Рудоразборка

Рудоразборка — процесс обогащения, основанный на различии минералов в цвете, блеске, радиоактивности, оптических и других свойствах. Рудоразборке обычно подвергается материал крупностью от 25 до 250 мм. Рудоразборка бывает ручная и механизированная.

Ручная рудоразборка (сортировка по внешним признакам) представляет собой трудоемкий, дорогостоящий, низкопроизводительный процесс и в настоящее время почта не применяется. Она используется, например, в конечной стадии обогащения для отбора алмазов, изумрудов, слюд и некоторых других минералов на ленточных конвейерах или рудоразборных столах. Скорость движения рудоразборного конвейера не превышает 0,3 м/с, причем материал на ленте распределяется в один слой. Для повышения эффективности ручной рудоразборки должно быть создано специальное равномерное освещение. Для этого рекомендовались специальные рефлекторы, дающие ровный рассеянный свет. Иногда пользовались специальным освещением, при котором наиболее резко проявляется разница в цвете разделяемых минералов (газоразрядные ртутные лампы, люминесцентные лампы и др.).

Механизированная рудоразборка включает радиометрические методы обогащения, основанные па различии естественной и искусственно наведенной радиоактивности минералов, а также на различии в люминесценции и в отражении минералами видимого света.

Излучения естественно радиоактивных химических элементов (преимущественно гамма-излучения) используют при обогащении урановых руд (авторадиометрический метод). В зависимости от интенсивности гамма-излучения урановая руда разделяется на отдельные продукты. Чем выше содержание в руде полезного компонента, тем выше интенсивность излучения. При атом, если уран равномерно распределен в кусках руды (отсутствие так называемой контрастности), радиометрическую сортировку не применяют.

При автоматической рудоразборке, основанной на использовании естественной радиоактивность, руду вибропитателем равномерно подают на резиновую конвейерную ленту, движущуюся со скоростью 7—10 м/мин мимо радиометрической установки. Установка состоит из детектора гамма-излучения, усилителя импульса, измерителя скорости счета, усилителя постоянного тока с промежуточным реле, исполнительного реле и блока питания. Куски руды достаточно высокой радиоактивности возбуждают ток в электрической схеме, которая приводит в движение специальное устройство, сталкивающее с конвейерной ленты куски руды в специальный сборник, из которого руда направляется на переработку по гидрометаллургической схеме. На французской обогатительной фабрике «Бун-Нуар» из руды крупностью 80—120 мм, содержащей 0,071% урана в хвосты выводится 66% руды с содержанием 0,008%. Потери урана составляют 7,4%.

Нейтронное излучение, испускаемое при облучении руды гамма-лучами, используют при обогащении бериллиевых руд (фотонейтронный метод).

Автоматическая рудоразборная линия состоит из конвейера (обычно ленточного), аппарата для принудительной обработки (облучения) руды на ленте, устройства для фиксации излучения кусков руды (фотоэлемент, фотоумножитель и т. д.) и исполнительного механизма, направляющего радиоактивные куски в бункер для концентрата. Помимо поточной сортировки, когда руда непрерывным потоком проходит через зону измерения, применяется кусковая и порционная сортировка, при которой руда разделяется на куски или порции, подаваемые раздельно в зону фиксации активности. При кусковой и порционной сортировке материал предварительно классифицируют по узкой шкале крупности и отмывают глину и шламы.

Различия интенсивности люминесценции (свечения) минералов под действием рентгеновского или ультрафиолетового излучений используют при обогащении алмазсодержащих, шеелмтовых, флюоритовых и других руд. Цвет люминесценции минералов зависит от характера источника возбуждения. Например, шеелит и алмаз под действием ультрафиолетовых лучей светятся голубым светом, а флюорит — зеленым.

Для автоматической выборки алмазов широко применяются сепараторы APЛ-1 и АРЛ-2, использующие люминесцентное свечение алмазов под действием рентгеновских лучей. Руда из бункера через вибролоток свободно подается лентой шириной 180 мм, пересекая участок (15—20 мм) действия рентгеновских лучей и попадает в воронку-отсекатель. В зоне облучения минерал испускает кратковременный световой импульс, улавливаемый катодом фотоэлектронного умножителя. Усиленный электрический импульс поступает на блок задержки, на выходе которого сигнал должен появиться по истечении времени, необходимого для прохождения от зоны облучения до воронки-отсекателя. Сигнал о выходе блока задержки поступает на блок выдержки, управляющей исполнительным механизмом, перемещающим воронку и направляющим часть потока руды с алмазом в копилку.

В сепараторе APЛ-1 (рис. 149) предусмотрено последовательное прохождение материала через две зоны разделения, что повышает извлечение алмазов. Производительность этого сепаратора в зависимости от крупности питания составляет 0,3-2,4 т/ч.

Сепаратор APЛ-2 представляет собой аппарат настольного типа. Материал на нем обрабатывается в одну стадию.

На зарубежных фабриках для обогащения алмазов применяются рентгено-люминесцентные сепараторы «Сортекс XP 21». Сепаратор предназначен для обработки расклассифицированной на узкие фракции руды (-9,5 + 6,3; -6,3 + 2,8 и -2,8 + 0,2 мм). При падении руды через зону, контролируемую фотоумножителем, свечение алмазов вызывает подачу из сопла струи сжатого воздуха, выдувающего их из общего потока. Для изменения интенсивности люминесценции алмазов предусмотрена регулировка интенсивности и спектральной характеристики рентгеновских лучей.

Для обогащения шеелита методом люминесцентной сепарации предложена установка для обработки руды коротким ультрафиолетовым излучением, получаемым от ртутной или водородной лампы.

Отражение минералами видимого света используют при обогащении золотосодержащих и некоторых сульфидных руд, а также неметаллических полезных ископаемых (фотометрический метод обогащения). Сущность фотометрической сепарации состоит в том, что руда подается в фотометрическую камеру, где освещается на однородном по цвету фоне; отраженный от кусков руды свет улавливается датчиком. Например, используя различные характеристики отраженного света от золотосодержащего кварца и несодержащего золота сланца можно фотометрическим обогащением отделить 20% пустой породы. В качестве датчиков для регистрации отраженного света используются фотоэлементы и фотоумножители.

Фотометрическая установка состоит из питающего бункера, вибрационного питателя, желобчатого конвейера с постоянной скоростью движения, оптической камеры, пневматического устройства и приемных бункеров.

Работа фотометрической установки заключается в следующем. Исходный материал из бункера вибропитателем подается на желобчатый конвейер, с которого куски руды падают через оптическую камеру. В стенку последней вмонтированы 3—4 фотоэлемента, а против каждого на противоположной стенке подвешиваются сравнительные пластинки. Последние окрашены в цвета руды с различными оттенками, соответствующие по отражательной способности эталонам, подбираемым для каждого отдельного случая разделения группы минералов.

При прохождении через камеру каждый кусок как бы осматривается со всех сторон и частицы, цвет или оттенки которых отличаются от фона, изменяют выходное напряжение хотя бы одного из фотоумножителей. Полученные импульсы подают сигнал клапану пневматической системы и струя сжатого воздуха отбрасывает кусок в соответствующий бункер. Для предохранения линз от загрязнения и пыли воздушный поток останавливается сразу после выхода куска из зоны оптической системы.

Сепаратор работает с большой точностью. Настройка и регулировка его просты.