Оперативный контроль содержаний химических элементов в процессах добычи и обогащения руд

Столяров В.Ф.; Морозов В.В.; Лаврентьев Ю.Д.; Глебов М.В.; Зайцев Е.И.; Маркизов В.Н.; Рогожин В.Ф.

^_

Ю.Д. Лаврентьев, М.В. Глебов, Е.И. Зайцев, В.Н. Маркизов, В.Ф. Рогожин, 2008

В.Ф. Столяров, В.В. Морозов, Ю.Д. Лаврентьев, М.В. Глебов, Е.И. Зайцев, В.Н. Маркизов, В. Ф. Рогожин

ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОЦЕССАХ ДОБЫЧИ И ОБОГАЩЕНИЯ РУД

1[^ажным условием эффективного управления процессами добычи и обогащения полезных ископаемых является оперативный и точный анализ содержаний ценных компонентов и вредных примесей в добываемой руде и продуктах переработки [1, 2].

Для проведения анализов кусковых, порошковых и жидких проб в лабораторных условиях в ЗАО «Элскорт» разработан анализатор РКМ-1. Он предназначен для многоэлементного определения концентрации химических элементов от алюминия до урана в жидких и твердых технологических продуктах, геологических и экологических пробах в условиях цеховых и заводских лабораторий. Анализатор РКМ-1 М является безопасным прибором, не содержит радионуклидных источников, соответствует требованиям нормативных документов, имеет санитарно-гигиеническое заключение и сертификат соответствия.

Мобильный вариант спектрометра СПР-01 (рис. 1) предназначен для экспрессного определения массовых долей элементов от алюминия до урана при опробовании стенок горных выработок, шлама буровзрывных и разведочных скважин, отбитой рудной массы непосредственно на месте нахождения (залегания) исследуемого объекта с целью оперативного определения и контроля качества руды.

Основным отличием спектрометра СПР-01 от современных зарубежных аналогов (XMET 3000 TXS, Innov-X Alpha Series, Niton

287

XLt) является высокая светосила рентгенооптической схемы и большая площаць поверхности исследуемого объекта при

Рис. 1. Внешний вид спектрометра СПР-01

проведении измерения, что многократно увеличивает представительность получаемого результата и особенно важно при опробовании таких неоднородных сред, какими являются руды и неподготовленные геологические пробы.

Датчик спектрометра включает в себя высокостабильный малогабаритный рентгеновский излучатель, полупроводниковый PIN детектор, быстродействующий и защищенный от электромагнитных наводок оригинальный спектрометрический тракт и многоканальный анализатор. Устройство сбора и обработки информации, поступающей с датчика выполнено в двух модификациях: первая на основе портативного ноутбука с повышенной пыле-, влаго- и термоустойчивостью (масса - 2 кг.), вторая - на основе карманного персонального компьютера Pocket-PC (масса - 200 гр.). Время непрерывной работы спектрометра при питании от портативного аккумулятора - 6 час.

Допускаемая основная погрешность характеристики преобразования спектрометрического устройства (интегральная нелинейность)-0,03 %. Число каналов спектрометра - 4096. Время проведения одного

288

замера - 10-250 с. Площадь опробуемой (анализируемой) поверхности объекта (пробы) при неподвижном взаимном расположении анализатора и объекта - 10 см2.

289

т

Рис. 2. Принципиальная схема системы РА-931

Испытания спектрометра проведены на пробах руды, концентрата и хвостов Омсукчанской ЗИФ и Адрасманского ГОКа (Таджикистан). Полученные данные позволили оценить предел обнаружения серебра в истертых порошковых пробах (0,4 г/т) и массиве руды (1 г/т).

Точный и оперативный контроль параметров жидкой фазы пульпы с применением электрохимических и спектральных методов возможен только в фильтрате, причем для электрохимических методов не требуется сверхтонкая очистка фильтрата. Для повышения точности измерений необходимо решение задач повышения представительности пробы, предотвращения зарастания электродов.

Поточные анализаторы практически снимают проблему представительности анализа, особенно при правильном расположении прибора. Основным элементом современной автоматизированной системы аналитического контроля (АСАК) являлся рентгенофлюо-ресцентный анализатор РА-931.

PA-931 - высокоэффективный комплекс для контроля состояния технологического процесса флотации в потоке в режиме реального времени, позволяющий определять элементный состав и плотность пульпы рентгенофлюоресцентным методом измерения, а также, контролировать ее давление, щелочность, температуру и расход. Основой измерительного блока системы РА-931 является многоканальный рентгенофлюоресцентный датчик, предназначенный для контроля элементного состава (от Al до ^ и плотности пульпы. Минимальный предел обнаружения 0,010,2 % - для пульпы и 0,005-0,1 % - для растворов. Стандартное относительное отклонение 1 %.

На рис. 2 приведена принципиальная схема монтажа системы РА-931 на технологическом трубопроводе.

На основе системы осуществляется балансовый анализ технологических показателей процесса флотации, и реализуются алгоритмы экспертного или оптимального управления процессами флотации (расходами реагентов, воды, уровнем пульпы и т. д.). Повышение эффективности производства достигается за счет повышения извлечения ценных компонентов, стабилизации качества концентратов, сокращения расхода флотационных реагентов, повышение точности и сокращения затрат при опробовании и расчете [3,

4].

290

Испытания аналитической системы РА-931 были проведены на Зыряновской обогатительной фабрике (Казахстан) в точках контроля состава пульпы цинкового концентрата, промежуточного продукта обогащения и отвального хвоста фабрики.

Результаты опробования пульпы в потоке сравнивались с данными анализа одновременно отобранных проб пульпы в аналитической лаборатории фабрики. Полученные результаты показали, что система РА-931 является высокоэффективной аппаратурой для контроля состава пульпы непосредственно в потоке без отбора проб с высокой точностью и оперативностью определения химических элементов.

--СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Uhlig S. Process control by modern X-ray fluorescence (XRF) analysis.//Proc. of the XX international mineral processing congress, Germany, -1997, p. 175-182.

2. Столяров В.Ф., Морозов В.В. Применение поточных анализаторов пульпы для контроля и управления флотации//материалы междун.науч.-техн.конф. «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья». Екатеринбург, 2003. -С.401-407.

3. Столяров В.Ф. Морозов В.В., Коновалов Н.М. Оптимизация управления флотации с использованием молель-обоснованного адаптивно-детерминированного метода (на англ.) Труды межд. симпозиума. автоматизация в горном деле, обогащении, металлургии. -Нанси, Франция, 11-13 сент. 2004 г. С. Fri-B1.

4. Морозов В. В. Управление процессами обогащения на основе измерения параметров и оценки сортности руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. - №7. 2005. -С. 316-319. ЕШ

— Коротко об авторах -

Столяров В.Ф., Морозов В.В., Лаврентьев Ю.Д., Глебов М.В., Зайцев Е.И., Маркизов В.Н., Рогожин В.Ф. - ЗАО «Элскорт», Москва.

Д_

А.В. Неретин, С.А. Дементьев,

291

Текст научной работы на тему «Оперативный контроль содержаний химических элементов в процессах добычи и обогащения руд»