Содержание к диссертации
Введение
I. Состояние вопроса и постановка задач исследования 8
1.1. Общие и методические вопросы радиометрического обогащения 11
1.2. Развитие аппаратуры фотометрического обогащения 13
1.3. Технологические исследования и практическое применение радиометрических методов при обогащении руд цветных и благородных металлов 15
Выводы 19
II. Объекты, аппаратура и методика исследований 21
П. 1. Объекты исследований 21
11.2. Аппаратура исследований 21
11.3. Методика исследования обогатимости руд радиометрическими методами 23
П.3.1. Изучение вещественного состава 23
П.3.2. Содержание полезного компонента 24
И.3.3. Гранулометрический состав 24
II.3.4. Контрастность руды 25
П. 3.5. Соответствие между интенсивностью проявления признака разделения и содержанием полезного компонента
П.3.5.1. Эффективность рентгенорадиометрического признака разделения 28
П.3.5.2. Эффективность полихромного фотометрического признака разделения 28
11.4. Методика оценки обогатимости золотосодержащих руд полихромным фотометрическим методом сепарации 34
Выводы 38
III. Оценка обогатимости золотосодержащих руд радиометрическими методами 40
III. 1. Обоснование метода предварительного обогащения руд 40
месторождения Сухой Лог
III. 1.1. Краткая геологическая характеристика месторождения 40
III. 1.2. Оценка обогатимости радиометрическими методами сепарации 41
III. 1.2.1. Краткая характеристика проб 41
III. 1.2.2. Гранулометрический состав 42
III. 1.2.3. Вещественный состав руд 45
III. 1.2.4. Классификация материала проб и отбор выборки 49
III. 1.2.5. Характеристика выборки по данным вещественного состава 52
III. 1.2.6. Сопоставление результатов нейтронно-активационного с пробирным и рентгеноспектральным методами анализа 60
ПІЛ.2.7. Контрастность руд 61
III. 1.2.8. Оценка эффективности рентгенорадиометрических признаков разделения 61
III. 1.2.9. Оценка эффективности фотометрического признака разделения 66
III. 1.3. Выбор метода предварительного обогащения 72
Ш.2. Оценка обогатимости золотосодержащих руд месторождения Покровка-2 радиометрическими методами 74
III.2.1. Изучение свойств руды влияющих на возможность применения 74
радиометрической сепарации
Ш.2.2. Проведение испытаний полихромной фотометрической сепарации 80
Ш.2.3. Оценка обогатимости рентгенорадиометрическим и рентгенолюминесцентным методами 82
Выводы 86
IV. Укрупнено-лабораторные испытания полихромной фотометрической 89
сепарации на рудах месторождения Сухой Лог
Выводы 102
Заключение 103
Список использованной литературы
- Развитие аппаратуры фотометрического обогащения
- Технологические исследования и практическое применение радиометрических методов при обогащении руд цветных и благородных металлов
- Соответствие между интенсивностью проявления признака разделения и содержанием полезного компонента
- Оценка обогатимости радиометрическими методами сепарации
Введение к работе
Актуальность темы
Минерально-сырьевая база золота в России представлена тремя типами месторождений: коренными, доля которых составляет 52% от общих запасов, россыпными -20% и комплексными - 28%. За последние 5 лет отмечается систематическое снижение уровня добычи золота, что обусловлено истощением и ухудшением качества запасов россыпных месторождений, которые служили основным источником сырья в отечественной золотодобывающей промышленности в прошлом столетии.
В связи с этим наиболее перспективным путем сохранения уровня добычи является вовлечение в эксплуатацию коренных месторождений золота, наибольший практический интерес из которых представляют месторождения с золотосульфидным типом руд, характеризующиеся большими запасами при относительно низком содержании золота. Экономическая целесообразность отработки таких месторождений во многом зависит от возможности применения низкозатратных и высокопроизводительных методов предварительного радиометрического обогащения на стадии крупного дробления, что позволяет исключить из дальнейших процессов переработки часть горной массы с отвальным содержанием полезного компонента.
Перспективным направлением предварительного обогащения золотосодержащих руд является применение нового полихромного фотометрического метода сепарации. Аппаратурное исполнение данного метода позволяет перерабатывать руду с высокой производительностью при широком диапазоне крупности материала. Однако его применение требует выполнения комплексных исследований, связанных с методическим и экспериментальным обоснованием разрабатываемой технологии предварительного обогащения.
