Опробование руды

Для определения и анализа химического, минералогического и гранулометрического состава исходной руды и продуктов обогащения, их влажности, плотности пульпы осуществляется опробование овокупность операций отбора проб, обработки и подготовки их к анализу). При опробовании необходимо использоватьь только представительные пробы, т.е. части материала, обладающих свойствами всей массы опробуемого материала.

  Опробование сопутствует любому процессу обогащения, поскольку только сопутствующими измерениями возможно определить качество исходных и конечных продуктов и расчет технологических показателей.

  Цель опробования – получение необходимой информации об опробуемом продукте. При этом получение такой информации может осуществляться определением свойств этого опробуемого массива (например, при измерении массы, валовой переработки руды и т.п.) либо свойств некоторой выделенной части массива с последующим распространением этих свойств на всю опробуемую массу.

  В зависимости от использования результатов анализа проб опробование может быть:

  1) технологическим оперативным, применяемым для управления процессом обогащения;

  2) технологическим балансовым – для составления технологического баланса;

  3) товарным – для учета металла и составления товарного баланса.

  При технологическом оперативном опробовании отбираются пробы от руды и различных продуктов обогащения за определенный интервал времени, который в зависимости от продолжительности подготовки и анализа пробы может составлять от 15 мин до 2 ч. При балансовом опробовании для оценки работы смены и фабрики контролируемый интервал времени принимается равным продолжительности смены. Товарное опробование проводится только для исходных и конечных продуктов за контролируемый период времени, например, месяц.
  Опробование производится по определенной схеме в соответствии с технологическим процессом. Полученные в результате опробования данные характеризуют состояние процесса и состав продуктов в момент взятия пробы. 
  В зависимости от периодичности отбора пробы опробование может быть:
систематическими;
- периодическим. 
  Систематически отбирают пробы на определение следующих параметров:

    • влажность поступающей на фабрику руды и готовых концентратов;
    • содержание металлов в руды в концентратах и в хвостах
    • плотность пульпы в сливах гидроциклонах
    • плотность сгущенных концентратов
    • щелочность пульпы
    • гранулометрический состав измельченной руды
    • расход и концентрацию реагентов
    • содержание твердого в сливе сгустителей. 

Периодически отбирают пробы для контроля: 

    • гранулометрического состава исходной и дробленой руды,
    • гранулометрического состава слива мельниц, песков и слива гидроциклонов для определения циркуляционной нагрузки и др.

  Полное опробование технологического процесса для расчета качественно-количественной и водношламовой схемы проводится также периодически в соответствии с графиком или при изменении технологической схемы и реагентного режима.
  Операции опробавания включают следующие операции:
1) отбор точечных проб;
2) составление объединенной пробы и лабораторных проб.
  Точечная проба – это количество материала, отобранное от опробуемого продукта за одну отсечку пробоотбирающего устройства. Из точечных проб составляется за определенный промежуток времени составляется объединенная проба, из которых готовится лабораторная проба, направляемая на анализ. Эти пробы могут быть часовыми, сменными и месячными.
   
Отобранная проба должна характеризовать состав и свойства того материала, от которого она была отобрана, т.е. она должна быть представительной. Поэтому большое значение имеют масса пробы, метод ее отбора и обработки. Масса пробы зависит от крупности, физико-химических свойств продукта, требуемой точности пробования и анализа. Зависимость массы пробы от размера кусков опробуемого материала выражается зависимостью, которая называется формулой Чечотта:

Q = kd2, кг,

где d – размер максимального куска опробуемого материала, мм; k – коэффициент, зависящий от однородности опробуемого материала, содержания в нем металла и его ценности.

Коэффициент k зависит от однородности материала и тем больше, чем ценнее металл, содержащийся в руде и неоднороднее опробуемый материал (табл. 1).

Таблица 1. Значения коэффициента k. 

