Результаты обогащения медно-цинковой руды

 

Продукты обогащения	Выход продуктов g, %	Состав продуктов b, %	Извлечение компонентов e, %
Cu	Zn	S	Cu	Zn	S
Медный концентрат	7, 2	24, 6	2, 32	39, 2	80, 3	3, 2	11, 9
Цинковый концентрат	10, 6	1, 45	43, 2	38, 0	7, 0	87, 1	17, 0
Пиритный концентрат	35, 5	0, 58	0, 86	45, 5	9, 3	5, 8	68, 4
Хвосты	46, 7	0, 16	0, 44	1, 38	3, 4	3, 9	2, 7
__________________________ Исходная руда 100, 0	2, 10	5, 18	23, 6	100, 0	100, 0	100, 0

 

В простейшем случае изучается зависимость отдельных показателей обогащения от одного какого-либо фактора, например выход медного концентрата от содержания меди в руде (рис.10). Чем больше меди содержит руда, тем больше выход медного концентрата, т.е. количество продукции, получаемой из руды. Эта зависимость чаще всего линейная и носит статистический характер, так как на выход концентрата влияет не только содержание меди, но и другие факторы (размер зерен и агрегатов халькопирита, наличие в нем включений других минералов, режим обогащения и пр.).

Уравнение баланса вещества (1) позволяет ввести еще один показатель обогащения D = ae = gb - извлекаемое содержание компонента в концентрат. Оно также зависит от состава руды (рис.10), и эта зависимость чаще всего является линейной. Имея две зависимости - выход концентрата g и извлекаемое содержание D от состава руды a, – можно расчетным путем прогнозировать все остальные технологические показатели обогащения.

Пример . Известны зависимости выхода медного концентрата g = 4, 349a – 0, 449 и извлекаемого содержания D = 0, 887a – 0, 086 от содержания меди в руде (рис.10). Если руда содержит 1, 60 % меди, то по приведенным формулам получим: выход медного концентрата g = 4, 349 ´ 1, 60 – 0, 449 =

= 6, 51 %; извлекаемое содержание меди в концентрат D = 0, 887 ´ 1, 60 – 0, 086 = = 1, 33 %; извлечение меди в концентрат e = D/a = 1, 33/1, 60 = 0, 831 = 83, 1 %; содержание меди в концентрате b = D/g = = 1, 33/6, 51 = 0, 204 = 20, 4 %; выход хвостов обогащения g_хв = 100 – 6, 51 = 93, 49 %; потери меди в хвостах: e_хв = 100 –– 83, 1 = 16, 9 %; содержание меди в хвостах b_хв = (a – D)/g_хв = (1, 60 – 1, 33)/93, 49 = = 0, 0029 = 0, 29 %.

В общем случае каждый показатель обогащения зависит от нескольких факторов, что может быть выражено уравнением множественной линейной регрессии.

 

Геолого-технологическое

Картирование месторождений

 

В связи с тем, что технологические свойства руд подвержены пространственной изменчивости, в целях обеспечения устойчивой работы перерабатывающих предприятий на стадии разведки или в процессе эксплуатации месторождений проводится геолого-тех-нологическое картирование.

Главная цель геолого-технологического картирования – выявление на месторождении технологически однородных блоков и оценка прогнозных показателей обогащения в них.

 

Информация о размещении технологически однородных блоков (технологических типов и сортов руд) может быть использована либо для раздельной (селективной) выемки руд различного качества, либо для шихтования труднообогатимых руд легкообогатимыми, либо для корректировки режима работы перерабатывающего предприятия. Впервые геолого-технологическое картирование было применено на месторождениях железистых кварцитов Кривого Рога для разделения магнетитовых и гематитовых кварцитов, требующих различных способов переработки, т.е. относящихся к различным технологическим типам руд. Для картирования в ВИМСе был разработан комплект малогабаритных обогатительных приборов (МОЛМ), позволяющий на малообъемных технологических пробах изучать обогатимость различных полезных ископаемых. В дальнейшем геолого-технологическое картирование было введено как обязательное на тех месторождениях, где руды заметно различаются по обогатимости.

Существуют два способа геолого-технологического картирования: прямой и косвенный. При прямом способе из всех рудных пересечений, соответствующих рядовым или групповым пробам, берут малообъемные технологические пробы, которые испытывают по упрощенной технологической схеме. На основании результатов испытаний составляют технологические карты (рис.11), на которых могут быть отображены, кроме технологических типов и сортов руд, выход концентрата, извлечение полезных компонентов или качество получаемой продукции. Такое картирование получило название собственно технологического [10].

Косвенный способ основан на прогнозировании показателей переработки руды по зависимостям их от геологических факторов [24]. Косвенный способ состоит из трех этапов.

