Методика первичной пробоподготовки горных пород с применением оборудования НПК «Механобр-техника»

Главная задача пробоподготовки – получение лабораторной пробы, состав которой соответствует среднему составу начальной пробы, а масса достаточна для выполнения всех запланированных аналитических исследований. Схема пробоподготовки включает операции: первичное просушивание, дробление, перемешивание, сокращение, истирание, классификацию. Техническое задание (ТЗ) для процедуры приготовления проб предоставляется заказчиком. В ТЗ указываются все основные операции, а также требования по хранению остатков, дубликатов, формированию партий проб для передачи в лаборатории и т.д. Работы по пробоподготовке выполняются в лаборатории в соответствии с ОСТ 41-08-249-85. Главное требование к технологии обработки материала - применение схемы пробоподготовки с минимальным количеством оборудования и операций.

Этапы пробоподготовки:

Пробы: рудные, мономинеральные, углеродистые, карбонатные, любые горные породы, кроме перечисленных, каждый из типов должен сопровождается ведомостью (реестром).

1. Первичное просушивание. Пробы горных пород имеют естественную влажность. Предварительное просушивание материала необходимо для улучшения сыпучести, для исключения налипания на щёки в зоне дробления, что предохраняет от заклинивания дробилки. Температурный режим поддерживается в диапазоне 35 – 38°С (ГОСТ Р ИСО 11464-2011). Пробы, в которых будет определяться содержание ртути, должны просушиваться по соответствующим инструкциям, а при истирании не допускается перегревание материала проб.
2. Дробление. Крупнокусковой материал дробится сначала на дробильной машине ДЩ 10М (ДЩ 15М), при максимальном размере кусков подаваемого материала – 90 мм. Твёрдые породы дробятся до крупности 10 – 50 мм, сланцы и рыхлые отложения дробятся до 10 – 20 мм. Установка более узкой щели на этой стадии малоэффективно, так как приводит к излишней нагрузке на поверхность щёк и повышению износа материала щёк, который в виде стружки останется в обрабатываемой пробе. Чем твёрже горная порода, тем значительнее механическое (абразивное) воздействие кусков пробы на рабочие поверхности щёк и боковых пластин (броней) дробильной камеры. При дроблении прочных пород развиваемого дробящего усилия может оказаться недостаточно для достижения требуемой степени измельчения за один проход. Дробление при этом необходимо осуществлять в несколько стадий с промежуточным грохочением.
3. Перемешивание. После проведения операций дробления пробу необходимо хорошо смешивать для того, чтобы она стала равномерной по вещественному составу, в первую очередь, по содержанию полезного компонента. Эта операция особенно необходима для пород и руд, состоящих из минералов с резким различием в плотности и с неодинаковым отношенном к измельчению. Вследствие неоднородности распределения компонентов в крупных и мелких фракциях, перед сокращением проб также производится их перемешивание, которое лучше всего проводить в специальных смесителях.  Перемешивание производится механическими смесителями («Пьяная бочка») или шаровыми мельницами без шаров. Перемешивание в этих смесителях выполняется в плотно закрытых ёмкостях, что исключает потери лёгкой фракции. Ручное перемешивание выполняется методом кольца и конуса с неоднократным образованием и разворачиванием конуса материала проб в кольцо.
4. Сокращение (квартование) проб. Сокращение – это стадия, при которой от раздробленной исходной пробы сначала отбираются промежуточные пробы, а затем отбирается средняя лабораторная проба. По своему составу, распределению и содержанию определяемых компонентов лабораторная проба должна соответствовать среднему содержанию определяемых компонентов в исходном материале. В зависимости от крупности зерна и массы материала пробы сокращаются следующим образом: для проб с небольшой массой (не более 1 – 1.5 кг) рационально применять делитель рифлевого типа (делитель Джонса). Для качественного сохранения представительности сокращённой части исходной пробы учитывается количественное соотношение начальной массы материала с максимальным размером зёрен в сокращаемом материале. Они связаны следующей зависимостью: G = 0,06 х d, где G -масса (кг) исходного (сокращаемого) материала, d - максимальный размер зёрен (мм) в материале, 0,06 – коэффициент. Для минимизации использования оборудования имеет смысл использовать в лабораториях рифельные сократители с регулировкой количества рифелей. Сокращение большеобъёмных проб выполняется с применением делительного агрегата с питателем - АДД, в котором материал делится на равные части. В этом агрегате равномерная регулируемая подача материала сочетается с постоянной скоростью вращения пробосборника. Ручное сокращение производят методом многократного (не более 3-х при одном дроблении) квартования и объединения материала двух противоположных квадрантов для продолжения обработки по принятой схеме.
5. Додрабливание. Выделенная часть пробы (необходимая заказчику) додрабливается на дробилке ДГ 200х125М до размера зёрен менее 1 мм. Она является производительным инструментом для измельчения хрупких горных пород. Принцип действия валковой дробилки основан на одновременном сжатии и сдвиге материала между валками, которые совершают встречное вращение с разной скоростью. На этой стадии чрезмерное переизмельчение нежелательно, так как возможны потери лёгкой фракции. Производительность и окончательная крупность продукта зависят в основном от режима дробления, твёрдости материала.  Остаток дроблёной пробы упаковывается в новый полиэтиленовый пакет с защёлкой ГРИППЕР, маркируется, хранится для дальнейших действий. Если предусмотрено схемой пробоподготовки – подготовленные лабораторные пробы перемешиваются (п.3), сокращаются (п.4) до необходимой заказчику навески (200-300 г) и перемещаются на следующий процесс – истирание с предварительной (при необходимости) классификацией по крупности.
6. Классификация. Размер ячеек сит определяется схемой пробоподготовки (заказчиком). Классификация или просеивание представляет собой процесс разделения измельченной пробы на классы по крупности частиц. Просеивание после каждого цикла дезинтеграции снижает нагрузку на  машину и исключает переизмельчение материала и, следовательно, сохраняет тонкую фракцию, которая состоит, в основном, из легкоизмельчаемых минералов. Контрольный рассев исключает попадание в материал частиц крупнее заданного размера. Ситовой анализатор ударного типа (РОТАП) эффективнее других анализаторов рассеивает навеску с высоким содержанием мелких классов без применения воды.
7. Истирание. При тонком истирании важным является исключение факторов, изменяющих состав пробы: внесение внешних загрязнений в пробу; потери компонентов; изменение химического и фазового состава пробы в процессе обработки, например, из-за перегрева материала в размольной гарнитуре. Основным нормативным документом, который устанавливает требования является ГОСТ 41-08-249-85. «Управление качеством аналитической работы. Подготовка проб и организация выполнения количественного анализа в лабораториях Мингео». Согласно этому документу масса частиц крупностью 71 мкм должна составлять не менее 85% от общей массы подготовленной пробы.