Категория однородности Руды
цветных и редких металлов благородных металлов железных
Весьма однородные 0,05 0,2 -
Однородные 0,1 0,2 0,025
Среднеоднородные 0,15 0,4 0,05
Неоднородные 0,2 0,8...1 0,1

 

    Методы, средства отбора и подготовки проб определяются свойствами опробуемого продукта, условиями его опробования и назначением опробования. В настоящее время для опробования материала, находящегося в движении, применяются в основном механическое пробоотбиратели, которые производят отсечку точечных проб от опробуемых продуктов путем пересечения через определенный промежуток времени всего потока. Собираемые в приемнике пробоотбирателя точечные пробы составляют объединенную пробу за определенный период времени. При обробовании потока пульпы применяются пробоотборники с продолным или поперечным методом пересечения потока, которые через равные промежутки времени отсекают порцию материала от всей струи. Масса объединенной пробы составляет обычно для руд 0,001…0,025%, для концентратов – 0,002…0,2% и для хвостов- 0,0004…0,006% от массы опробуемого продукта. Масса проб от товарных продуктов составляет 0,001-0,00001 %.
   Объединенные пробы обрабатывают по стандартным схемам, пример которой приведен на рис. 1.

 

 

   Эти схемы обычно состоят из нескольких стадий, включающих операции дробления и измельчения, грохочения, перемешивания и сокращения. Последовательное дробление и измельчение проб осуществляется в дробилках, мельницах, истирателях при одновременном перемешивании и сокращении в зависимости от крупности материала. Таким образом, первичной пробы доводится до конечной при сохранении представительности ее. Перед каждым сокращением проба тщательно перемешивается для усреднения материала пробы по составу и крупности.
  Пробы более 100 кг и крупности кусков 50…100 мм перемешивают методом кольца и конуса, для проб массой более 20…25 кг и при отсутствии крупных кусков применяется перемешивание методом перекатывания. При небольших количествах мелкоизмельченные пробы перемешиваются просеиванием через сито, размер отверстий которого в 2…3 раза больше размера максимальных кусков в пробе. При механическом перемешивании применяются специальные смесители или специальные мельницы.
  После того, как проба тщательно перемешена, ее сокращают различными способами в зависимости от количества материала и его крупности. Ручное сокращение проб производится методом конуса с квартованием и методом квартования с вычерпованием. Для сокращения материала крупностью менее 25 мм и тонкоизмельченного материала применяют кроме сократителией желобчатого типа с продолным сечением потока материал, механические сократители.

Методом квадратования отбирают пробы тонкоизмельченного материала на химический анализ. При опробовании дробленых руд применяютмя механизированные пробоотборочно-сократительные установки с механическими пробоотборниками с дробилками, мельницами и механическими сократителями. При обработке пульповых проб сначала осуществляется обезвоживание их и сушка при температуре 105…110˚С.

Для оперативного контроля технологического процесса на фабриках используются системы автоматического отбора, доставки и подготовки проб к анализу и их анализ. В настоящее время наиболее эффективным средством получения достоверной информации об управляемом процессе должны стать автоматизированные системы контроля. С появлением автоматических анализаторов качества, основанных на современных физических и физико-химических методах контроля, автоматических гранулометров, уровнемеров и других технических средств значительно расширились возможности получения аналитической информации. Однако практическая реализация этих возможностей связана с трудностями методического характера, обусловленными большим разнообразием составов и свойств контролируемых сред, дефицитом некоторых технических средств, недостаточно высоким уровнем их надежности, а также высокой стоимостью и сложностью современных систем автоматического контроля.

Теоретические проблемы обусловлены спецификой аналитического контроля, отличающей его от других более простых видов контроля, теория которых хорошо разработана. Сложностью аналитического контроля, по-видимому, объясняется и недостаточная разработка ряда его аспектов на различных этапах выполнения аналитических и вычислительных операций. Технические проблемы создания АСАК возникают из-за отсутствия некоторых технических средств, особенно на этапах отбора, подготовки и транспортировки проб, а также из-за недостаточной надежности средств аналитической и вычислительной техники.