На первом этапе изучают зависимости показателей переработки от геологических факторов с помощью минералого-технологических и сортовых технологических проб. По мере увеличения количества проб зависимости уточняют. В процессе изучения зависимостей устанавливают информативные геологические факторы (химический и минеральный составы, текстурно-структурные особенности, соотношение природных типов руд и др.), т.е. только те особенности руды, которые влияют на показатели ее переработки. На втором этапе осуществляется геологическое картирование информативных факторов. На третьем этапе производится прогнозирование показателей переработки по установленным зависимостям и составляются технологические карты. Косвенное геолого-технологическое картирование является более экономичным по сравнению с прямым, так как резко сокращается количество технологических испытаний, их заменяют прогнозированием технологических показателей переработки руды. Однако косвенное картирование можно применять лишь в тех случаях, когда имеются четкие зависимости показателей переработки от качества руды.

Изучение технологических свойств руд, картирование показателей их переработки играет важную роль при разведке месторождений, так как позволяет выполнить его геолого-экономическую оценку, составить обоснованный проект перерабатывающей фабрики и осуществлять наиболее рациональную эксплуатацию месторождения.

 

Геофизическое опробование

 

Геофизическое опробование основано на измерении различных физических полей: магнитного, радиоактивного и др., - и последующей их интерпретации, т.е. пересчете результатов измерений в показатели качества. Физические поля могут быть естественными и искусственными. Последние возникают при активации атомов вещества различными видами излучений.

Магнитный метод основан на измерении естественной магнитной восприимчивости руд и горных пород, которая пропорциональна количеству магнитных минералов, обычно магнетита. Поэтому метод используется в основном для определения содержания магнетита или железа, если содержание последнего пропорционально количеству магнетита.

С помощью магнитного метода можно также разделять горные породы по количеству магнетита. Поскольку природные магнетиты различаются по своим магнитным свойствам (степени намагниченности, характеру размещения доменов), для каждого месторождения предварительно строится график зависимости содержания магнетита или железа от магнитной восприимчивости (рис.12). Для построения графика берется несколько десятков проб, в которых определяются магнитная восприимчивость и содержание магнетита (весовым методом) или железа (химическим анализом). В дальнейшем магнитную восприимчивость измеряют с помощью приборов в скважинах (каротаж магнитной восприимчивости), в обнажениях, в керне или порошке измельченных проб и по графику находят содержание магнетита или железа в этих объектах.

Радиометрический метод основан на измерении естественной радиоактивности руд и их околорудно-измененных пород. Измеряется в основном гамма-излучение, возникающее при распаде изотопов радиоактивных элементов (урана, тория и калия). Интенсивность излучения зависит от содержания радиоактивных элементов в руде. Эта зависимость прямолинейная, но на каждом месторождении индивидуальная, поэтому предварительно проводится химическое и радиометрическое опробование нескольких десятков проб и строится аналогичный рис.12 график зависимости между содержаниями радиоактивного элемента и интенсивностью излучения.

Интенсивность гамма-излучения в обнажениях и горных выработках измеряется радиометрами различных конструкций, а в скважинах проводится гамма-каротаж (ГК) с помощью разрядных или сцинтилляционных счетчиков, позволяющих оценивать количество импульсов гамма-квантов за единицу времени.

Гамма-каротаж применяется не только для опробования радиоактивных руд, но и для расчленения горных пород, обладающих различной радиоактивностью. В некоторых случаях с помощью ГК удается опробовать руды и других металлов (ниобий, тантал, редкие земли и др.), если руды характеризуются повышенной концентрацией радиоактивных элементов и связаны с ними тесной корреляционной зависимостью. По достоверности ГК уступает химическому опробованию, но является более оперативным и экономичным методом.

Ядерно - геофизические методы основаны на возбуждении атомов вещества гамма-излучением или потоком нейтронов, создаваемых радиоактивными изотопами. Каждый изотоп обладает определенной энергией излучения. Интенсивность излучения можно регулировать путем подбора соответствующих изотопов. В зависимости от вида и энергии излучения атомы исследуемого вещества приходят в то или иное возбужденное состояние. Это могут быть переходы электронов со стационарных орбит на нестационарные, из внутренних оболочек на внешние или ядерная реакция. Чем большей энергией обладает излучение, тем больше его проникающая способность и тем более сильное воздействие оно оказывает на атомы. При возврате возбужденных атомов в исходное состояние или при их распаде возникает характеристическое излучение, природа, вид и энергия которого зависят от вида атомов и их концентрации и тем самым позволяют осуществлять анализ вещества.

