Практика пробоотбирания

Лекция 3. Практика пробоотбирания.

План

1. Измельчение. Ситовой анализ.
2. Перемешивание.
3. Сокращение.
4. Доводка проб. Техническая документация проб.

Пробоотбирание состоит из трех операций: измельчения, перемешивания и сокращения.

            После сокращения получается проба и отвал (именуемый хвост). Отобранная проба подвергается дальнейшему сокращению повторением трех операций до тех пор, пока не получится проба желаемой величины.

            Различают ручное и машинное пробоотбирание. При ручном пробоотбирании перемешивание и сокращение производится вручную, при машинном – эти операции производятся автоматически действующими машинами и приборами.

Измельчение

            В настоящее время золото и серебро извлекают из коренных руд, но их количество с каждым годом сокращается. Так как добытая руда представляет собой крупные куски (до 5000 мм, а иногда и крупнее), то их прежде всего дробят и измельчают.

            Задача этих операций – полное или частичное раскрытие зерен золотосодержащих минералов и приведение руды в состояние, обеспечивающее успешное протекание  после-дующих обогатительных и гидрометаллургических процессов. Операции дробления и особенно тонкого измельчения энергоемки, и расходы на них составляют значительную долю общих затрат на переработку руды (от 40 до 60 %). Поэтому нужно иметь в виду, что измельчение нужно заканчивать на той стадии, когда благородные металлы окажутся достаточно вскрытыми для окончательного их извлечения или для промежуточной их концентрации. Ясно, что чем тоньше вкрапленность золота, тем глубже должно быть измельчение. Для руд с крупным золотом обычно бывает достаточно грубого измельчения (0,4 мм). Но поскольку в большинстве руд наряду с крупным золотом присутствует  и мелкое, то чаще всего руды измельчают более тонко (до 0,074 мм). В отдельных случаях руду приходится подвергать еще более тонкому измельчению (до 0,044 мм).

            Чем тоньше измельчен материал, тем однороднее размер частиц, позволяющий произвести более тщательное перемешивание и отбор пробы. Однако, как правило, следует стремиться к измельчению минимального количества материала с целью сокращения расходов на измельчение и уменьшению потерь от распыливания материала.

Рекомендуемые материалы

            По величине зерна различают: грубое дробление (50-12 мм); среднее дробление (10-2,0 мм); тонкое измельчение (< 1,0 мм).

            Величину зерен руды при измельчении определяют ситовым анализом.

            Схемы  дробления и измельчения варьируют в зависимости от вещественного состава руд и их физических свойств. Как правило, руду вначале подвергают крупному и среднему дроблению. Механическое дробление проб крупностью от 50 до 12 - 18 мм осуществляют в щековых дробилках.

            Для более мелкого дробления проб применяют валковые  дробилки.

            Для тонкого измельчения проб используют различного рода истиратели, шаровые и стержневые мельницы.

Ситовой анализ

            Для проведения анализа пользуются стандартными лабо-раторными ситами. Просеивание производится как ручным способом, так и с помощью механических встряхивателей.

            Величину зерен руды при измельчении определяют просеиванием навески через сито или нескольких сит с определенными размерами отверстий. Выход каждого класса дается в единицах по массе (кг, г) и в процентах. Результаты ситового анализа оформляют соответствующей таблицей.

            Ситовые анализы выполняют сухим или комбинированным способом.

            Сухой анализ осуществляют следующим образом: навеску измельченной руды просеивают через ряд сит начиная с более крупного сита, после чего взвешивают материал, остающийся на каждом сите и прошедший через последнее сито. Массу продукта, остающегося на сите, обозначают соответствующим номером сита со знаком плюс, а просев – номером сита со знаком минус.

            Просыпка, которая неизбежно получается при просеивании материала, обыкновенно распределяется пропорционально по более мелким классам.

Таблица 1

Ситовой анализ. Навеска 200 г набор из 6 сит

            При комбинированном способе навеску материала (100-200 г) взмучивают в стеклянном цилиндре с избытком воды и мутный декантат сливают через сито с отверстиями 0,074 мм, установленное над сосудом. Взмучивание и декантацию повторяют до тех пор, пока декантат не станет прозрачным. Выделенные классы (ил и песок) сушат и взвешивают. Песок подвергают сухому рассеиванию на ситах, включая сито с отверстием 0,074 мм.

Перемешивание

            Второй операцией при процессе пробоотбирания является перемешивание. Перемешивание само собой происходит при сокращении пробы, и поэтому как особая операция оно часто опускается. Перемешивание тщательно должно производиться при окончательной подготовке пробы для анализа.

Предложено несколько способов усреднения состава сыпучих проб методом перемешивания перед операцией сокращения, из которых можно выделить перелопачивание, сбрасывание на кольцо и конус, перекатывание, просеивание, механическое перемешивание. Рассмотрим каждый из этих способов.

            Перелопачивание (или перебрасывание) используется при относительно большом тоннаже сокращаемого материала. Суть этого метода: двое рабочих становятся с противоположных сторон кучи материала и перебрасывают его лопатами поочередно на новое место. Эту операцию требуется повторить несколько раз.

            Сбрасывание на кольцо и конус состоит в том, что материал лопатами сначала сбрасывается точно на обозначенную вершину новой кучи, принимающей форму конуса. При этом необходимо следить, чтобы материал равномерно распределялся по сторонам конуса. Оставшаяся на месте прежней кучи мелочь тщательно заметается и ссыпается на вершину конуса. Когда вся руда ссыпана в конус, через его вершину по диаметральной плоскости врезают заостренную доску и, вращая ее вокруг оси конуса, постепенно углубляют до тех пор, пока руда не примет форму достаточно тонкого диска. Затем рабочие, двигаясь вокруг диска и находясь на противоположных сторонах кучи, лопатами забирают материал с края диска под основание и сбрасывают его в кольцо с внешней стороны диска (за собой). Окончив формирование кольца, они снова забирают материал с внутренней стороны кольца и сбрасывают его точно в центр на вершину вновь образуемого конуса. Эти операции необходимо повторить 2-3 раза.    

            Способ перекатывания состоит в том, что измельченная проба не очень большой массы помещается на разостланную на полу помещения или на столе (в зависимости от массы пробы) подстилку (холщовый или резиновый полог, брезент, клеенку и т. д.). Перемешивание материала производят последовательным поднятием углов (концов) подстилки по кругу, перекатывая материал от угла к углу. При этом углы подстилки должны приближаться друг к другу таким образом, чтобы материал именно перекатывался, а не скользил по подстилке. Для хорошего перемешивания необходимо провести не менее 100 перекатываний. Следует заметить, что для крупного материала способ перекатывания непригоден, так как при этом происходит сегрегация по крупности. Чем меньше частицы материала, тем лучшие результаты дает перемешивание этим способом.

             Способ просеивания заключается в том, что проба материала просеивается через сито с диаметром отверстий, равном двух-трехкратному размеру наиболее крупных частиц материала. Просеивание производится последовательно несколько раз, причем на сите проводится разрушение комьев. Следует заметить, что два-три просеивания лучше, чем 100 перекатываний.

            Механический способ предусматривает использование для перемешивания больших порций тонко измельченного материала в специальных смесительных барабанах или шаровых мельницах.

Сокращение

            Сокращение является последней операцией при процессе пробоотбирания и состоит в отбирании небольшой части вещества, например ½, ¼ и т. д. от всей массы последнего. Отобранная часть составляет пробу, остальное идет в рудохранилище или  отвал.

            Сокращение совершается вручную или с помощью машин. Для ручного сокращения  в зависимости от крупности материала и массы пробы на практике применяют следующие способы сокращения проб: фракционный отбор, квартование, квадратование (или вычерпывание), сокращение с помощью механических делителей.

            Отбирание фракций. Способ пригоден для первого сокращения больших масс более или менее однородной руды. При отвозке руды от дробилки или выгрузке ее из вагонов отбирают в качестве пробы каждую пятую, десятую, двадцатую и т. д. лопату. Отобранную руду сваливают в особую кучу, от которой путем сокращения берут пробу на уменьшение.

            Достоинство этого метода – его простота и быстрота выполнения. Недостатком же его является невысокая надежность пробоотбора при размере кусков свыше 5 мм, склонных к сегрегации, а также трудность получения равных масс отбираемых порций материала. Метод фракционного отбора проб иногда применяют при взятии проб от однородных и небогатых золотосодержащих концентратов.

            Способ квартования, используемый при перемешивании материала по методу кольца и конуса, заключается в следующем. После разравнивания последнего конуса в диск ребром той же доски на слое материала вдавливают две взаимно перпендикулярные борозды через центр диска, чем весь материал делится на 4 квадрата (четверти). Материал двух противоположных квадратов отбирают, объединяя их в пробу. При этом исходная проба практически ровно делится пополам. Такие операции квартования (деления пополам) проводят последовательно, до тех пор, пока не получат необходимую массу представительной пробы.

            Метод квадратования, или вычерпывания, применяют, как правило, после перемешивания материала на подстилке способом перекатывания. Перемешанный материал, как в предыдущем случае, развертывают в диск тонким слоем. Полученный диск ребром доски (на полу) или линейки (на столе) делится взаимно перпендикулярными бороздами на квадраты. При отборе небольших проб на столе сторона квадрата принимается 30 - 40 мм. Взятие проб осуществляется вычерпыванием небольших, по возможности, одинаковых порций материала совочком или лопаткой, забирая его с подстилки с каждого квадрата через квадрат в шахматном порядке) до тех пор, пока не будет получена требуемая масса пробы.
            Сокращение с помощью рифленых делителей. Является одним из лучших лабораторных способов. Существует несколько видов рифленых делителей: делительная лопата, рифленая рама, делитель Джонса.

            Делительная лопата имеет вид вил с длинной ручкой. Зубья замещены рядом параллельных желобов, чередующихся с прозорами. Ширина прозора равна ширине желоба и зависит от величины кусков руды. Ширина прозора делается в четыре раза больше диаметра наибольшего куска.