Отбор дубликатов и проб для специальных видов минералогического анализа и выделения монофракций.

• Для проведения минералогического анализа протолочек (концентратов тяжёлых минералов, получаемых при промывке измельчённых руд и вмещающих пород), отбирают 100 г материала;
• Для выделения акцессорных минералов, отбирается 1 кг;
• Истирание до крупности - 0,074мм (200меш,) производится для химического и спектрального анализа проб.

Пробоподготовка для различных видов аналитических исследований.

Схема первичной подготовки проб горных пород для проведения различных видов аналитических исследований включает выше перечисленные операции. Различия в этих операциях зависят от конечной цели исследования и характеристики пород. Для выполнения подготовки проб, в которых золото, серебро и элементы платиновой группы находятся в форме самородных металлов, следует пользоваться специальными руководствами. Для определения валового состава породы, в том числе и содержания в породе полезных компонентов отбираются пробы различного объема: от бороздовых (10 кг и более) до сколковых (около 300 г). Различия в пробоподготовке для проведения химического и спектрального анализа этих проб заключаются в количестве сокращений пробы после дробления. Крупнообъемные пробы сокращаются несколько раз после каждого этапа дробления. Сокращение производится, как правило, с применением сократительного агрегата. После дробления производится квартование материала весом около 100 грамм с дальнейшим его истиранием до крупности менее 0.074 мм (200 меш). В результате пробоподготовки геологической пробы должны быть получены: – дубликат геологической пробы (крупность материала и масса устанавливаются геологическим подразделением), который хранится в соответствии с положением, действующим в организации, проводящей работы; – аналитическая проба (крупность материала определяется требованиями планируемого к использованию метода анализа, масса должна составлять не менее 10- кратного значения минимальной представительной навески, определенной методикой анализа).