Целью работы является разработка технологии предварительного обогащения золотосодержащих руд на основе полихромного фотометрического метода сепарации.
Идея работы заключается в использовании новых разделительных признаков -цветностных характеристик минералов-индикаторов и литолого-петрографических разностей при применении высокопроизводительных полихромных фотометрических сепараторов для предварительного обогащения золотосодержащих руд с целью повышения эффективности их переработки.
Основными задачами исследования являются:
- разработка методики оценки обогатимости золотосодержащих руд полихромным фотометрическим методом сепарации;
- изучение свойств золотосодержащих руд, влияющих на радиометрическую обогатимость;
- оценка возможности применения полихромного фотометрического метода сепарации с использованием предложенной методики на рудах конкретных объектов. Защищаемые положения:
1. Разработана рациональная методика оценки обогатимости золотосодержащих руд полихромным фотометрическим методом, включающая: определение корреляционной связи содержания золота с цветностными характеристиками минералов-индикаторов с помощью неразрушающего ядерно-физического метода анализа; оценку цветностной контрастности; определение оптимального признака разделения с использованием впервые предложенного модифицированного показателя.
2. На основе экспериментальных исследований определены достоверные признаки разделения золотосодержащих руд полихромным фотометрическим методом сепарации, базирующиеся на дифференциальной и интегральной оценке цветностных характеристик разделяемых объектов.
3. Доказана высокая эффективность полихромного фотометрического метода, обеспечивающего удаление отвальных крупнокусковых хвостов и повышение качества продукта, поступающего на дальнейшую переработку при предварительном обогащении золотосодержащих руд месторождения Сухой Лог.
Методы исследований, использованные в работе: нейтронно-активационный, пробирный и рентгеноспектральный методы анализа элементного состава, минералогический анализ; рентгенорадиометрический, рентгенолюминесцентный и полихромный фотометрический методы сепарации, статистические методы анализа при обработке экспериментальных данных, лабораторные и укрупненные испытания.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые для предварительного обогащения золотосодержащих руд месторождения Сухой Лог применен полихромный фотометрический метод сепарации, установлен разделительный признак на основе дифференциальной оценки цветностных характеристик, показана область его формирования в системе RGB при значении относительного отверстия оптической системы 1:14.
2. Предложена универсальная количественная характеристика модифицированного показателя признака разделения «ГГ», определяемая как максимум средневзвешенного отклонения относительного содержания ценного компонента в кусках, расположенных в порядке возрастания признака разделения П = 2max / д(С, —1),7,-; где: п - число кусков; С,0 - относительное содержание i=i ценного компонента в /-ом куске; у,- - выход /-го куска.
3. Предложен количественный показатель различия цветностных характеристик X _х — разделяемых объектов а и Ь, определяемый отношением: СА = —- -; где: Ха,Хь средние значения распределения признака разделения для двух разделяемых объектов а и b, sa,sh- стандартные отклонения распределений значений признака разделения.
4. Впервые исследовано влияние значения относительного отверстия оптической системы полихромного фотометрического сепаратора на регистрируемые цветностные характеристики минеральных агрегатов и эффективность сепарации, определены его оптимальные значения.
Практическая ценность. Полихромная фотометрическая сепарация позволяет эффективно обогащать на стадии крупного дробления золотосодержащие руды, обеспечивая при их переработке: сокращение объема руды, поступающей на глубокое обогащение; повышение эффективности глубокого обогащения; снижение объемов хвостохранилищ; прирост запасов за счет вовлечения в эксплуатацию бедных и убогих руд.
Технология предварительного обогащения золотосодержащих руд месторождения Сухой Лог на основе применения полихромной фотометрической сепарации позволит: снизить себестоимость производства конечной продукции с 325,9 руб/г. до 253,3 руб/г.; снизить бортовое содержание золота с 1,0 до 0,5 г/т.
Реализация результатов работы. Разработанная технология полихромной фотометрической сепарации золотосодержащих руд месторождения Сухой Лог была использована ФГУП «ЦНИГРИ» при составлении ТЭО постоянных кондиций и пересчете запасов в ГКЗ РФ в 2007г.
