О б р о б к а п р о б

3.4.1. Основні принципи обробки проб. Мета обробки проб полягає у тому, щоб скоротити і здрібнити пробу до маси і крупності, необхідних для хімічного або будь-яких інших аналізів. Наприклад, для спектрального аналізу потрібно 5-20г, для хімічного аналізу рядових проб на декілька компонентів кінцева маса проби 50-100г, рідко 500г, для пробірного аналізу 0,5 – 1кг.

Обробка проб складається з чергування операцій здрібнювання, перемішування та скорочення, які виконуються за певними правилами, що забезпечують збереженість проби у кінцевому матеріалі.

Вчені Річардс і Чечьотт, на підставі емпіричних даних, встановили, що показність проби зберігається, якщо її маса змінюється пропорційно квадрату максимальних частинок. Ця залежність отримала назву рівняння Річардса-Чечьотта.

Q = kd²,

де Q – надійна маса скороченої проби, кг;

b – діаметр максимальних частинок, мм;

k – коефіцієнт, який залежить від властивостей корисної копалини: а) мінливості вмісту корисних компонентів, б) величини цінних мінералів, в) вмісту компонентів у рудах, г) відмінностей у щільності мінералів. Експериментальні роботи, виконані на багатьох родовищах дозволили обґрунтувати значення коефіцієнту (k) для всіх промислових типів родовищ. Рекомендовано наступні значення коефіцієнту залежно від характеру зруденіння:

0,05 – дуже рівномірний і рівномірний розподіл;

0,1 - нерівномірний розподіл;

0,2 – 0,3 – дуже нерівномірний розподіл;

0,4 – 0,5 – вкрай нерівномірний розподіл;

0,8 – 1,0 – родовища золота з величиною золотинок 0,6 мм

3.4.2. Операції обробки проб. Обробка проб складається з чотирьох операцій: 1) здрібнення; 2) допоміжне та повірочне грохотіння (просіювання); 3) перемішування; 4) скорочення.

З д р і б н е н н я проб здійснюється зазвичай механічним способом за допомогою дробарок різного типу. Відрізняють дробарки крупного, середнього і тонкого здрібнювання. Максимальний вхідний та мінімальний вихідний розміри частинок при дробінні на різних дробарках, а також їх продуктивність наведені у табл. 2.

Таблиця 2.

Тип дробарки	Розмір частинок, мм	Продуктивність, кг/год
Живлення	розвантаження
Щокова		3 -10	230 – 400
Валкова		0,5 – 4
Дисковий стирач		0,05
Млин стрижневий		0,15 – 0,3	4,0 – 5,5
Вібростирач	2-3	0,05	0,07

П р о с і ю в а н н я (г р о х о т і н н я) матеріалу проби переслідує дві мети. Допоміжне просіювання дозволяє виділити дрібна фракцію здрібненої проби та направити її на наступну операцію без дробіння (найбільш витратної операції). Це підвищує продуктивність дроблення. Контрольне просіювання дозволяє контролювати максимальний розмір частинок після дроблення. Крупна фракція, що не пройшла через сито, знов завантажується у дробарку.

Просіювання дрібного і тонкого матеріалу здійснюється за допомогою ручних або механічних сит, а крупного матеріалу – за допомогою грохотів різного типу (пласкі, хитаючи, барабанні, вібраційні тощо). Розміри отворів у ситах стандартні і підкоряються геометричній прогресії, з модулем рівним 2 (при грохотінні) або 1,26 (при просіюванні).Рекомендовані розміри отворів сит та грохотів (у мм): 50; 25; 12; 6; 3; 2,5; 2; 1,6; 1,25; 1; 0,8; 0,63; 0,5; 0,4; 0,315; 0,250; 0,160; 0,125; 0,1.

П е р е м і ш у в а н н я матеріалу проби здійснюється після дроблення, якщо намічається скорочення проби. Мета перемішування – отримання однорідного матеріалу та виключення ролі сегрегації матеріалу за щільністю та розміром частинок. Існує декілька способів перемішування матеріалу. Для проб великої маси (2-3 т) використовують спосіб перелопачування (лопатами збирають матеріал у конус, а потім розрівнюють, и так декілька разів). Для перемішування проб вагою до декількох кілограмів застосовують спосіб кільця і конуса (explain).