            Глубина желоба должна быть такой, чтобы кусок руды, падая на дно желоба, не вылетал из желоба.

            При  сокращении руда забирается лопатой, ширина которой равна ширине делительной лопаты. Руда ссыпается тонкой, ровной струей на делительную лопату, направление струи должно быть перпендикулярно длине желоба. При этом необходимо избегать переполнения рудой желобов.

            Для пробы берут либо материал, оставшийся в желобах, либо материал, провалившийся через прозоры.

            Сокращение повторяют до достижения такого веса пробы, который необходим.

            Перед каждым сокращением руду надо перемешивать. Необходимо струю падающей руды сделать достаточно тонкой, и лопату необходимо двигать взад и вперед.

            Рифленая рама и делитель Джонсона аналогичны делительной лопате.

            Во всех рифленых делителях необходимо, чтобы ширина желоба и ширина прозора были в три-четыре раза больше диаметра наибольшего куска руды.

            Для больших количеств руды наиболее пригодным способом сокращения является отбирание фракций и сокращение с помощью машин, для малых количеств – квартование, делительная лопата.

            Все способы ручного сокращения отличаются медлительностью, дороговизной и требуют много места. Правильность пробы при ручном способе зависит от внимания и добросовестности рабочего.

Доводка пробы

            Генеральная проба отправляется в лабораторию, где она подготавливается к состоянию, удобному для анализа. Она измельчается, сокращается до веса лабораторной пробы (0,5-2 кг).

            Все операции сейчас выполняют машины, причем дробление, перемешивание и сокращение производится одновременно.

            Перед измельчением пробу высушивают до постоянного веса при температуре 100-110ºС, но не выше, ввиду опасности обжига сульфидов или иных изменений в пробе.

            Чем меньше становится проба, тем внимательнее, тщательнее необходимо следить за ней во избежание намеренного или случайного подведения пробы.

            После окончательного измельчения проба перемешивается и просеивается через соответствующее сито, причем вся проба должна пройти сквозь сито без остатка. Если остаток есть, то повторно измельчают.

            Пробу разворачивают и разравнивают на том же листе бумаги, в который она завернута, тонким ровным слоем. С помощью металлического или стеклянного шпателя делят поверхность на квадраты и шпателем забирают из каждого квадрата порцию руды, стараясь брать обязательно весь слой до самой бумаги. Из этих порций и составляется навеска, идущая на анализ.

            При окончательном доведении пробы необходимо соблюдать следующие условия:

- после отбирания каждой пробы все приборы, посуда и инструменты должны быть тщательно вычищены;

- доведение пробы должно производиться в особом, светлом и чистом помещении, где проба должна быть защищена от ветра, пыли и прикосновения чужих рук, кроме пробирера.

            Помещение должно быть совершенно отделено от плавильной лаборатории, т. к. все операции связаны с образо-ванием пыли и могут загрязнить пробирную посуду, реагенты и приборы плавильной.

Техническая документация проб

            Каждая проба, взятая для производственного процесса, представляет собой технический документ определенной важности и подлежит обязательной регистрации в журнале в строгом соответствии с действующей на предприятии инструкцией о порядке отбора и документации проб. Перечень проб, направленных заказчиком на анализ, вносится в сопроводительную ведомость, составленную в двух экземплярах. Один экземпляр передается в лабораторию, а другой, с подписью ответственного приемщика лаборатории, возвращается заказчику. Сопроводительные ведомости хранятся в лаборатории в течение года, по истечении указанного срока они уничтожаются.

            Каждая партия руды, поступающая на анализ, регистрируется под номером, который больше не повторяется. К партии руды прикрепляется бирка с этим номером. В реестровой книге должен быть показан номер пробы, дата ее поступления, название рудника, вес брутто и нетто, а также заметки об общих минеральных свойствах ее.

            Остатки (дубликаты) проб, принятых лабораторией, подлежат обязательному хранению.

            Общие правила о порядке и сроках хранения дубликатов проб устанавливаются главным инженером предприятия. В них должно предусматриваться:

- соблюдение строгой документации дубликатов;

- хранение дубликатов проб в сухих специальных помещениях;

- упаковку, исключающую возможность «заражения» и потери проб;

19. Условия почвообразования и почвы северной тайги. - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

- особые условия хранения богатых по содержанию благородных металлов проб;

- условия, сроки хранения и порядок ликвидации дубликатов.

            Лаборатории, выполняющие контрольные или арбитражные анализы, должны сохранять дубликаты проб заказчика не менее двух лет. По истечении этого срока с разрешения заказчика ликвидируются дубликаты.

            Порядок прохождения проб внутри лаборатории и выдачи анализов по ним утверждает главный инженер предприятия.

Контрольные вопросы:

1. Какова главная задача операций дробления и измельчения?      
2. Каковы основные способы перемешивания?
3. В чем заключается сущность способа перекатывания?
4. В чем заключается сущность способа сбрасывания на конус?
5. Перечислите основные способы сокращения.
6. Какова техническая документация проб?