|
Испытания, которым подвергаются
пробы, отбираемые в процессе разведки месторождений, можно подразделить на
следующие группы:
1) спектральные полуколичественные анализы, выполняемые с
целью определения всех элементов в рудах (а такя{е некоторые другие
скоростные методы);
2) химические анализы, производимые для определения
содержания полезных компонентов и вредных примесей;
3) минералогические исследования, имеющие целью
установление минерального состава, размеров зерен, структуры и текстуры полезного
ископаемого;
4) технологические испытания (в том числе и
россыпного материала), выполняемые для выяснения наиболее эффективного
способа переработки полезного ископаемого;
5) технические испытания, направленные на
определение некоторых физических свойств полезного ископаемого, что
необходимо главным образом для выяснения его качества и горнотехнических
условий эксплуатации месторождения, а также для подсчета запасов.
В последнее время, кроме обычных химических анализов руд,
стал применяться ряд скоростных методов аналитических определений: капельный,
колориметрический, нейтронный, полярографический, радиометрический,
спектральный и некоторые другие.
Спектральные анализы. В СССР наиболее распространен
спектральный метод исследований, особенно полуколичественный, хотя за
последние годы больших успехов достиг и количественный спектральный анализ.
Полуколичественный анализ является основным средством
исследований полезного ископаемого в стадиях поисков и поисково- разведочных
работ, а порой даже в стадии предварительной разведки. Такое широкое
распространение спектральные анализы получили не только благодаря своей
относительной дешевизне, скорости, точности, простоте и универсальности;
этому способствуют также возможность одновременного определения многих элементов
свыше 32), удобство хранения фотопластинок, малое количество необходимого для
анализа материала и многие другие преимущества.
Спектральный метод дал возможность навсегда избавиться от
обычного недостатка геологоразведочных работ прошлого: незнания комплексного
состава руд. Незнание некоторых компонентов в комплексной руде нередко
приводило к большим осложнениям. В настоящее время при/юлыном спросе на
редкие и рассеянные элементы незнание полного элементарного состава руд было
бы особенно нетерпимо. Очевидно, в будущем с расширением сферы применения
количественных спектральных анализов роль их еще более возрастет.
Химические анализы. Химические анализы массовых проб
являются основой для подсчета запасов руды и заключенных в ней металлов. Они
должны выполняться с максимально возможной точностью. При этом следует иметь
в виду, что одна и та же (в процент- пом выражении) ошибка в определении
содержания полезных компонентов менее ощутима для богатых руд, которые,
несмотря па ошибку, остаются объектом промышленного использования, чем для
бедных, которые в результате этой ошибки могут быть незаслуженно отнесены в
разряд непромышленных руд со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Аналитические пробы основных неметаллических и
металлических руд, кроме золотых и платиновых, могут быть небольшой» веса,
так как размер непосредственно анализируемых навесок, к.ш правило, не
превышает 5 г. Если учесть нередкую необходимое 11. производства химических
определений по двум параллельным навескам, порчу части из них во время
аналитической работы, а так п. г обязательность сохранения в лаборатории
остатков аналитических, проб, то оптимальным весом их следует считать
приблизительна 30—50 г. Для золотых и платиновых руд веса аналитических прио
в соответствии с размерами навесок (25—100 г) следует принима i ь равными
250—500 г.
Крупность рудного материала аналитических проб зависит г
характера руд; она принимается равной 0,07—0,15 мм (200 100 меш.). Указанные
веса аналитических проб и крупность рудно материала во всех случаях
необходимо согласовывать с лабора i риями. производящими анализ.
Перед производством химических анализов на попутные
компоненты их содержание должно быть определено полуколичественным
спектральным анализом во избежание излишних затрат на более дорогие химические
исследования.
При наличии достаточно надежной корреляционной зависимое
in между двумя или несколькими компонентами руд, когда величина коэффициента
корреляции г приближается к единице, можно значительно сократить количество
анализов на попутные компоненты и вычислять содержание последних по
содержанию основного компонента. Подсчет запасов попутного компонента,
выполненный на основании тесных корреляционных связей, может быть не менее
точен, чем подсчет, основанный на результатах анализов каждой пробы, так как
при малом содержании попутных компонентов в рудах точность химического
определения этих элементов невелика. Наличие надежных корреляционных связен
между компонентами устанавливается экспериментально по каждому типу руды на
характерных участках месторождения.