Апробация работы. Основные положения работы изложены и обсуждены на: VI Конгрессе обогатителей стран СНГ (2007, Москва), IV Международной научно-практической конференции "Экологические проблемы индустриальных мегаполисов" (2007, Москва), годичном собрании Российского Минералогического Общества «Минералогические исследования и минерально-сырьевые ресурсы России» (2007, Москва), IV Международной научной школе молодых ученых и специалистов "Проблемы освоения недр глазами молодых" (2007, Москва), международной конференции "Минерально-сырьевая база черных, легирующих и цветных металлов России и стран СНГ: проблемы, пути освоения и развития" (2007, Москва), II Всероссийской молодежной научно-практической конференции по проблемам недропользования (2008, Екатеринбург), «Неделе Горняка» (2008, Москва), конференции "Молодые - наукам о Земле" (2008, Москва), научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых» (2008, Москва).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и одного приложения. Содержание работы изложено на 119 страницах машинописного текста, включая 2J9 рисунков, ЗД таблицу, а также список использованной литературы, содержащий 112 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - кандидату технических наук Литвинцеву Э.Г.
За постоянное внимание к работе автор выражает глубокою признательность кандидату технических наук Рябкину В.К., кандидату технических наук Звереву В.В. За обсуждения основных положений и полезные замечания автор выражает благодарность доктору технических наук, профессору Иванкову СИ., кандидату физико-математических наук Рогожину А.А., доктору геолого-минералогических наук Машковцеву Г.А, доктору геолого-минералогических наук Ожогиной Е.Г, кандидату геолого-минералогических наук Карпенко И.А.; сотрудникам отдела технологических исследований ВИМСа: Глушко Т.В., Ратнеру В.Б., Кузнецовой О.В. За оказанную помощь при проведении испытаний автор выражает признательность Тихвинскому А.В., Пичугину А.Н., Antoine Spinelli, к.т.н. Романчуку А.И., Жаркову В.В.
Развитие аппаратуры фотометрического обогащения
Основные теоретические положения радиометрического обогащения минерального сырья изложены в работах В.А. Мокроусова, А.П. Татарникова, Л.Ч. Пухальского, В.А. Лилеева и О.А. Архипова [57,58,59,60,61]. Современное состояние радиометрического обогащения изложено в работах [13,14].
В силу того, что рентгенорадиометрический метод опробования руд основан на тех же физических принципах, что и рентгенорадиометрический метод обогащения, особого внимания заслуживают работы [9,15], где изложены физические основы данного метода, а также приводится алгоритм интерпретации данных опробования с целью изучения технологических свойств руд при применении радиометрического обогащения. В работе [16] представлен обзор применяемой аппаратуры и опыт применения рентгенорадиометрического метода обогащения на рудах цветных металлов.
Основоположником применения фотометрического метода сепарации минерального сырья в СССР является Остапов И.Т. [17]. Вопрос использования фотометрического метода на нерудном сырье рассмотрен в работах [11,12,18,19,20]. Физические основы данного метода, с подробным освещением сепарации сельскохозяйственных продуктов, изложены в работе [10].
Среди первых зарубежных публикаций наибольшего внимания заслуживает работа Уимена Р.А., где рассмотрена история развития данного направления, изложены принципы работы сепараторов и классифицированы методы радиометрического обогащения [103]. Из современных зарубежных работ отметим подготовленные специалистами из Швеции [101] и ЮАР [105] обзор и анализ развития радиометрических методов обогащения. Заслуживает внимания также обзор Х.Р. Манучехри [107], посвященный переработке металлолома, с подробным описанием использования радиометрических методов сепарации в этой области промышленности.
Методические рекомендации по оценке обогатимости руд радиометрическими методами сепарации [21,22,23,24,25,26,27] хорошо апробированы на рудах черных, цветных и радиоактивных металлов, однако заметен пробел в освещении фотометрического метода. Кроме того, данные рекомендации, базирующиеся на методике, разработанной Мокроусовым В.А. и Архиповым О.А., являются обобщенными для всех радиометрических методов и описывают лишь общий алгоритм оценки обогатимости без учета специфических свойств различных видов минерального сырья, которые в значительной степени определяют обогатимость. В связи с этим возникает необходимость конкретизации методических подходов определения обогатимости руд радиометрическими методами с учетом вида минерального сырья и применяемого метода. Например, имеются ряд работ В.PL Ревнивцева, Э.Г. Литвинцева, 10.0. Федорова, где рассматриваются методические особенности оценки обогатимости комплексных руд рентгенорадиометрическим методом [28,29,30,31,32,33].
