Спосіб визначення металофази в природних і техногенних рудах

Реферат: Спосіб визначення металофази в природних і техногенних рудах включає відбір і сушіння представницької проби, скорочення просушеної проби методом квартування, здрібнювання відквартованої сухої проби, класифікацію здрібненої проби, скорочення важкої фракції, аналіз отриманого матеріалу. Здрібнювання відквартованої сухої проби й класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації здійснюють спільно при накладенні на комбінований процес відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються. UA 78203 U (12) UA 78203 U UA 78203 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до аналітичної хімії, зокрема до визначення вмісту металофази, переважно тонковкрапленої, у природних і техногенних рудах, і може бути застосована при визначенні вмісту самородних металів (золота, платиноїдів, срібла, міді й ін.) у рудних тілах і ковких сплавах металів (сталі, заліза, свинцю, латуні, бронзи й т.п.) у техногенних родовищах. Відомий спосіб контролю обробки золотовмісних проб [патент RU 2232824 "Способ контроля обработки золотосодержащих проб, МПК С22В11/00, G01N1/00, G01N33/20]. Відомий спосіб контролю обробки золотовмісних проб полягає в наступному. При обробці партії проб виділяють представницьку вибірку проб, обсяг якої залежить від обсягу партії проб і встановлюється по нормах для контролю результатів аналізу. Кожну пробу з вибірки подрібнюють до крупності зерна - 10 мм і виділяють із проби на контрольних ситах вільне крупне золото. Потім кожну пробу ділять на дві рівні частини 1 і 2. Кожну частину обробляють як самостійну пробу по тій же схемі, яка прийнята при обробці рядових проб. З матеріалу частин 1 і 2 усіх проб вибірки виділяють за допомогою сита фракцію із крупністю зерна менш 0,1 мм, збагачену золотом, і фракцію із крупністю зерна більш 0,1 мм, не збагачену золотом. Визначають масові частки фракцій у кожній частині проби. Розраховують відносну випадкову погрішність обробки окремих проб і оцінюють її значимість за допомогою певної розрахункової умови. Потім роблять висновок про значимість випадкової погрішності обробки партії проб. Випадкова погрішність обробки партії проб значима, якщо N > А, де N - число проб у вибірці, для яких установлена значима випадкова погрішність обробки; А - прийняте число, установлене нормами для контролю результатів аналізу. Потім оцінюють систематичну погрішність обробки партії проб. Відомий спосіб обробки й скорочення проби золотовмісної руди [заявка на изобретение RU 2004138933 "Способ обработки и сокращения пробы золотосодержащей руды, МПК G01N1/28 (2006.01)]. Відомий спосіб обробки й скорочення проби золотовмісної руди включає дроблення всієї початкової проби до заданого розміру зерна (до крупності зерна 2,85 мм), перемішування дробленої проби в механічному змішувачі протягом 1 години, скорочення початкової проби до лабораторної проби масою 1,5 кг, здрібнювання лабораторної проби й приготування з неї аналітичної проби для пробірного аналізу, при цьому здрібнювання аналітичної проби для пробірного аналізу ведуть до крупності зерна 1,0 мм, після скорочення початкової проби відбирають дублікат аналітичної проби й геологічний дублікат розвідницької проби з матеріалу початкової проби, виведеного в запас і для досліджень. Відомий спосіб виявлення платини й інших платиноїдів у чорносланцевих і вуглецевмісних породах [заявка на изобретение RU 93021732 "Способ выявления платины и других платиноидов в черносланцевых и углеродсодержащих породах", МПК 6 G01N1/28]. Відомий спосіб передбачає відбір штуфних проб з наступною підготовкою їх до аналізу, причому, в процесі підготовки забезпечують збереження вуглецевої речовини порід і далі вимірюють вміст платини. Недоліком відомих способів є мала ефективність методів аналізу, обумовлена їх низькою точністю й малою експресністю, а також високими матеріальними витратами на їхнє проведення. Найбільш близьким аналогом є спосіб сухої підготовки геологічних або технологічних проб золотовмісних руд і розсипів до аналізів і установка для його здійснення [Патент RU 23721521 "Способ сухой подготовки геологических или технологических проб золотосодержащих руд и россыпей к анализам и установка для его осуществления", В07В9/00 (2006.01) G01N1/00 (2006.01)]. У даному способі сухої підготовки геологічних або технологічних проб золотовмісних руд і розсипів до аналізів суху пробу, що містить крупне золото й золото в зростках, подрібнюють і направляють у середню частину класифікатора у вигляді вертикальної труби назустріч висхідному повітряному потоку, який трансформують шляхом установки по його ходу вертикального ряду порожніх зрізаних конусів, розташованих більшими основами нагору, що формують головну зону класифікації, розташовану усередині кожного порожнього зрізаного конуса на рівні його меншої основи з однаковими у всіх порожніх зрізаних конусах швидкостями висхідного повітряного потоку, додаткову зону класифікації, розташовану в кільцевому