Способы отбора проб руд и применяемое оборудование

28.11.2019

Для определения результатов работы фабрики и контроля технологического процесса производится опробование руд п продуктов обогащения. Оно заключается в отборе из руд и продуктов обогащения таких небольших порций (проб) материала, которые характеризуют всю массу опробуемого материала. Отобранные пробы сокращают до соответствующей массы и размера, необходимого для последующего изучения (гранулометрического, минералогического, химического и других определений). Сокращение начальной пробы до технологической (для испытаний на обогатимость) или аналитической (для химических определений) достигается выделением параллельных проб. При этом крупность кусков технологических проб сульфидных руд во избежание быстрого окисления должна быть не менее 25 мм.

Проба, отобранная за один прием в одной точке (при опробовании неподвижных материалов) или в один определенный момент времени (при опробовании материалов, находящихся в движении) и составляющая часть общей пробы, называется частичной пробой. Масса частичных проб пропорциональна производительности потока опробуемого материала или количеству неподвижного материала. Из частичных проб составляется общая проба. Масса частичных проб при опробовании руд и концентратов цветных металлов крупностью более 10 мм равна 2 кг, при крупности менее 10 мм — 1 кг (для флотационных концентратов — 0,5 кг).

Пробы, которые с достаточной степенью надежности характеризуют содержание компонентов в исходном материале, называются представительными (средними).

Представительность общей пробы зависит от количества частичных проб, из которых составлена общая проба. В свою очередь, число частичных проб определяется степенью неоднородности состава опробуемого материала. Представительность пробы возрастает с увеличением ее общей массы и числа частичных проб.

Массу средней пробы опробуемого материала можно определить по формуле
Способы отбора проб руд и применяемое оборудование

где Q — масса пробы, кг;

k — коэффициент, зависящий от крупности и равномерности вкрапленности компонента (обычно изменяется от 0,1 для однородных руд цветных металлов до 0,2 для неоднородных, для руд редких металлов изменяется в пределах 0,1-0,5);

d — наибольший диаметр частиц (кусков) опробуемого материала, мм.

При отборе пробы необходимо также иметь в виду, что ее масса должна быть достаточной для проведения всех необходимых исследований.

Практически масса проб руды для химического и фазового анализа должна составлять около 100 г (с оставлением дубликатов такой же массы), для пробирного анализа — около 500 г (с дубликатом). Необходимая масса технологической пробы для лабораторных исследований составляет от 50 кг до 5 т (чаще всего 100-400 кг).

В зависимости от того, находится ли опробуемый материал в покое или в движении, применяется тот или иной способ отбора проб.

Неподвижные массы сыпучих материалов опробуют нижеперечисленными способами.

Способ вычерпывания. Поверхность опробуемого материала делится на квадраты, из углублений в центре которых совком отбираются частичные пробы, объединяемые в общую пробу. Метод применим для однородных материалов крупностью не более 12 мм.

Способ квартования. Руду насыпают конусом, сбрасывают ее на вершину конуса для равномерного распределения по его поверхности. Затем конус разравнивают и поверхность круга делят на четыре квадранта; два накрест лежащих квадранта отбрасывают, а два оставшихся вновь насыпают в конус и повторяют операцию квартования до необходимой массы пробы. Метод применяется для материала крупностью не более 50 мм и массой не более 50 т.

Способ канав. Через слой опробуемого материала после его перемешивания и разравнивания в квадратный слой толщиной до 1 м проводятся две взаимно перпендикулярные канавы глубиной до 0,5 м и шириной 0,3 м. В пробу поступает либо весь материал канавы, либо из определенных пунктов со стенок канав. Метод применяется при отборе проб весом до 100 т, а также из хвостохранилищ небольшой высоты (до 1 м).

Способ опробования щупами. В массу опробуемого материала в различных точках вертикально вдавливается щуп (рис. 168). Затем его вытаскивают и взятую пробу выгружают. Метод применяют для мелких материалов.

Щуп представляет собой отрезок трубы 1 диаметром около 30 мм, разрезанной вдоль на две части, которые соединяются с одной стороны шарниром 2. К верхним концам обеих половин трубы приварена ручка 3, нижние концы имеют конический наконечник. Длина щупа составляет 0,5—1,2 м.

Способ шурфов. В точках отбора проб закладываются шурфы. Материал, полученный при проходке шурфов, отводится в пробу. Иногда на стенках шурфа проводятся вертикальные бороздки, материал которых является частичной пробой. Метод применяется для опробования отвалов, хвостохранилищ, скоплений материалов, не однородных по высоте. Как правило, один шурф приходится на 50—100 м2 площади отвала.

Потоки сыпучих материалов опробуют следующими способами.

Выборочный способ применяется при перегрузочных работах, при транспортировании руды в вагонетках. В пробу отводится материал каждой пятой, десятой, двадцатой лопаты или вагонетки.

Способ продольных сечений заключается в том, что некоторая часть струи находящегося в движении материала непрерывно отсекается в пробу. Метод применим для достаточно однородного материала и осуществляется стационарными пробоотбирателями, например трубчатыми (рис. 169). Трубчатый пробоотбиратель представляет вертикальную стальную или чугунную трубу, разделенную на ряд секций. В каждой секции установлена воронка, под которой расположен распределительный щиток. Отсекающее ребро щитка совпадает с осью трубы. Поток материала делится распределительным щитком пополам. Одна часть выводится из делителя, а другая движется в следующую секцию опять делится на две равные части и т. д.

Способ поперечных сечений заключается в периодическом отборе частичных проб материала от всего потока — через определенные и равные промежутки времени в общую пробу отсекаются порции во всю ширину потока и пропорционально его толщине.

