закупки данного оборудования появилась еще три года назад. Специалисты ЦИСП и других подразделений старательно добивались этого, составляли экономическое обоснование, консультировались с производителем этой системы и разными специалистами. Вообще в той комплектации, в которой существует аналитический комплекс, он не продается. Его собирали по индивидуальному заказу «Норникеля».
На сегодня в России он единственный в своем роде. Сейчас с сотрудниками ЦИСП регулярно созваниваются представители других отечественных производств, чтобы узнать, насколько система эффективна, как она себя показала. В Заполярном филиале отмечают: все работает на высоте. Со слов Владимира Величко, недавно такую же систему приобрела компания из Иркутска. Правда, на базе какого электронного микроскопа, неизвестно.
Подписывайтесь на нашу страницу новостей «Северный город Норильск» в Telegram.