При оценке обогатимости золотосодержащих руд радиометрическими методами в силу того, что сепарация может осуществляться лишь по косвенным разделительным признакам, необходимо учитывать следующие факторы: устойчивость связи косвенного признака разделения с содержанием золота, низкое содержание золота в руде, гетерогенное распределение рудных минералов, изменение проявления косвенных признаков разделения на различных классах крупности и т.д. Так, в отечественных и зарубежных изданиях имеется значительное количество публикаций, посвященных методическим и практическим вопросам применения рентгенорадиометрического обогащения золотосодержащих руд месторождения Кокпатас (НГМК, Узбекистан) [34-39]. Однако вышеперечисленные работы опираются лишь на опыт применения данного метода.
Отметим, что публикации, рассматривающие методические вопросы применения фотометрического метода при сепарации золотосодержащих руд, в отличие, например, от рентгенорадиометрического метода отсутствуют. Однако имеется ряд работ, рассматривающих методические вопросы применения фотометрической сепарации на иных видах сырья. К примеру, в работе Черницкого Л.П. [40], посвященной фотометрической сепарации магнезитового сырья, и в работе Кожевникова Е.К. [41], посвященной технологии обогащения доломитового сырья, при определении фотометрической обогатимости предлагается производить предварительное фракционирование сепарируемого материала по минералогическим признакам с целью определения оптимальных признаков разделения.
В работе Кравца Б.Н. [18], где рассматривается алгоритм оценки обогатимости минерального сырья и разработки технологии обогащения (кварц, магнезитовые и сильвинитовые руды) фотометрическим методом сепарации, также предлагается производить предварительную визуальную рудоразборку с целью определения технологических показателей фотометрического обогащения. Данная операция, по нашему мнению, целесообразна лишь с использованием аппаратуры для количественной оценки признака разделения (см. раздел П.З.5.), а данные визуальной рудоразборки могут дать лишь ориентировочную информацию.
Отметим также то, что за последние годы было разработано новое оборудование для радиометрического обогащения, электронные системы которого стали проектироваться с учетом их синхронизации с персональными компьютерами, что резко изменило методические и технологические возможности освоенных методов.
Все сказанное позволяет сделать вывод о необходимости разработки, в рамках существующей теории радиометрического обогащения минерального сырья, специальной методики оценки обогатимости золотосодержащих руд фотометрическим методом, которая учитывала бы методические особенности нового оборудования.
Промышленное производство фотометрических сепараторов было начато за рубежом в 60-х годах XX столетия британской компанией «Ganson Sortex Ltd», которая разработала несколько моделей сепараторов для материала различной крупности. Подача материала в зону измерения осуществлялась многоканальным транспортером, измерение интегральной монохромной отражательной способности осуществлялось в камере, где кусок осматривался с трех сторон. Выбивание кусков осуществлялось пневмоклапанами.
В отечественной промышленности первый фотометрический сепаратор был сконструирован Остаповым И.Т. в начале 60-х годов прошлого столетия [42]. Первые испытания показали перспективность данного метода. Более поздние отечественные разработки имели ряд недостатков. Так фотометрические сепараторы «Кварц» имели низкую разрешающую способность, чувствительность и производительность. Определение отражательной способности куска в измерительной камере осуществлялось в интегральном режиме. Производительность сепаратора на классе крупности -100+50мм не превышала 14 т/ч [43].
В конце 70-х годов институтом «ЦНИИолово» совместно с НПО «Буревестник» и СКБ ГОМ был разработан сепаратор с повышенной разрешающей способностью. Определение отражательной способности куска осуществлялось в дифференциальном режиме, минимальное поле обзора сепаратора (разрешающая способность) составляло 4 мм. Производительность сепаратора на классе крупности — 120+75мм не превышала 20т/ч [44]. В те же годы были предприняты попытки увеличения разрешающей способности фотометрических сепараторов за счет замены фотоэлектронных умножителей на телевизионные передающие трубки [45].