Ручное опробование способом поперечных сечений производится стальным ковшом-пробником путем пересечения всей струи материала. Чем выше степень неоднородности опробуемого материала, тем чаще отсекаются частичные пробы.

Примером действующих по методу поперечных сечении механических пробоотбирателей для опробования потоков дробленой руды, сухих концентратов и других сыпучих материалов крупностью до 75 мм может служить цепной ковшовый пробоотбиратель. Он устанавливается в местах перегрузки непрерывно движущегося материала (рис. 170). Пробоотбиратель состоит из установленных на раме двух пар зубчатых колес и двух роликовых цепей длиной от 5 до 20 м, несущих от одного до четырех пробоотсекающих ковшей. Привод пробоотбирателя может действовать непрерывно или периодически (от реле времени). Частичная проба поступает в ковш при пересечении им опробуемого потока и выгружается в специальный бункер. При этом длина ковша l должна быть больше ширины пересекаемого потока опробуемого материала, а емкость ковша — больше объема одной частичной пробы (примерно на 30%). Масса пробы, отбираемой пробоотбирателем в единицу времени, определяется по формуле

где Q — производительность опробуемого потока, т/ч;

b — ширина ковша, мм (практически составляет 80—250 мм);

m — число ковшей;

L — длина цепи, м.

Число частичных проб (отсечек), отбираемых пробоотбирателем за 1 ч, определяется по формуле

где v — скорость движения ковшей, м/с (рациональная скорость составляет 0,2—1 м/с).

Масса частичной пробы, отбираемой за одну отсечку одним ковшом, определяется делением q на N.

Другим механическим пробоотбирателем, действующим по методу поперечных сечений, является секторный вращающийся пробоотбиратель (рис. 171), предназначенный для опробования материала крупностью до 100 мм и имеющий от одного до трех пробоотсекающих секторов. Пробоотбиратель состоит не двух полых усеченных конусов 1 и 2. К верхнему конусу приделаны воронки-секторы 3, которые при вращении вала 4 пересекают поток материала из желоба 5. Проба разгружается через воронку 6, а основной поток материала — через воронку 7.

Масса пробы, отбираемой секторным пробоотбирателем в единицу времени, определяется по формуле

где в — угол пробоотсекающего сектора, градус (обычно в = 18° или 36°);

m — число секторов.

Число частичных проб, отбираемых секторным пробоотбирателем за 1 ч, определяется по формуле

где n — частота вращения сектора, об/мин.

Масса частичной пробы, отбираемой одним сектором за одну отсечку, как и для ковшового пробоотбирателя, определяется делением q на N.

Потоки пульпы (вручную или механически) опробуются способом поперечных сечений. При этом опробуемый поток периодически пересекается устройством, отбирающим частичную пробу. Для отбора проб используются щелевидные пробники (рис. 172), ширина щели которых должна быть примерно в 4 раза больше диаметра максимального зерна в пульпе.

Примером автоматического пробоотбирателя для опробования движущихся потоков пульпы может служить винтовой пробоотбиратель типа АП (рис. 173), имеющий паузный механизм (реле времени). Рабочим органом пробоотбирателя является пустотелый пробоотсекающий нож 1 с двумя секущими кромками, переходящими в патрубок. Механизм передвижения ножа состоит из каретки 2, несущей маточную гайку 3, сопряженную с ходовым винтом 4. Каретка передвигается со скоростью 0,45 м/с на роликах 5 по направляющим 6, которые вмонтированы в трубу 7. Передвижение каретки в обе стороны ограничивается резиновыми ограничителями 8. На каретке имеется нажимная планка 9 для нажила на ролик концевого выключателя 10, обеспечивающего автоматическую остановку двигателя. Ходовой винт через эластичную муфту 11 соединен с электродвигателем 12 мощностью 0,27 кВт. Электродвигатель автоматически включается через заданный промежуток времени паузным механизмом. Число отсечек в течение одного часа может изменяться в пределах от 1 до 12. При опробования пульпы максимальная масса пробы за одну отсечку составляет 0,4 кг.

Проба от пульпы, находящейся в чане или сгустителе, отбирается пробником-желонкой (рис. 174). Он представляет собой сосуд 1, закрытый снизу пробкой 2, а сверху крышкой 3 на шарнире 4. Погружается пробник в пульпу на нужную глубину с помощью стержня 5. Для заполнения пробника пульпой крышку приподнимают проволочной тягой 6, после чего тягу ослабляют и крышка плотно прижимается к сосуду резиновой пружиной 7. Пробник поднимается и разгружается через нижнее отверстие.

Кеки опробуются на конвейерной ленте или непосредственно на фильтре в момент отдувки. Материал на ленте опробуется совком. Пробу с поверхности дискового вакуум-фильтра можно отбирать специальным пробоотбирателем (рис. 175), представляющим собой колесо с канавкой на ободе, прижатое к вращающемуся диску фильтра. Проба кека, заполняющая во время отдувки канавку колеса при его вращении, соскребается лопаткой.

Схемы опробования могут предусматривать опробование всех циклов технологического процесса (для составления полной количественной схемы) или отдельных циклов. Единовременное опробование всех циклов технологического процесса для составления количественной схемы обогащения производится периодически (обычно 1—2 раза в квартал и реже). Чаще схемы опробования предусматривают изучение отдельных циклов производства или работу отдельных агрегатов. Систематически опробуется руда, концентраты и отвальные хвосты для составления баланса металлов и экспресс-анализов, необходимых для оперативного руководства процессом.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна