Определение объемного веса руды

Объемный вес руд существенно меняется при изменении их минералогического состава и плотности; поэтому его следует определять в отдельности для каждого естественного типа руд в одном и том же рудном теле. Даже в пределах одного и того же типа руд объемный вес может иметь значительные колебания. Особенно это относится к окисленным рудам сульфидных месторождений.

При опробовании необходимо различать объемный и удельный вес руд. Объемным весом называется вес единицы объема руды в ее естественном виде, без нарушения пустот и пор, свойственных ей. Удельным весом называется вес единицы объема измельченной в тонкий порошок руды с исчезновением всех пустот и пор, свойственных данной руде. При опробовании и подсчете запасов следует пользоваться объемным весом, который в пористых рудах может оказаться заметно меньше их удельного веса.

В рудных телах, при добыче которых применяются кайлово-лопатные работы, для определения объемного веса надежнее всего применять метод выемки из целика. В участках рудного тела, сложенных характерными рудами, намечают забои для каждого естественного их типа. На тщательно выровненной поверхности забоя высекают точно определяемый объем руды в форме прямоугольной призмы, равный 0,01—0,05 м3. Длинное ребро призмы следует располагать вкрест видимой в забое полосчатости руды. Стенки высеченной призмы подравнивают кайлой, а ее размеры тщательно измеряют рулеткой. Всю отбитую из точно замеренного объема руду немедленно взвешивают на десятичных весах с точностью до 1 кг. Путем деления веса отбитой руды в килограммах на точно замеренный ее объем в кубических дециметрах получают значение объемного веса. При этом следует сейчас же использовать взвешенную руду для определения ее влажности и пористости. Метод выемки из целика очень удобен для мягких руд, добываемых кайло-лопатными работами. В забоях, проходимых буровзрывными работами, этот метод не всегда может дать удовлетворительные результаты. Контуры выемки получаются неправильные, и точное определение объема возможно только при значительном увеличении замеряемого объема.

В большинстве случаев объемный вес руд определяется лабораторными методами. Образец руды взвешивают и получают вес в граммах (вес Р); затем на тонкой проволоке образец погружают в воду. Разность отсчетов уровня воды до и после погружения в кубических сантиметрах дает объем образца руды (объем v). Делением веса P на объем v получают объемный вес Dv = P/v. Для измерения объема применяют градуированный стеклянный цилиндр емкостью 500 или 1000 см3. При этом размеры рудных образцов берутся несколько менее диаметра цилиндра. Для определения объемного веса более крупных образцов и рудных штуфов можно применять простой прибор, показанный на рис. 186, представляющий собой широкую стеклянную банку с отрезанным дном, закрепленную в деревянной подставке в опрокинутом положении. Через пробку проходит изогнутая стеклянная трубка, на 1—2 см не доходящая до верхнего края банки. В банку наливают воду, избыток которой сливается через трубку. При этом уровень воды в банке принимает постоянную высоту. Взвешенный в воздухе рудный штуф на тонкой проволоке погружают в банку. Вытесненная вода, равная объему штуфа, сливается через трубку в поставленный под банкой измерительный цилиндр, по уровню воды в котором и производят определение объема штуфа.

Обычные торговые весы также можно использовать для определения объемного веса пород и руд. На одну чашку весов ставят стеклянную банку емкостью около 2 л, наполненную водой до определенной черты (наклеенной снаружи бумажной полоски). Вес банки с водой до черты равен а г. Отливают часть воды (около 0,5 л) и снова взвешивают. Вес банки с оставшейся водой равен b г, причем а > b. Спускают в банку кусок руды, добавляют рудной мелочи до повышения уровня воды до черты и снова взвешивают. Пусть вес банки с рудой и водой до черты равен с г. Тогда вес руды, помещенной в банку, равен с—b, а вес объема воды, равного объему образца, равен а—b. Тогда объемный вес Dv равен:

Все эти способы дают достаточно верные значения объемного веса только для горных пород или руд плотного сложения, образцы которых лишены каких-либо заметных пор или трещин. При определении объемного веса пористых или трещиноватых штуфов необходимо покрыть их поверхность непроницаемой для воды пленкой, иначе часть воды впитается в поры образца и отсчет покажет уменьшенный объем и преувеличенный объемный вес. Для этого лучше всего погрузить штуф пористой руды в спиртовый лак и после смачивания поверхности образца оставить его на сутки на воздухе для сушки. Вместо спиртового лака при работе с пористыми рудами можно пользоваться и расплавленным парафином. Покрытие парафином небольших образцов руды увеличивает их объем за счет объема парафинового слоя. Для более точного определения объемного веса небольших образцов необходимо из объема парафинированного образца вычесть объем парафинового слоя. Эту величину определяют путем деления веса парафинового слоя в воздухе на удельный вес парафина, который можно взять из справочных таблиц. Вес парафинового слоя на образце определяют по разности весов образца в воздухе до и после погружения его в расплавленный парафин.

Удельный вес руды определяют в лабораторной обстановке с помощью пикнометра. Пикнометр представляет собой маленькую стеклянную колбу различной, но точно установленной емкости, например, 25 см3. Этот объем показан на узкой шейке пикнометра в виде черты. Для определения берут из тонкоизмельченного порошка руды навеску около 1—1,5 г и дестиллированную воду.

Определение производят по формуле:

где D — удельный вес руды;

P1 — вес пустого пикнометра;

P2 — вес пикнометра с навеской руды;

P3 — вес пикнометра с навеской руды и с водой, налитой, до черты;

P4 — вес пикнометра с водой, налитой до черты.

Взвешивание производят на аналитических весах.

Для полного удаления воздуха из навески руды, залитой водой, пикнометр с навеской руды и с водой подвергают кипячению, после чего доливают водой до черты.

Для получения надежной величины объемного или удельного веса руды по каждому естественному типу руд следует иметь не менее 15—25 отдельных определений, из которых и выводится среднее значение.