Технологические исследования и практическое применение радиометрических методов при обогащении руд цветных и благородных металлов
Промышленное производство фотометрических сепараторов было начато за рубежом в 60-х годах XX столетия британской компанией «Ganson Sortex Ltd», которая разработала несколько моделей сепараторов для материала различной крупности. Подача материала в зону измерения осуществлялась многоканальным транспортером, измерение интегральной монохромной отражательной способности осуществлялось в камере, где кусок осматривался с трех сторон. Выбивание кусков осуществлялось пневмоклапанами.
В отечественной промышленности первый фотометрический сепаратор был сконструирован Остаповым И.Т. в начале 60-х годов прошлого столетия [42]. Первые испытания показали перспективность данного метода. Более поздние отечественные разработки имели ряд недостатков. Так фотометрические сепараторы «Кварц» имели низкую разрешающую способность, чувствительность и производительность. Определение отражательной способности куска в измерительной камере осуществлялось в интегральном режиме. Производительность сепаратора на классе крупности -100+50мм не превышала 14 т/ч [43].
В конце 70-х годов институтом «ЦНИИолово» совместно с НПО «Буревестник» и СКБ ГОМ был разработан сепаратор с повышенной разрешающей способностью. Определение отражательной способности куска осуществлялось в дифференциальном режиме, минимальное поле обзора сепаратора (разрешающая способность) составляло 4 мм. Производительность сепаратора на классе крупности — 120+75мм не превышала 20т/ч [44]. В те же годы были предприняты попытки увеличения разрешающей способности фотометрических сепараторов за счет замены фотоэлектронных умножителей на телевизионные передающие трубки [45].
Общими, для сепараторов подобного рода, были следующие особенности. Подача материала в зону измерения осуществлялась поканальным (ручьевым) способом, строго регламентировалось минимальное расстояние между кусками и предельно допустимая скорость подачи материала в зону измерения, что обуславливало низкую производительность сепараторов [10]. Сканирование поверхности куска осуществлялось большими площадями. Таким образом, главными недостатками первых фотометрических сепараторов являлись - низкая разрешающая способность и малая производительность.
В 80-е годы XX века канадская компания «Ore Sorters Ltd» разработала и наладила выпуск более совершенных фотометрических сепараторов (модель М-16) с монослойной раскладкой кусков руды на ленте транспортера шириной 800мм, движущейся со скоростью 4 м/с. Коэффициент загрузки ленты транспортера составил 0,1-0,2. Сканирование материала производилось оптической системой, состоящей из гелий-неонового лазера и 20-гранного зеркального барабана, вращающегося со скоростью 6000 об/мин. Минимальное поле обзора —2 мм. С помощью оптической системы производилась оценка дифференциальной отражательной способности и определение местоположения кусков на ленте транспортера. Производительность сепаратора при крупности руды —140+80 мм достигала 180 т/ч. На базе сепаратора М-16 были разработаны модели авторадиометрического и радиорезонансного сепараторов. Подобные модели сепараторов под маркой UltraSort в настоящее время выпускаются в Австралии. Таким образом, были решены вопросы увеличения производительности и разрешающей способности сепараторов. Перед производителями сепараторов встал вопрос об увеличении чувствительности сканирующей системы.
В начале 90-х под маркой Spectra-Sort совместным швейцарско-итальянским предприятием Minmet Financing Company был налажен выпуск фотометрических сепараторов, принцип измерения оптических характеристик перерабатываемого материала в которых базировался на трехкомпонентной модели светового потока. В данных сепараторах регистрация сигнала осуществлялась системой, состоящей из светоделительного стекла, которое разделяло световой поток на два или три спектрально эквивалентных потока, каждый из которых, проходя через соответствующий оптический фильтр (красный, зеленый и синий), попадал на фотоэлемент. Однако данная система не нашла широкого промышленного применения.
В конце 1990-х гг. на основе достижений цифровой фототехники и модернизации электронных систем сепараторов появилось новое поколение оборудования для фотометрического обогащения, в частности сепараторы OptoSort производства компании AIS Sommer (ФРГ) и сепараторы MikroSort компании Mogensen, с более высоким уровнем распознавания сепарируемых объектов.
