Прогнозная оценка обогатимости медных руд месторождения Удокан по результатам минералого-технологических исследований

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

Горный Институт

Кафедра: «Обогащение полезных ископаемых»

Домашнее задание по дисциплине:

Исследование обогатимости полезных ископаемых

на тему:

«Прогнозная оценка обогатимости  медных руд месторождения Удокан по результатам минералого-технологических исследований»

Выполнил: ст. гр. ОПИ-11

Кисляк С.А.

(подпись)

Принял: Проф.каф.ОПИ

Чантурия Е.Л

(подпись)

Москва 2015

Содержание

1. Введение………………………………………………………………….…..3

2. Расчет минимальной массы представительной пробы………….………...4
3. Схема подготовки технологической пробы к минералого-технологическим исследованиям и технологическим испытаниям……...6
4. Выбор и обоснование методов анализа и способов  
   технологического испытания минерального сырья……………………….7
5. Количественная оценка «неизбежных» потерь при обогащении 
   данного вида сырья………………………………………………………..20
6. Количественная оценка «неизбежных» потерь при обогащении медной руды…………………………………………………………………………21
7. Оборудование для реализации предложенной схемы…………………..22
8. Заключение…………………………………………………………………27
9. Список литературы………………………………………………………..28

Введение

Целью данного задания является Прогнозная оценка обогатимости медных руд месторождения Удокан по результатам минералого-технологических исследований.

Для изучения представлена проба медьсодержащих кварцитовидных песчаников месторождения Удокан. Согласно паспортным данным, проба отобрана бороздовым способом в штреке I-504 (горизонт 446 м) по рудным телам 3 и 4. Места отбора проб располагались равномерно по всему промышленному участку, включаемому в подсчет запасов. Масса пробы 232,6 кг.

1. Расчет минимальной массы представительной пробы.

Некоторое предельное количество материала, в котором еще могут сохраниться все свойства исходного (опробуемого) материала, составляет минимальную массу пробы. Любая представительная средняя проба или проба, получаемая в любой стадии сокращения, должна иметь массу не меньше массы минимальной пробы.

Минимальная масса пробы зависит от следующих факторов: крупности и формы кусков, плотности минералов, равномерности распределения зерен извлекаемых компонентов в опробуемом материале, содержания этих зерен, требуемой точности опробования.

Массу проб определяют по эмпирической формуле:

q = kda , кг,

где d - диаметр максимальной частицы, мм;

k и a - эмпирические коэффициенты, зависящие от однородности опробуемого материала, содержания в нем ценного компонента и его ценности.

Для медьсодержащих кварцитовидных песчаников месторождения Удокан характерна неравномерная вкрапленность, в этом случае значения коэффициентов можно принять: k=0,1, α=2,0.

Получаем:

q = 0,1·302,0 = 90 кг.

Масса исходной пробы (232,6 кг) больше массы минимальной массы представительной пробы (90 кг), таким образом, данная проба является представительной для данного вида сырья.

Минимальная масса представительной пробы для ситового анализа определяется по формуле Локонова:

qгр = 0,02d2+0,5d , кг,

Перед гранулометрическим анализом исходная проба измельчалась до крупности -0,56 мм, тогда масса представительной пробы для ситового анализа равна:

qгр = 0,02*0,562+0,5*0,56 = 0,286 кг.

Масса пробы (101,762 кг) больше массы минимальной массы представительной пробы для ситового анализа (0,286 кг), таким образом, материал будет представительным для данного исследования.[1]

2. Подготовка технологической пробы к минералого-технологическим исследованиям и технологическим испытаниям.

Масса исследуемой пробы 232,6 кг больше минимальной массы представительной пробы, поэтому подготовка материала к исследованию будет включать в себя только перемешивание и сокращение, при этом такие операции как дробление и измельчение в данном случае проводить не нужно. При относительной большой массе пробы и крупности материала до 50 мм перемешивание будет осуществляться методом кольца и конуса.

Метод кольца и конуса заключается в том, что проба раскладывается в кольцо конического сечения. Диаметр кольца должен быть примерно в 2 раза больше диаметра основания конуса. Пробу забрасывают на конус, забирая лопатой или совком небольшие порции ее с наружной стороны кольца. Во избежание отклонения вершины конуса, в середину круга ставят шест. Когда весь материал сброшен на конус, последний «разворачивается» путем вдавливания в вершину конуса тонкой доски и вращения ее вокруг оси конуса. При этом конус превращается в плоский усеченный конус. Затем снова материал раскидывается в кольцо, которое вторично пересыпается в конус. Эта операция в зависимости от характера руды может повторяться до трех раз. Перемешивание производится на платформе из обструганных и плотно пригнанных досок или на листах кровельного железа, или же на бетонной площадке [1].

3. Выбор и обоснование методов анализа и способов технологического испытания минерального сырья

Правильный выбор методов и технологических схем переработки минерального сырья может быть произведён и убедительно обоснован с учётом результатов детального изучения его минералого-технологических характеристик [1].

Технолого-минералогические исследования позволяют определить полный количественный элементный, фазовый и гранулометрический состав руды и минералов, оценить параметры раскрытия главных рудных минералов в стадиально дробленой руде, составить баланс распределения основных и попутных компонентов по минеральным фазам, определить технологические свойства разделяемых минеральных фаз и степень их контрастности. Полученная информация является основой разработки схемы подготовки, принципиальной технологической схемы, определения теоретически возможного извлечения и неизбежных потерь полезных компонентов при обогащении, комплексного использования минерального сырья [1].