В каждом отдельном случае необходимо производить мшшм\\г
определений, который, однако, удовлетворял бы полностью требования
проектирующих и производственных организаций в ш- ношении характеристики
качества полезного ископаемого.
Группировать следует пробы по отдельным интервалам
выработок или целым выработкам (восстающим, гезенкам, штрекам, ортам,
квершлагам и скважинам) с учетом горизонтальной и вертикальной зональности
распределения минеральных ассоциаций и других геологических особенностей, а
также локализации различных технологических сортов руд. Анализ групповых проб
не исключает производства соответствующих определений по индивидуальным и
объединенным пробам; он лишь дополняет их.
При установлении количества компонентов, подлежащих
определению в каждой индивидуальной и объединенной пробе, а также ггрст
решении вопроса о возможности использования н назначении групповых проб,
нужно учитывать промышленный тип месторождения и принятую систему разведочных
работ. Наряду с этим подлежат учету условия производства работ (разведочные,
подготовительные или очистные работы) и обычно зависящая от них степень
изученности месторождения. Чем выше степень изученности месторождения, тем
шире могут быть использованы групповые пробы.
При определении требуемой точности анализов следует
считать рациональным учет степени представительности проб: анализы менее
представительных проб могут производиться с меньшей точностью, чем анализы
более представительных проб. Заказчик должен сообщать химико-аналитической
или пробирной лаборатория псе известные ему данные о составе проб и указывать
допустимые размеры случайных погрешностей анализов.
Во всех случаях нужно помнить о дешевых полуколичественных
спектральных анализах, которые должны опережать передачу проб ил химический
анализ.
Минералогические исследования. Минералогические
исследования (кроме решения геолого-минералогических задач в процессе раз-'
недки) могут применяться:
1) для предварительного разделения руд на сорта,
соответственно и\г природным типам и предполагаемым технологическим
свойствам;
2) для корректирования результатов химических
анализов;
Я) для расчета фазовых анализов.
В начальной стадии разведки, до выполнения первых
лабораторных исследований обогатимости руд, для выделения участков, |дг»
должны отбираться технологические пробы, необходимо подвергнуть
минералогическому изучению различные типы руд. Выяснение минерального состава
руд, размеров зерен н структур дает возможность прежде всего различать руды
окисленные, полуокислен- III,к* (смешанные) и первичные. Кроме того, в
пределах каждого такого типа руды могут быть выделены участки сравнительно
простых и более сложных по составу руд (медные н медно-молибденовые,
ио.'п.фрамитовые и вольфрамито-шеелитовые и т. п.). Затем в преде- ли\ одного
и того же типа руды можно выделить более богатые и менее богатые по
содержанию полезных компонентов участки значительных размеров. Наконец,
различная крупность минеральных зерен и их сочетания (структуры) или
сочетания агрегатов (текстуры) могут послужить основой для разделения руды на
сорта в зависимости от технологических схем обогащения.
Существенное значение имеют минералогические исследования
проб, предназначенных для фазовых анализов, а также исследования отдельных
фракций проб, подвергаемых различного рода переработке (обогащению, магнитной
сепарации и т. п.).
При разведке многих месторождений редких и благородных
металлов (касснтеритовых, шеелитовых, золотых) с малым содержанием полезных
минералов в рудах большое значение приобретает шлиховой анализ протолочек, т.
е. минералогический анализ шлихов, отмытых из материала измельченной пробы.
Особую роль минеральный состав и физические свойств
минералов играют в установлении технологических сортов нерудных полезных
ископаемых.
Технологические испытания. Пробы руд отбираются для
технологических испытаний на обогатнмость или переработку. Результаты этих
испытаний используются (кроме разведки и подсчета запасов) при проектировании
новых и при реконструкции действующих фабрик и заводов. От них зависит эффективность
капитальных затрат н нормальная работа построенных предприятий.
Технологические испытания полезных ископаемых производятся
в различных стадиях их разведки от поисково-разведочных работ вплоть до
начала эксплуатации.