Измерение оптических PI геометрических параметров объекта в подобных сепараторах осуществляется цифровой строчной широкополосной камерой (ПЗС-матрицей). Критерием распознавания материала служат характеристики на основе цветностной модели RGB (см. раздел Н.4.1.), которая позволяет различать до 16,77 млн. цветов. Кроме того, возможен учет 8-ми оптических и геометрических признаков разделения с логическими функциями «и», «или», «не». Минимальная площадь обзора для таких сепараторов составляет 0,ЗХ0,Змм. Подача кусков осуществляется монослоем, коэффициент загрузки транспортирующего устройства 0,3-0,4. Производительность сепаратора на классе —30+12 составляет 88т/ч, а на классе -6+3 мм достигает 12 т/час [87]. Кроме того, высокая эффективность работы сепараторов обусловлена большим количеством воздушных клапанов (в зависимости от ширины ленты - от 96 до 224), что позволяет более точно выбивать выбранный материал. Синхронизация электронной системы сепаратора с персональным компьютером позволяет производить его быструю настройку, а также открывает возможность непрерывного контроля процесса сепарации с определением качественно-количественных показателей продуктов сепарации за любой отрезок времени.
Сепараторы OptoSort выпускаются в нескольких модификациях, отличающихся по способу подачи материла в зону измерения (ленточный конвейер, вибропитатель), по ширине подающего органа и измерительной камеры (300, 600, 1200, 1800мм).
В настоящий момент за рубежом подобные сепараторы получили наибольшее распространение при сепарации известняков, мрамора, кварцевого сырья, промышленных и бытовых отходов - сырья с гомогенным распределением полезного компонента в пределах отдельного куска [110,111,112].
В силу того, что сепараторы подобного типа являются принципиально новыми и в литературе на данный момент они никак не обособлены от монохроматических и двухцветных (бихроматических) фотометрических сепараторов, нами предлагается выделить их в отдельный тип и обозначить как полихромные фотометрические сепараторы.
Соответствие между интенсивностью проявления признака разделения и содержанием полезного компонента
При изучении вещественного состава исследуются минеральный и элементный состав руд, связь элементов и минералов с полезным компонентом, распределение минералов по объему куска. При радиометрической сепарации золотосодержащих руд, в силу низких концентраций полезного компонента, процесс ведется с использованием свойств косвенных признаков разделения - минералов-индикаторов золота.
При предварительном обогащении золотокварцевых руд применяется фотометрическая сепарация [100]. Предварительное обогащение золотосульфидных руд, при наличии корреляции между содержаниями золота и мышьяка, возможно с помощью применения рентгенорадиометрическои сепарации. В случае приуроченности золота к пириту применение рентгенорадиометрическои сепарации невозможно по нескольким причинам. Во-первых, железо, входящее в состав пирита, зачастую не может быть использовано в качестве признака разделения рентгенорадиометрического метода сепарации из-за большого количества железосодержащих минералов во вмещающих породах. Во-вторых, содержание пирита в кусках зачастую чрезвычайно мало.
Наиболее распространённые радиометрические (рентгенорадиометрический, фотометрический, рентгенолюминесцентный) методы позволяют оценить лишь поверхность куска, при этом крайне важным является характер распределения минералов, которое применительно к радиометрической сепарации условно делят на три формы: поверхностное, скрытое и равномерное [57]. Поверхностное распределенріе минералов способствует выделению в концентрат кусков бедных по содержанию полезного компонента, но имеющих на поверхности незначительные примазки рудных минералов. Скрытая минерализация имеет противоположные последствия - выделение в хвосты богатых кусков. Данные формы распределения минералов-индикаторов снижают эффективность процесса. Для радиометрического обогащения благоприятно равномерное распределение минералов в куске.
Содержание полезного компонента является основной характеристикой при определении промышленной ценности месторождения. При снижении данного показателя ниже определенного уровня месторождение переводят в категорию непромышленных. Нижний предел содержания полезного компонента, рентабельного для отработки данного месторождения, определяется путем экономических расчетов.
Применение радиометрических методов обогащения наиболее эффективно на рудах с низким содержанием, так как позволяет снизить экономически выгодный предел содержания полезного компонента, за счет чего увеличить полноту использования недр и улучшить экономические показатели эксплуатации месторождении [23,57].