зазорі, обмеженому внутрішньою поверхнею труби й більшою основою кожного порожнього зрізаного конуса, і зону перемішування, розташовану між двома сусідніми конусами. У першій і останній по ходу повітряного потоку зоні, а також в безпосередньо наближених до зони подачі вихідного матеріалу додаткових зонах класифікації створюють однакові швидкості висхідного повітряного потоку, максимальні для всього класифікатора, а в інших додаткових зонах класифікації швидкість висхідного повітряного потоку послідовно збільшують зверху вниз. Отриману легку фракцію сухої проби направляють на осадження в послідовно встановлені відцентрові апарати, а отриману важку фракцію - золотовмісний концентрат - подрібнюють і направляють на обробку, 1 UA 78203 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аналогічну обробці вихідної проби. Після чого кінцевий золотовмісний концентрат повністю, а легку фракцію після перемішування й скорочення, направляють на аналізи. Недоліком даного способу є також мала ефективність аналізу, обумовлена його низькою точністю й малою експресністю, а також високими матеріальними витратами на його проведення. Відмінними ознаками найближчого аналога, які збігаються зі способом, що заявляється, є: - відбір і сушіння представницької проби; - скорочення просушеної проби методом квартування; - здрібнювання відквартованої сухої проби; - класифікація здрібненої проби методом пневмосепарації; - скорочення важкої фракції методом квартування; - аналіз отриманого матеріалу. Ознаки корисної моделі, що заявляється, які відрізняються від найближчого аналога: - здрібнювання відквартованої сухої проби й класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації здійснюють спільно при накладенні на комбінований процес відцентрового поля; - здрібнювання відквартованої сухої проби роблять багаторазовим ударно-механічним впливом на матеріал, що подрібнюється, у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються; - ударно-механічний вплив при здрібнюванні здійснюють у режимі з питомою витратою енергії, що забезпечує утворення металевих агломератів, максимально наближених за формою до куль (більшої енергії утворення нової поверхні вміщуючої породи, що подрібнюється, але меншої енергії руйнування металофази стиранням); - перед проведенням аналізу отриману після скорочення важку фракцію з утвореною у вигляді куль металофазою піддають поділу на вузькі класи крупності методом грохочення; - ширину вузьких класів крупності вибирають такою, що забезпечує утворення шару часток в одне зерно (металофази та вміщуючої породи) при розміщенні матеріалу на площині; - аналіз отриманого матеріалу (у вузьких класах крупності у шарі часток в одне зерно, розміщеному на площині) здійснюють стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарі часток в одне зерно, що містить металофазу у вигляді кулястих агрегатів. В основу корисної моделі поставлено задачу за рахунок ударно-механічного впливу шляхом об'єднання його із пневмосепарацією при накладенні відцентрового поля одержати щільні агрегати металофази при максимальному розкритті й мінімальних втратах з легкою фракцією, що за формою максимально наближаються до куль. Очікуваним технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є збільшення ефективності аналізу за рахунок підвищення його точності й експресності, а також за рахунок зниження матеріальних витрат на його проведення. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення металофази в природних і техногенних рудах, що включає відбір і сушіння представницької проби, скорочення просушеної проби методом квартування, здрібнювання відквартованої сухої проби, класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації, скорочення важкої фракції методом квартування й аналіз отриманого матеріалу, згідно з корисною моделлю, здрібнювання відквартованої сухої проби й класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації здійснюють спільно при накладенні на комбінований процес відцентрового поля; здрібнювання відквартованої сухої проби здійснюють багаторазовим ударно-механічним впливом на подрібнювальний матеріал у вихровому режимі руху подрібнювальних часток; ударно-механічний вплив при здрібнюванні здійснюють у режимі з питомою витратою енергії, що забезпечує утворення металевих агломератів, максимально наближених за формою до куль (більшої енергії утворення нової поверхні вміщуючої подрібненої породи, але меншої енергії руйнування металофази стиранням); перед проведенням аналізу отриману після скорочення важку фракцію з утвореної у вигляді куль металофазою піддають поділу на вузькі класи крупності методом грохочення; ширину вузьких класів крупності вибирають такою, що забезпечує утворення шару часток в одне зерно (металофази і вміщуючої породи) при розміщенні матеріалу на площині; аналіз отриманого матеріалу (у вузьких класах крупності шарів часток в одне зерно, розміщених на площині) здійснюють стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарі часток в одне зерно, що містить металофазу