С к о р о ч е н н я проб необхідне для зменшення маси вихідних або здрібнених проб у межах, припустимих формулою Річардса-Чечьотта. Існують як ручні так і механізовані способи скорочення: спосіб кратної відбірки, вичерпування, квартування, жолобковим ділителем Джонсона.

С п о с і б к р а т н о ї в і д б і р к и використовується для скорочення проб великої маси. З перемішаного матеріалу, складеного у вигляді конуса лопатою беруть матеріал і розкидають у певній послідовності на два, три і т. д. конуси залежно від того, наскільки слід скоротити матеріал проби. Спосіб продуктивний та забезпечує високу достовірність, так як матеріал забирається з проби відносно малими порціями.

С п о с і б в и ч е р п у в а н н я використовується для скорочення пухкого матеріалу та здійснюється аналогічно відбору проб цим способом. На поверхні рівномірно розсипаної і перемішаної проби розбивають квадратну сітку і у її вузлах беруть часткові проби за допомогою труби або іншого пробовідбірника. Спосіб високо продуктивний, забезпечує будь-який ступінь скорочення матеріалу і достатню точність.

С п о с і б к в а р т у в а н н я застосовують після перемішування проби методом кільця і конуса (хрестовиною конус ділиться на чотири частини, дві з яких, протилежні, об’єднують для подальших операцій, решту – викидають у відвал). Drawing in the desk.

С п о с і б с к о р о ч е н н я ж о л о б к о в и м д і л и т е л е м

Д ж о н с о н а дозволяє доволі точно розділити пробу на дві рівні частини. При цьому відбувається деяке перемішування матеріалу проби. Одне скорочення займає декілька хвилин.

3.4.3 Складання схеми обробки проб. Обробка проб складається за схемою для кожного родовища з урахуванням особливостей руд, задач їх дослідження, виду і маси проб, з використанням рівняння Річардса-Чечьотта. Необхідні рекомендації щодо складання схем обробки проб та приклади застосування їх надаються в «Методичних рекомендаціях до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Пошуки та розвідка корисних копалин» […., http://manuk-geo.ucoz.ua ].

3.5. А н а л і т и ч н і д о с л і д ж е н н я п р о б (аналізи, рос. испытания). Вид аналізів визначається характером корисної копалини, його мінеральним і хімічним складом, задачами дослідження, потрібною точністю аналізу, ступенем вивченості родовища. Деякі види аналізів можуть проводитися у геологорозвідувальній партії, решта у спеціальних лабораторіях.

3.5.1. Визначення хімічного складу. Цей вид аналізів найбільш поширений у практиці робіт. Залежно від потрібної точності та чутливості аналізу можуть застосовуватися спектральний, хімічний, пробірний, ядерно-геофізичний та інші методи аналізів.

С п е к т р а л ь н и й а н а л і з широко використовується при пошуках та розвідці родовищ. За допомогою цього аналізу проводяться геохімічні методи пошуків. Спектральний аналіз дозволяє виявити дуже низький вміст деяких, особливо побіжних компонентів, дозволяє відбракувати проби перед проведенням більш дорогого хімічного аналізу, для його виконання достатньо дуже малої наважки – перші грами. Але він поступається точністю перед іншими аналізами, особливо при високому вмісті елементів.

Х і м і ч н и й а н а л і з є основою для визначення вмісту компонентів у більшості рудних та нерудних корисних копалин. Порівняно із спектральним аналізом він характеризується меншою чутливістю, але більшою точністю. Дані хімічного аналізу використовуються для оконтурювання тіл корисних копалин, підрахунку запасів цінних компонентів у руді. Маса проб, які направляються на хімічний аналіз, складає 50 – 100г і залежить від кількості компонентів, що визначаються.

П р о б і р н и й а н а л і з призначений для визначення у пробах вмісту благородних металів. Він досить витратний але високо чутливий і точний. Для аналізу використовується наважка масою 250 – 500г. і більше. Часто він використовується для контролю даних інших, менш витратних видів аналізу.