Вид характеристического излучения зависит от процессов, происходящих в возбужденном атоме. Если электроны возвращаются с нестационарных орбит на стационарные, то характеристическое излучение расположено в основном в видимой области спектра. На изучении этого спектра основан обычный спектральный анализ, а источником возбуждения атомов служит высокая температура. Если электроны возвращаются с внешних оболочек атома на внутренние, то возникает характеристическое излучение в рентгеновской области спектра. Гамма-излучение высоких энергий и поток нейтронов могут достигать ядер атомов и вызывать ядерные реакции, в результате которых возникает ответный поток разнообразных элементарных частиц и квантов жесткого гамма-излучения. Для анализа вещества используется либо оценка потока нейтронов, испускаемых атомами, либо изучение спектра энергии гамма-излучения.

Ядерно-физические методы делятся по типу активизирующего излучения (гамма-кванты или нейтроны), виду взаимодействия его с атомами и характеру возбуждаемого излучения (рентгеновское, гамма-излучение или нейтронное). Почти все методы применяются как в скважинном варианте (различные виды каротажа), так и при опробовании стенок горных выработок и обнажений. Интенсивность излучения в горных выработках и скважинах измеряется радиометрами и счетчиками различных конструкций, оценивающих количество импульсов излучения за единицу времени.

Гамма-гамма-метод (ГГМ) основан на взаимодействии гамма квантов с электронами атомов, которое вызывает ответное характеристическое гамма-излучение. Источниками гамма-квантов служат изотопы ¹³⁷Сs или ⁶⁰Co. Интенсивность характеристического гамма-излучения определяется электронной плотностью вещества, т.е. суммарным воздействием электронов, пропорциональным плотности вещества. Поэтому гамма-гамма-метод применяется преимущественно для определения плотности вещества, и его называют плотностным гамма-гамма-методом или плотностным каротажем.

Если в руде присутствуют атомы с большими атомными номерами (z > 30), то по интенсивности гамма-излучения можно определять их содержание. Известны примеры использования гамма-гамма-каротажа для опробования руд свинца, вольфрама, сурьмы, меди, железа.

Рентгенорадиометрический метод (РРМ) - один из наиболее распространенных ядерно-физических методов. Под воздействием мягких квантов, возбуждающих электроны атомов, возникает ответное характеристическое рентгеновское излучение. Энергия его для каждого химического элемента постоянная, а интенсивность излучения пропорциональна содержанию его в руде (рис.13). Источниками гамма-квантов служат изотопы ⁷⁵Se, ¹⁰⁹Cd, ¹¹⁹Sn, ⁵⁷Co и др. Для возбуждения рентгеновского излучения энергия гамма-квантов в каждом конкретном случае должна находиться в узком диапазоне, что достигается подбором соответствующего изотопа.

Анализ характеристического рентгеновского излучения специальными фильтрами, с использованием спектральных отношений, применение многоканальных анализаторов позволяет определять широкий круг химических элементов одновременно.

На основе рентгенорадиометрического метода разработаны переносные приборы " Минерал-4", " Гагара" и другие для опробования руд в обнажениях и горных выработках с относительной погрешностью 10-25 %.

Гамма-нейтронный метод (ГНМ) используется в основном для определения содержания бериллия. Под воздействием жесткого гамма-излучения, создаваемого изотопом ¹²⁴Sb, в ядрах атомов бериллия происходит ядерная реакция

⁵⁹Be + nv ® > ⁵⁸Be + n ® 2⁴He + n,

в результате которой выделяется поток нейтронов. Интенсивность потока пропорциональна содержанию бериллия в руде. Поток нейтронов измеряется сцинтилляционными детекторами, содержащими бор, обладающий большим сечением захвата нейтронов.

Для опробования бериллиевых руд в обнажениях и горных выработках создан прибор " Берилл-3" с чувствительностью 0, 004 % и относительной погрешностью 10 %. Перед работой путем сравнения показаний счетчика и данных химического опробования по образцу рис.12 строится эталонировочный график.

Метод ядерного гамма-резонанса (ЯГРМ) основан на эффекте Мессбауера (резонансе рассеянии гамма-квантов) и используется для определения содержания олова или касситерита. Источником излучения служит изотоп ¹¹⁹Sn. При неподвижном источнике происходит резонансное поглощение гамма-квантов атомами олова (природным изотопом ¹¹⁹Sn). Сравнение результатов резонанса при подвижном источнике и поглощения при неподвижном источнике позволяет судить о содержании олова. На данном принципе устроен прибор МАК-1 (мессбауэровский анализатор касситерита), применяемый для опробования горных выработок.

Методы РРМ и ЯГРМ используются также для оперативного опробования потоков руды и продуктов ее переработки в процессе добычи и обогащения.

На практике часто применяется комплекс геофизических методов опробования. Например, на месторождениях железистых кварцитов для выделения магнетитовых и гематитовых разновидностей применяется сочетание магнитного и плотностного каротажа. Плотностной каротаж выделяет железные руды по плотности, а магнитный разделяет гематитовые и магнетитовые руды по их магнитности.

 

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: