Опробование руд и продуктов обогащения. Факторы, влияющие на опробование.

Опробование руд и продуктов обогащения. Факторы, влияющие на опробование.

Опробованием называется совокупность операций, связанных с отбором и обработкой проб с целью изучения и исследования состава и свойств материала, от которого отобрана проба.

Правильным можно считать такой метод опробования, при котором некоторая небольшая часть материала, называемая пробой, по своим физическим свойствам и вещественному составу соответствует среднему составу всей массы опробуемого материала.

Поэтому основными факторами, влияющими на опробование, являются состав, свойства и физическое состояние опробуемого материала (содержание полезных компонентов, крупность, влажность, плотность и др.), а также назначение отбираемой пробы, необходимая точность и достоверность получаемых в результате опробования данных.

Опробование сопутствует любому процессу обогащения, так как только соответствующими измерениями возможна определение качества исходных и полученных продуктов и расчет технологических показателей.

Пробой называется взятая по определенным правилам от общей массы с требуемой точностью порция материала, которая должна сохранять определяемые свойства исходной массы.

По способу получения пробы подразделяются на точечные (рядовые) и объединённые (групповые).

Точечная (рядовая) проба – это масса материала, отобранная из одного места однократным движением устройства для отбора проб.

Объединенная (групповая) проба – это проба, состоящая из требуемого числа точечных (рядовых) проб одного и того же природного типа, отобранных в

смежных точках. Она характеризуют усреднённое качество опробуемого материала. Количество групповых проб в несколько раз меньше количества рядовых проб, что позволяет, с одной стороны, определить содержание широкого круга компонентов в составе исследуемого материал, с другой – существенно сократить объём аналитических работ.

По назначению пробы подразделяют на химические, минералогические, минералого-технологическая, технологические, пластовые, эксплуатационные, товарные, контрольные, и др.

Химические пробы предназначены для определения химического состава руд. Они могут быть как рядовыми, так и групповыми.

Рядовые пробы предназначены для определения содержания главных компонентов.

Групповые пробы предназначены для определения содержания главных и второстепенных компонентов.

Минералогические пробы предназначены для определения минералогического состава полезных ископаемых. В качестве минералогических проб используются полированные штуфы, шлифы, аншлифы (полированные шлифы), шлихи (концентраты тяжёлых минералов, получаемые при промывке шлиховых проб на россыпях), протолочки (концентраты тяжёлых минералов, получаемые при промывке измельченных скальных руд и вмещающих пород) и брикеты (искусственные шлифы и аншлифы, изготавливаемые из рыхлых полезных ископаемых и концентратов обогащения на специальном цементе).

Минералого-технологические пробы предназначены для изучения вещества пробы и форм нахождения в ней полезных компонентов, для изучения технологических свойств и технологической типизации руды, а также для разработки технологической схемы обогащения.

Технологические пробы предназначены для изучения технологических свойств полезных ископаемых, разработки и испытания технологической схемы их обогащения. Технологические пробы также отбирают на действующих обогатительных фабриках для осуществления контроля за технологическим процессом и работой основного оборудования, т. е. для проведения технического контроля производства.

В зависимости от объёма и целей отбора технологические пробы подразделяются на лабораторные, укрупнённо-лабораторные и опытно промышленные пробы.

Лабораторные технологические пробы (массой 0,1-3 т) предназначены для изучения вещественного состава, технологических свойств и качественных параметров полезных ископаемых и продуктов их переработки.

Укрупненно-лабораторные пробы (массой 1,5-30 т) предназначены для разработки и испытания технологической схемы обогащения или ее отдельных операций.

Опытно-промышленные пробы (массой 1-2 тыс. т) предназначены для проверки эффективности принятой схемы обогащения в промышленных условиях при непрерывном режиме работы. Применяются, в основном, тогда, когда намечается переработка нового типа полезных ископаемых, не освоенного промышленностью, или руда имеет весьма сложную технологию переработки.

Пластовые пробы характеризуют строение и качество пласта и его составных частей (пачек, прослоев) в точке их отбора в пределах вынимаемой мощности пласта (ГОСТ 9815-75). Пластовые пробы отбирают отдельно от каждого пласта или слоя в каждой очистной и подготовительной выработке по мере их подвигания, а также при изменении строения и качественной характеристики пласта.