В процессе поисково-разведочных работ, чаще всего в конце
их, или в самом начале предварительной разведки эти испытания становятся
необходимыми: 1) при благоприятной геологической обстановке и при прочих
условиях, позволяющих форсировать промышленное освоение объекта, или 2) когда
возможность освоения сырья с технологической точки зрения не выяснена даже
приблизительно.
Необходимость производства технологических испытаний в
поисково-разведочной стадии илн в самом начале предварительной разведки можно
иллюстрировать на примере медистых песчаников Каргалинского месторождения.
Несмотря на относительно высокое содержание меди (1,6—1,7%), этн песчаники
совершенно не поддавались обогащению в связи с тем, что рудные минералы
(карбонаты меди) представлены в них землистыми разностями, тонко распределенными
в глинистом веществе, цементирующем песчаник. Естественно, что неизученные
руды нужно начинать исследовав заблаговременно.
В стадии поисково-разведочных работ и в начале стадии
предварительной разведки обычно производятся предварительные технологические
испытания в лабораторных условиях.
В результате лабораторных технологических испытаний р,\д в
процессе предварительной разведки важно установить, насколько
правильно выделены сорта полезного ископаемого по данным
минералогических исследований и общим геологоструктурным соображениям. При
этом может оказаться, что и а некоторых участках месторождения, различных по
количественному содержанию или по комплексам полезных компонентов, выделять
сорта руд нецелесообразно. Или, наоборот, однотипную с виду руду вследствие
разных соотношении минералов, требующих применения различных схем обогащения,
рационально расчленить на два сорта (например, руды с преобладанием шеелита и
руды с преобладанием вольфрамита). Особенно важно установить не только
качественные, но н количественные соотношения различных минеральных форм
промышленного металла в руде, так как от этого зависят размеры извлечения и
потери металла в отходах (хвостах).
При детальной разведке, когда производятся полузаводские
или заводские технологические испытания различных, уже установленных сортов
руды, главной целью является установление качественных н количественных
показателей обогащения; процента извлечения полезного компонента и величины
потерь в хвостах. Эти показатели особенно важны для оценки руд месторождений
с малой концентрацией полезных минералов.
Б условиях действующего рудника технологические испытания
производятся в связи с изменением характера полезного ископаемого прн
переходе работ на более глубокие горизонты или на другие участки по
простиранию. В таких случаях технологические испытания руд необходимы для
составления проекта реконструкции процесса их обработки или переработки.
Технические испытания. Технические испытания дроб,
выполняемые в процессе разведочных работ, целесообразно разделить на три
группы:
1) испытания, необходимые для подсчета запасов;
2) испытания, необходимые для выяснения
горнотехнических условий эксплуатации месторождения;
3) испытания, необходимые для определения качества
минерального сырья.
Испытания, относимые к первой группе, также используются
для выяснения горнотехнических условий эксплуатации, но разведчику они нужны
прежде всего для подсчета запасов. Поэтому, если испытания второй группы
могут проводиться в конце разведки, то испытания, необходимые для подсчета
запасов, должны выполняться в самом начале разведочных работ (хотя получаемые
данные обычно впоследствии уточняются).
К первой группе испытаний относятся определения объемного
веса, влажности и иногда пористости как средства контроля определения объемного
веса. Эти показатели ие требуют определения в специальных лабораториях.
Способы таких испытаний весьма просты и общеизвестны.
3Q5
Среди технических испытаний второй группы наибольшее
значение имеют определения кусковатости руд, коэффициента разрыхления,
пористости, твердости, пластичности, вязкости, сопротивления раздавливанию,
степени размокания и набухания (для рыхлых глинистых руд). Такие испытания
физико-механических свойств руд (и частично вмещающих горных пород)
выполняются в специальных лабораториях.
Испытания, составляющие третью группу, сугубо
индивидуальны для каждого вида полезного ископаемого, так как методы н задачи
этих испытаний определяются видом и назначением минерального сырья
(прозрачность оптических кристаллов, твердость абразивов, оттенки цвета
минеральной краски, сопротивление раздавливанию строительного камня,
теплотворная способность минерального топлива и т. д.). Они в большинстве
случаев составляют предмет специальных исследований, сущность которых освещается
в соответствующих прикладных дисциплинах, изучающих условия применения и
использования того или иного минерального сырья.
|