Гранулометрический состав не только влияет на эффективность радиометрической сепарации, но и определяет технологическую и экономическую целесообразность ее применения, что обусловлено несколькими причинами. Во-первых, радиометрические сепараторы имеют ограничение по классу крупности обрабатываемого материала. Так для рентгенорадиометрического метода нижний предел крупности составляет 25 мм, для фотометрического метода 1мм. В силу того, что многие руды обладают избирательной измельчаемостью минералов, содержание полезного компонента в мелких классах зачастую отличается от среднего содержания по руде, вследствие чего отсев, не подвергающийся радиометрической сепарации, присоединяется либо к концентрату, либо к хвостам радиометрического обогащения.
Во-вторых, при уменьшении крупности перерабатываемого материала производительность сепаратора резко снижается. Так при крупности материала -50+20мм производительность рентгенорадиометрического сепаратора не превышает Ют/ч, а при крупности -20+10мм - 3 т/ч. Вследствие этого уменьшение крупности ведет к увеличению капитальных затрат на оборудование и увеличению себестоимости процесса [65]. Гранулометрический состав характеризуется следующими показателями: а) выход машинных (сепарируемых) классов крупности; б) содержание основного и сопутствующих полезных компонентов или вредных примесей в машинных классах и их распределение по классам крупности; в) выход отсева и содержание в нем основного и сопутствующих полезных компонентов и вредных примесей.
В сложившейся практике радиометрического обогащения руд нижний предел крупности сепарируемого материала определяется по трем основным критериям: - чувствительность радиометрического сепаратора; - производительность на самом мелком из обогащаемых классов; - ценность полезного компонента, содержащегося в обогащаемой руде.
Исходя из этих положений определяется целесообразный с позиции технологических и экономических показателей нижний предел крупности руды, направляемой на радиометрическое обогащение.
Определение гранулометрического состава является сложным вопросом, так как на него влияет не только физико-механические свойства руды, но и условия добычи и транспортировки материала, которые в процессе разработки месторождения могут существенно меняться. Как следствие, гранулометрический состав пробы, полученной при геологоразведочных работах, не всегда отражает истинный гранулометрический состав руды, поступающей из рудника.
Оценка обогатимости радиометрическими методами сепарации
Золото. Данные нейтронно-активационного анализа подтвердили предварительную классификацию проб по проявлению кварц-пиритовой минерализации (табл. 16). Среднее содержание золота в выборке пробы РТ составило 3,41 г/т, в пробе УТ - 0,74 г/т, что свидетельствует о представительности выборок по данному показателю. По данным анализа было установлено, что как рядовые, так и убогие руды являются контрастными (см. гл. Ш.1.2.6.), что является благоприятным фактором для применения радиометрической сепарации. Ниже приводится анализ сопоставления содержания золота с мышьяком, железом и серой.
Мышьяк. Содержание мышьяка по данным нейтронно-активационного метода анализа невелико и находится в пределах 0,0003-0,065% для пробы РТ и 0,0003-0,078 % для пробы УТ. Что согласуется с данными [73] о том, что доля арсенопирита в общей массе сульфидов невелика. По данным [64] видимый арсенопирит проявляется лишь на отдельных участках, в основном на северном фланге месторождения. Большие содержания мышьяка в пробе УТ обусловлены наличием в ней пирита III вида, который характеризуется повышенным содержанием [63]. Зависимости между содержаниями мышьяка и золота для пробы РТ и УТ представлены соответственно на рис. 8 и 9.
Из графиков видно, что на пробе РТ имеется линейная зависимость между содержанием мышьяка и золота, что говорит о возможности применения рентгенорадиометрического метода сепарации.
На пробе УТ отмечаются следующие неблагоприятные факторы для применения рентгенорадиометрической сепарации с использованием в качестве признака разделения мышьяка: наличие арсенопирита непродуктивного по золоту, а также наличие кусков с большим количеством золота, в которых отсутствует арсенопирит, что в процессе сепарации значительно ухудшит технологические показатели. Данный вопрос более подробно рассмотрен в гл. Ш.1.2.7.
Железо. Содержание железа общего в выборке пробы рядовой руды находится в пределах от 0,7 до 14,3%. В выборке пробы убогой руды от 1,1 до 35,4%.