Эксплуатационные пробы отбирают от добытого полезного ископаемого для характеристики качества товарной продукции, выдаваемой из отдельной лавы или участка с учетом засорения породой (ГОСТ 16094-78). Эксплуатационные пробы предназначены для определения гранулометрического состава и содержания минеральных примесей (породы) с размерами кусков 25 мм и более.

Товарные пробы характеризует качество полезного ископаемого, отгруженного

потребителям. Это может быть полезное ископаемое, добытое в шахте, на разрезе,

или концентрат и промпродукт, полученные при обогащении. Одну товарную пробу отбирают от каждой партии топлива.

Понятие «партия» означает массу топлива, произведенного и отгруженного потребителям за определенный промежуток времени (сутки, смена и т. д.) (ГОСТ 10742-71). По результатам анализов товарных проб производят взаимные расчёта между поставщиком и потребителем, поэтому эти пробы называют также товарно-расчётными.

Контрольную товарную пробу отбирают в случае необходимости для уточнения и проверки показателей, по которым производят расчеты при поставках.

Контрольное опробование товарной продукции производится поставщиком или потребителем, если возникают разногласия или сомнения в правильности результатов анализа товарного продукта.

В зависимости от целевого назначения проводимых исследований выделяют следующие виды опробования: химическое, минералогическое, геофизическое, техническое, технологическое, товарное.

Химическое опробование предназначено для определения химического состава руды. Оно играет главную роль для большинства полезных ископаемых, за исключением россыпей, некоторых видов индустриального сырья и строительных материалов. Химическое опробование лежит в основе оконтуривания рудных тел, подсчета запасов руд и содержащихся в них полезных компонентов.

Минералогическое опробование решает более широкий круг задач: определение минерального состава и текстурно-структурных особенностей руды, а также состава и свойств слагающих ее минералов. В задачи минералогического опробования входит определение минерального состава полезного ископаемого, состава и свойств важнейших минералов, а также текстурно-структурных особенностей руды. Теми же методами изучают оруденелые вмещающие породы и продукты переработки руды - различные концентраты, получаемые при обогащении руд. На большинстве рудных и нерудных месторождений минералогическое опробование дополняет химическое, раскрывая форму нахождения компонентов в руде. На россыпях минералогическое опробование играет главную роль и лежит в основе оконтуривания рудных тел и подсчета запасов ценных минералов.

Техническое опробование заключается в определении физических свойств полезного ископаемого и вмещающих его пород, таких как плотность, влажность, крепость, гранулометрический состав, кусковатость и др.

Для некоторых нерудных полезных ископаемых (строительные материалы, слюда, асбест, оптическое сырье и др.) физические свойства руды и слагающих ее минералов играют главную роль и лежат в основе определения сортности полезных ископаемых и подсчета их запасов.

Особо следует отметить геофизическое опробование, которое выделяется не по назначению, а по способу измерения качества руды и заменяет либо химическое, либо минералогическое, либо техническое опробование. Так, с помощью геофизических методов можно определить химический состав руды (например, содержание радиоактивных элементов), минеральный состав руды (например, количество магнетита в руде) или ее физические свойства (например, плотность).

Технологическое опробование позволяет выяснить технологические свойства минерального сырья, главными из которых являются способность к обогащению, т.е. гравитационные, флотационные, электромагнитные и другие свойства, и к химическому восстановлению, а также плавкость, спекаемость и т. д.

Технологические испытания могут проходить в лабораторных условиях, на полупромышленных опытных установках или производственных линиях. Пробы для этих испытаний должны быть представительными и отражать состав природных типов и промышленных сортов руд в их товарном виде, в котором они поступят на переработку. Особенно это важно при полупромышленных и заводских дорогостоящих и очень ответственных испытаниях, проводимых на стадиях детальной разведки и доразведки, когда испытывают большеобъемные технологические пробы.

По результатам технологического опробования разрабатывают рациональную схему и оптимальный режим переработки минерального сырья, обеспечивающих рентабельное комплексное извлечение полезных компонентов и утилизацию отходов.

Товарное опробование проводится с целью оценки качества добытой руды (минерального сырья) и продуктов ее переработки (минеральных концентратов).

Объектом этого способа опробования являются рудная масса или товарный концентрат, находящиеся в перемешанном виде и, как правило, загруженные в транспортные емкости.

При товарном опробовании устанавливается ряд технологических показателей: товарные массы отдельных поставок, допустимая погрешность отбора проб, классификация руд по вариантам качества, число и масса разовых проб в различных вариантах качества.