Я д е р н о - ф і з и ч н і м е т о д и забезпечують високу чутливість та точність аналізів на багато компонентів і відрізняються високою продуктивністю. При аналізі проба не витрачається, часто навіть не треба її здрібнювати, так як досліджується спектр та інтенсивність природної або штучної радіоактивності. Проте для проведення аналізів необхідне використання дорогої апаратури, що стримує використання цих методів. За допомогою ядерно-фізичних методів можна визначати вміст олова, бору, літію, кадмію, берилію та деяких інших хімічних елементів.

3.5.2. Визначення мінерального складу. Способи визначення мінерального складу залежать від задач дослідження, потрібної точності та стану матеріалу проби. Розрізняють повний і скорочений мінералогічний аналіз проб (explain what for). При вивченні щільних зцементованих руд частіше використовуються візуальний і розрахунковий способи визначення мінерального складу.

В і з у а л ь н и й спосіб полягає у встановленні кількості мінералів в пробі окомірним способом або за допомогою певних пристроїв для вимірювання кількості, лінійних розмірів або площі окремих мінералів в штуфах, шліфах або аншліфах. Цей спосіб достатньо поширений і високо продуктивний. Точність підрахунку залежить від кількості замірів, але зазвичай не перевищує 1 – 5 %.

Р о з р а х у н к о в и й спосіб ґрунтується на закономірному зв’язку між мінеральним і хімічним складом корисної копалин. Якщо відомий хімічний склад руди, то його можна перерахувати на мінеральний, для чого достатньо знати, які мінерали містяться у руді. Наприклад, якщо в руді присутній один мідний мінерал – халькопірит, то, виходячи з відомого вмісту міді у пробі, легко розрахувати вміст халькопіриту із співвідношення молекулярних і атомних мас. Розрахунковий спосіб застосовується при простому складі руди. Він характеризується високою точністю та використовується для визначення кількості найважливіших мінералів руд.

Пухкі корисні копалини досліджуються іншими способами. Найчастіше застосовується спосіб, при якому з проби вилучаються досліджувані мінерали та встановлюється їх вага. Співвідношення маси мінералу до об’єму проби дає вміст мінералу у пробі. Такий спосіб зазвичай використовується при випробуванні розсипних родовищ (remind of panned sample or heavy concentrate for panning).

3.5.3. Дослідження технологічних властивостей руд. Технологічні проби досліджуються у спеціальних лабораторіях. Технологічні проби необхідні для характеристики природних типів, промислових ґатунків, ділянок або родовища в цілому. Залежно від задач дослідження проби поділяються на лабораторні, укрупнено-лабораторні та напівзаводські.

Найбільш поширені в л а с н о т е х н о л о г і ч н і проби, які відбираються з окремих промислових ґатунків руд.

Л а б о р а т о р н і проби служать для розробки нових технологічних схема або перевірки технологічних властивостей руд за існуючими технологічними схемами.

У к р у п н е н о - л а б о р а т о р н і проби дозволяють перевірити технологічні властивості руд та вточнити технологічні показники їх переробки у безперервному процесі.

Н а п і в з а в о д с ь к і проби вивчаються лише в тих випадках, коли засвоюються нові види мінеральної сировини або суттєво нові технологічні схеми, для яких відсутній досвід роботи промислових підприємств.

Маса проб змінюється у значних межах, залежно від виду мінеральної сировини і призначення проби і складає: для лабораторних проб - десятки і сотні кілограмів, для укрупнено-лабораторних – тони, для напівзаводських – десятки і навіть тисячі тон.

3.5.4. Фізико-технічні дослідження. Проводяться на всіх родовища корисних копалин, але найбільше значення мають для нерудної сировини (будівельних матеріалів, слюди, азбесту, оптичної сировини тощо).

Найчастіше доводиться вивчати об’ємну масу, вологість, гранулометричний склад, коефіцієнт розпушення та деякі інші властивості. Об’ємна маса належить до одного з параметрів підрахунку запасів, тому її вивченню приділяється велика увага.

Вивчення вологості необхідне з тих міркувань, що об’ємна маса вимірюється у природно-вологому стані, а вміст компонентів у наважці - у розрахунку на суху речовину. Тому при підрахункові запасів компонентів у рудах слід вводити поправку на вологість.

Дата добавления: 2013-12-14