На рис. 10 приведена зависимость содержания общего железа и золота для выборки пробы РТ, откуда видно, что большая доля железа общего не связана с содержанием золота, что объясняется большим количеством железосодержащих карбонатов (анкерит, сидерит) во вмещающих породах. Из графика видно, что при рентгенорадиометрической сепарации сульфидное железо, ассоциирующее с золотом, может быть выделено лишь выше уровня 6% Fe06W, что не позволит получить кондиционные хвосты.
На рис. 11, где представлена зависимость для выборки пробы убогой руды, видно, что содержание железосодержащих карбонатов в ней больше, чем в выборке рядовой руды. Это подтверждается данными элементного состава (табл. 6), где соотношение 8суЛьф/Ре0бШ. на пробе РТ составляет 0,44, а на пробе УТ 0,24. Из графика видно, что сульфидное железо может быть выделено лишь выше уровня 8% Fe06W.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, о том что использование в качестве признака разделения содержания железа не позволяет выделить кондиционные отвальные хвосты заданного качества. Это противоречит выводам, сделанным в работе [73] об эффективности применения рентгенорадиометрической сепарации данных руд с использованием в качестве признака разделения спектрального отношения железа. Для доказательства нецелесообразности использования спектрального отношения железа в качестве признака разделения была проведена оценка эффективности рентгенорадиометрического метода сепарации (см. гл. Ш.1.2.6.).
Сера. На основании данных содержания серы в кусках выборок по формуле химического состава было определено содержание пирита. Полученные данные позволили проследить закономерность распределения серы и золота в первом приближении.
На рис. 12 приведена зависимость содержаний золота и пирита в выборке пробы РТ, которую согласно работам [28,31] можно охарактеризовать как «пороговая корреляция». Сущность данной зависимости заключается в следующем: золото встречается в кусках с минерализацией пирита, однако наличие пирита не обязательно свидетельствует о присутствии золота. Данный вывод согласуется с выводом, сделанным В.А. Буряком, о том что наличие сульфидов на данном месторождении является обязательным, но не достаточным условием наличия золота [64].
Несмотря на такой характер зависимости, наличие «пороговой» корреляции позволяет провести эффективную сепарацию. Из рис. 12, где представлена зависимость содержания золота и пирита для выборки пробы РТ, видно, что при выделении кусков с содержанием пирита 1% все куски, содержащие золото, будут направлены в концентрат. На рис. 13, где представлена зависимость для выборки пробы УТ, видно значительно большее количество кусков с высоким содержанием пирита, в которых содержание золота менее 1 г/т. Данный фактор несколько ухудшит технологические показатели сепарации в виду того, что в концентрат будут направляться куски с отвальным содержанием. Однако, доля таких кусков невелика.
На рис. 14 на вероятностном бланке приводятся интегральные распределения содержания пирита и золота по кускам выборок проб УТ и РТ согласно графоаналитическому методу, предложенному Пухальским Л.Ч. [58]. Для построения кривых распределения на оси абсцисс отложены значения верхних пределов фракций выборок по содержанию золота и пирита. На оси ординат откладываются значения накопленной частости для каждой фракции.
Как видно на рис. 14, в выборке УТ распределение по пириту (сульфиды) у\ наблюдается три логнормальных распределения, что объясняется данными работы [63,64] о трех типах пирита.
В той же выборке по золоту у2 на графике замечен перегиб начальной части вверх от линии теоретического распределения, что по методике Пухальского определяется как разубоженное логнормальное распределение. Это объясняется искусственно добавленными относительно бедными рудами (частная проба УТЗ) и согласуются с пропорциями отбора проб, представленных в гл. Ш.1.2.1. Последняя точка не включена в зависимость ввиду низкой статистической значимости. С другой стороны отклонение данной точки от прямой может объясняться наличием частной пробы УТ1 со средним содержанием золота 1,3 г/т, т.е. выше средних значений по пробе.
Распределение пирита (сульфидов) выборки пробы РТ уз состоит из двух логнормальных распределений, что объяснятся наличием в данной выборке двух типов пирита.Распределение золота в данной выборке соответствует логнормальному распределению. Перегиб конечной части зависимости вверх объясняется недобором в выборку кусков с высоким содержанием золота.