у вигляді кулястих агрегатів. Суть корисної моделі, що заявляється, полягає в наступному. При здійсненні спільного здрібнювання відквартованої сухої проби й класифікації здрібненої проби методом пневмосепарації при накладенні на комбінований процес відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються; при здрібнюванні відквартованої сухої проби ударно 2 UA 78203 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 механічним впливом на матеріал, що подрібнюється; при здійсненні багаторазового ударномеханічного впливу під час здрібнювання в режимі з питомою витратою енергії, що забезпечує утворення металевих агломератів, максимально наближених за формою до куль (більшою енергії утворення нової поверхні подрібнювальної вміщуючої породи, але меншою енергії руйнування металофази стиранням); при поділі перед проведенням аналізу отриманої після скорочення важкої фракції з утвореної у вигляді куль металофази на вузькі класи крупності методом грохочення; при виборі ширини вузьких класів крупності, що забезпечує утворення шару часток в одне зерно (металофази і вміщуючої породи) при розміщенні матеріалу на площині; при здійсненні аналізу проби у вузьких класах крупності (розміщених на площині у вигляді шару часток в одне зерно) стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарі часток в одне зерно вмістів металофази, що знаходиться у вигляді кулястих агрегатів, утворених за рахунок багаторазового ударно-механічного впливу шляхом об'єднання його з пневмосепарацією при накладенні відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються, при максимальному розкритті й мінімальних втратах з легкою фракцією утворюються щільні агрегати металофази, за формою, що максимально наближається до кулястої, що веде до підвищення ефективності розділення часток у повітряному потоці і аналізу за рахунок підвищення його точності й експресності, а також за рахунок зниження матеріальних витрат на його проведення. Таким чином, сукупність відмінних ознак корисної моделі, що заявляється, веде до досягнення зазначеного вище технічного результату. Застосування способу визначення металофази в природних і техногенних рудах ілюструється наступними прикладами конкретного здійснення. Приклад 1. Аналіз золотовмісного матеріалу на вміст у ньому золота. З передбачуваного родовища золота відбирають за затвердженою методикою представницьку пробу масою 10 кг. Відібрану представницьку пробу доставляють на місце проведення аналізу й піддають сушінню за стандартною методикою до залишкового вмісту вологи не більш 5 %. Просушену представницьку пробу скорочують методом квартування до 2 кг. Потім скорочену суху пробу подрібнюють із одночасною класифікацією методом пневмосепарації при накладенні на комбінований процес здрібнювання й класифікації відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються. Режим проведення операції: здрібнювання відквартованої сухої проби роблять багаторазовим ударно-механічним впливом на подрібнювальний матеріал з питомою витратою енергії 83 Дж/г матеріалу, що подрібнюється; лінійна швидкість повітряного потоку через одиницю перетину робочої камери апарата - 0,5 м/с; лінійна швидкість обертання матеріалу, що подрібнюється, на периферії робочої камери апарату 54 м/с. При такому режимі проведення комбінованого процесу забезпечується утворення агломератів золота, максимально наближених за формою до куль, що ефективно відділяються від вміщуючої породи. Питома витрата енергії при ударно-механічному впливі 83 Дж/г більша енергії утворення нової поверхні 75 Дж/г вміщуючої породи, що подрібнюється, але менша енергії руйнування металофази стиранням 215 Дж/г). Перед проведенням аналізу отриману після скорочення важку фракцію масою 0,2 кг із утвореними у вигляді куль золотими агрегатами піддають поділу на вузькі класи крупності (0-20 мкм, 20-40 мкм, 40-80 мкм, 80-160 мкм, 160-300 мкм) методом грохочення на ситах. Зазначена ширина вузьких класів крупності забезпечує утворення шару часток в одне зерно (золотих кулястих агрегатів і кварцових часток) при розміщенні їх на площині (у кожному класі крупності частки найбільшого розміру не перекривають частки найменшого розміру). Аналіз вузьких класів крупності (розміщених на площині у вигляді шару часток в одне зерно) здійснюють стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарах часток в одне зерно, що вміщують металофазу у вигляді кулястих агрегатів. Приклад 2. Аналіз залізовмісного сталеплавильного шлаку на вміст у ньому металевого заліза. Зі шлаків сталеплавильного виробництва відбирають за затвердженою методикою представницьку пробу масою 10 кг. Відібрану представницьку пробу доставляють на місце проведення аналізу й піддають сушінню за стандартною методикою до залишкового вмісту вологи не більш 5 %. Висушену представницьку пробу скорочують методом квартування до 2 кг. Потім скорочену суху пробу подрібнюють із одночасною класифікацією методом пневмосепарації при накладенні на комбінований процес здрібнювання й класифікації відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються. Режим проведення операції: здрібнювання відквартованної сухої проби здійснюють ударно-механічним впливом на подрібнюваний матеріал з питомою витратою енергії 45 Дж/г; лінійна швидкість повітряного потоку через одиницю перетину робочої камери апарата - 0,7 м/с; лінійна швидкість обертання матеріалу, що подрібнюється, на периферії робочої камери апарата - 47 м/с. При такому режимі 3 UA 78203 U 5 10 15 проведення комбінованого процесу забезпечується утворення агломератів металевого заліза, максимально наближених за формою до куль. Питома витрата енергії при ударно-механічному впливі 45Дж/г більша енергії утворення нової поверхні 40 Дж/г породи, що подрібнюється, але менша енергії руйнування металевого заліза стиранням 800 Дж/г. Перед проведенням аналізу отриману після скорочення важку фракцію масою 0,7 кг із утвореними у вигляді куль залізними агрегатами піддають поділу на вузькі класи крупності (0-20 мкм, 20-40 мкм, 40-80 мкм, 80-160 мкм, 160-300 мкм, 300-500 мкм, 500-1000 мкм) методом грохочення на ситах. Зазначена ширина вузьких класів крупності забезпечує утворення шару часток в одне зерно (агрегатів металевого заліза й силікатних часток шлаку) при розміщенні їх на площині (у кожному класі крупності частки найбільшого розміру не перекривають частки найменшого розміру). Аналіз матеріалу у вузьких класах крупності (розміщених на площині у вигляді шару часток в одне зерно) здійснюють стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарах часток в одне зерно, що вміщують металофазу у вигляді кулястих агрегатів. Застосування способу визначення металофази в природних і техногенних рудах дозволяє оперативно визначити наявність як металевої фази в пробах, так і оксидної (в шлаках), з мінімальними витратами й часом, не використовуючи при цьому хімічні реактиви. У таблиці наведена порівняльна характеристика відомих методів аналізу та способу визначення металофази в природних і техногенних рудах, що заявляється. Таблиця Характеристики способів матеріальні втрати при втрати від витрати на час Найменування способу інші підготовці недорозкриття, один проведення характеристики проби, % % аналіз, аналізу $/аналіз Поріг До 10, при виявлення стиранні в Пробірний аналіз до 2 30 2 доби (чутливості)-0,1 порцеляновій г/т; погрішність чаші 5 %. Поріг виявлення Хімічний аналіз -«-«40 -«(чутливості)-0,1 г/т; погрішність 5 %. Поріг виявлення (чутливості)До 10 при 0,01 г/т; просипці Спектрозолотометричний необхідність проби через -«20 1 доба аналіз формування електричну пакета проб по дугу 20-30 проб; погрішність 20 %. Поріг виявлення (чутливості) 0,001 г/т; Що заявляється до 0,2 -«15 3 години кількість проб не регламентується; погрішність менша 5 %. 20 З таблиці видно, що за інших рівних умов погрішність аналізу порівнянна із пробірним аналізом, і у 4 рази менша, ніж у спектрозолотометричного аналізу. У порівнянні з пробірним аналізом, час проведення аналізу способом, що заявляється, менший у 14 разів, а матеріальні 4 UA 78203 U витрати знижуються в 2 рази. Діапазон визначення вмісту золота в пробі, що досліджується, у заявленому способі в 10 разів більший, ніж у спектрозолотометричному, і у 100 разів більший, ніж у пробірному аналізах. 5 10 15 20 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб визначення металофази в природних і техногенних рудах, що включає відбір і сушіння представницької проби, скорочення просушеної проби методом квартування, здрібнювання відквартованої сухої проби, класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації, скорочення важкої фракції методом квартування й аналіз отриманого матеріалу, який відрізняється тим, що здрібнювання відквартованої сухої проби й класифікацію здрібненої проби методом пневмосепарації здійснюють спільно при накладенні на комбінований процес відцентрового поля у вихровому режимі руху часток, що подрібнюються; при цьому здрібнювання відквартованної сухої проби здійснюють багаторазовим ударно-механічним впливом на матеріал, що подрібнюється; і ударно-механічний вплив при здрібнюванні здійснюють у режимі з питомою витратою енергії, що забезпечує утворення металевих агломератів, максимально наближених за формою до куль (більшої енергії утворення нової поверхні породи, що подрібнюється, але меншої енергії руйнування металофази стиранням); причому перед проведенням аналізу отриману після скорочення важку фракцію з утвореною у вигляді куль металофазою піддають поділу на вузькі класи крупності методом грохочення; ширину вузьких класів крупності вибирають такою, що забезпечує утворення шару часток в одне зерно (металофази і вміщуючої породи) при розміщенні матеріалу на площині; і аналіз отриманого матеріалу (вузьких класів крупності у шарі часток в одне зерно, розміщеному на площині) здійснюють стандартними методами сканування за стандартними програмами розрахунків у шарах часток в одне зерно, що вміщують металофазу у вигляді кулястих агрегатів. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5