Опробование глин и каолинов

09.06.2018
Опробование глин и каолинов производится с целью получения представительного материала для определения их минерального и химического состава, гранулометрии и физико-технических свойств. Основным условием, обеспечивающим представительность проб, является надежное предохранение от попадания в пробу пустых пород или некондиционных глин и каолинов. Важно также, чтобы отобранные пробы достаточно полно характеризовали как само полезное ископаемое, так и заключенные в опробуемом слое и пачке слоев примеси, удаление которых при разработке месторождения и переработке сырья невозможно или экономически нецелесообразно. Однако включение некондиционных пород в пробу, как правило, резко снижает качество сырья. Вследствие этого для решения вопроса о влиянии пустых пород необходимо произвести опытные работы. Эти работы осуществляются путем отбора и анализа проб как без включения пустых пород, так и с их полным или частичным включением. На основе произведенного эксперимента должна быть определена максимальная мощность некондиционных и пустых пород, при которых допустимо их включение в пробу. Как правило, в пробы огнеупорных глин и каолинов прослои сажи, песка и других пустых пород включаются при их мощности не более 3—5 см.

Опробование глин и каолинов производится в горных выработках бороздой. Размер борозды зависит от количества полезного ископаемого, необходимого для всего комплекса анализов и испытаний, а также от мощности опробуемого слоя или величины секции. Обычно борозда шириной 0,1—0,2 м и глубиной 0,05—0,15 м позволяет отобрать пробу достаточной массы. При опробовании буровых скважин в пробу чаще всего приходится отбирать весь керн и лишь при большом его объеме часть материала керна оставлять как дубликат.

Весьма важным вопросом при опробовании месторождений глин и каолинов является выбор интервала отбора проб, так как длина пробы в конечном итоге определяет сорт глины или каолина. На рис. 26, а показан марочный состав огнеупорных глин при опробовании 0,5-метровыми интервалами, а на рис. 26, б—1,5-метровыми интервалами.

Во всех случаях пробы отбираются послойно, а при больших мощностях слоев — секциями. В начальный период изучения месторождения следует стремиться отбирать пробы возможно меньшими интервалами, так как это будет способствовать установлению характера изменения химического состава и технических свойств глин или каолинов по мощности слоя. Необходимость этого обусловливается еще и тем, что нередко глины или каолины, залегающие среди песков, постепенно к кровле и подошве обогащаются песком, что приводит к изменению их марки. Для большинства случаев секции 0,5—1,0 м оказываются достаточными, причем опробование огнеупорных глин и каолинов лучше осуществлять секциями длиной не более 0,5 м. Меньшие секции целесообразно применять только при очевидной возможности выделения при эксплуатации или отделения пустых пород в процессе подготовки сырья для переработки. На стадии детальной разведки длина секции может быть увеличена до 1,0 м для переотложенных каолинов, 1—3 м для первичных каолинов, до 3—4 м для формовочных глин при условии однородности слоя. Во всех случаях длина опробованного интервала не должна превышать половины мощности слоя или сортового интервала, установленного кондициями.

Опробование глин и каолинов мелкими интервалами способствует выделению глин и каолинов различных сортов по их химическому составу и позволяет расчетным путем определить химический состав на выемочную мощность. Однако ряд показателей (механическая прочность, огнеупорность и др.), необходимых для оценки глин и каолинов, определенных по мелким интервалам, нельзя пересчитать на выемочную мощность, что исключает возможность правильной сортировки глин или каолинов при подсчете запасов и разработке месторождения. Так, например, при разведке Зыряновского месторождения формовочных глин механическая прочность определялась по всем пробам, из которых лишь в 25% выработок длина проб соответствовала установленной кондициями мощности. Такое опробование не позволило в 75% выработок установить механическую прочность и, как следствие этого, марку и сорт глин в интервале, соответствующем выемочной мощности. Вследствие этого для определения механической прочности и других показателей, которые не могут быть получены расчетным путем, пробы должны отбираться по интервалам, соответствующим установленной кондициями выемочной мощности.

К различным по минеральному составу глинам промышленность предъявляет разные требования. Марочный и сортовой состав глин также зависит от их минерального состава. Неправильное его определение может привести к ошибкам при установлении области возможного использования сырья и его марки. Вследствие этого при разведке месторождений глин обязательно должны быть отобраны послойные пробы для минералогического анализа. Числе таких проб определяется количеством слоев и разновидностей глин и выдержанностью их минерального состава. Каждый слой должен быть охарактеризован 2—3 пробами.

Обработка проб глин и каолинов заключается в их сушке дезинтеграции при обязательном условии сохранения естественного гранулометрического состава и исключения возможности привнося железа и других вредных примесей. Обычно пробы после сушки разрыхляют на деревянных щитах или фанерном листе деревянными молотками. Сокращение проб производят по общеизвестной формуле Ричардса — Чечотта при коэффициенте К равном 0,05 при однородном составе сырья или 0,1 — при неоднородном.