На этапе технолого-минералогических исследований проводится текстурно-структурный анализ, определяется элементный, химический фазовый состав проб, минеральный фазовый анализ и выясняются особенности состава, физических и физико-химических свойств рудных и породообразующих минералов, тип сростков и характер их распределения по классам крупности, фракциям плотности и магнитной восприимчивости исходной и измельченной руды и пр [1].

Под вещественным составом минерального сырья понимают его элементный, фазовый (минеральный, химический) и гранулометрический состав [1].

1.Элементный анализ пробы.

Элементный анализ — качественное обнаружение и количественное определение содержания элементов и элементного состава веществ, материалов и различных объектов. Это могут быть жидкости, твёрдые материалы, газы и воздух. Элементный анализ позволяет ответить на вопрос — из каких элементов состоит анализируемое вещество.

Элементный анализ является одной из важнейших задач в любой научно-исследовательской лаборатории, институте, университете. Элементный состав вещества необходимо знать на любом производстве с целью контроля используемого сырья, контроле производства, а также готовой продукции.

Полуколичественный спектральный анализ совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др.

В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа. Атомный и молекулярный спектральные анализы позволяют определять элементарный и молекулярный состав вещества, соответственно.

Результаты исследованной пробы приведены в таблице 1

Таблица 1. Результаты полуколичественного спектрального анализа

исходной пробы месторождения Удокан, %

2. Химический фазовый анализ.

 Основан на избирательном растворении минералов в специально подобранных растворителях, позволяет определять минеральные формы свинца, железа, олова, молибдена, вольфрама, меди, цинка и др. элементов.  Анализ является количественным. Научно-методической основой анализа служат закономерности достижения химического и фазового равновесия, кинетики процессов на базе данных по произведениям растворимости фаз, констант равновесия, потенциалов окислительно-восстановительных систем и др. [1].

Результаты химического анализа исходной пробы приведены в табл.2 и 3.

Таблица 2. Химический состав исходной пробы, %

Таблица 3. Фазовый состав руды на медь и железо, %

Вывод:

1)Фазовым анализом меди установлено присутствие ее в сульфидной форме в количестве 1,05%, что составляет 57,7 отн.% общей меди, и в окисленной форме – 0,77%, что составляет 42.3 отн.% (табл.4, 5, 6).

2)Железо в пробе присутствует в оксидной форме: двухвалетное – 2,40% (FeO) и трехвалентное 1,38% (Fe2O3), соответственно доля двухвалентного железа составляет 65,9%, а трехвалентного железа – 34,1%.

3.Минералогический анализ.

Традиционный оптико- минералогический анализ.

Хронологически наиболее ранний и широко распространенный метод количественного фазового анализа горных пород и руд – микроскопический , вошедший в практику под названием минералогический . Метод имеет два самостоятельных направления , одно из которых чаще называют традиционным оптико-минералогическим анализом.

Результаты оптико-минералогического анализа исходной пробы приведены в табл.4

Таблица 4. Классификация минералов исходной пробы медистых песчаников

Вывод:

1. Материал пробы представлен брошантитом, малахитом, халькопиритом, борнитом. Вмещающая порода состоит из силикатов (кварца и полевых шпатов). Жильные минералы представлены кварцем, карбонатами, слюдами и гидрослюдами.

2. Основным полезным компонентом пробы является медь, содержание которой составляет 1-2%.

Рентгенографический количественный фазовый анализ (РКФА). Метод основан на индивидуальности дифракционного спектра каждой кристаллической фазы и зависимости интенсивности этого спектра в смеси от содержания фазы; обеспечивает выявление, диагностику и количественную оценку содержания всех раскристаллизованных фаз, величина которых более 0,02 мкм. Оборудованием для данного метода анализа служат отечественные дифрактометры типа АДП и ДРОН-4 [1].

Результаты РКФА приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5. Распределение меди по минералам пробы (баланс). Распределение минеральных фаз меди в пробе.

Таблица 6. Распределение минеральных фаз железа в пробе.

Оптико-геометрический анализ в настоящее время проводится точечным или линейно-дискретным способом в шлифах и аншлифах (недробленые руды), шлифах-брикетах (фракции дробленых руд) под микроскопом типа Полам с использованием интеграционного столика или полуавтоматического интеграционного счетного устройства типа МиУ, интегратора Чейза, Форда, прибора «Эльтинор», автоматических приборов типа «Контраст» (АМА-1), анализаторов изображения «Квантимет», «Маджискан», «Эпиквант» и др.

В настоящее время в России разработана и успешно применяется система анализа изображения «ВидеоМастер», имеющая более гибкую, в сравнении с зарубежными анализаторами, компьютерную программу, обеспечивающая проведения оптико-геометрического анализа.

Метод оптико-геометрического анализа изображения является неразрушающим экспрессным количественным методом, позволяющим исследовать руды на основании оптических характеристик составляющих их компонентов.

С помощью анализатора изображения можно определить следующие количественные характеристики изучаемого минерального сырья: минеральный состав, распределение зерен минералов по крупности в исходной руде (вкрапленность), распределение минералов по классам крупности в измельченном материале, распределение геометрических параметров зерен минералов в исходной руде и частиц и зерен в технологических продуктах; распределение минералов по технологическим продуктам; морфологические характеристики (удлинение, округлость, ориентация) зерен и частиц; распределение сростков минеральных фаз по качеству (по объемной и массовой доле минеральных фаз в сростке); степень раскрытия руды по различным минералам; распределение содержания минеральных фаз по значениям базовых геометрических параметров и ряд других параметров. Здесь понятие «зерно» относится к исходному, а «частица» – к дробленому материалу [1].

Результаты оптико-геометрического анализа приведены в таблицах 7 и 8.

Таблица 7. Минеральный состав исходной пробы руды, %

Таблица 8. Количественное и массовое распределение минеральных фаз по длине зерен (по крупности)