CC BY
45
Науки о Земле
УДК 622.725:622.345(083.96)
Овсейчук Василий Афанасьевич Vasil Ovseichuk
Тирский Алексей Васильевич Aleksey Tirsky
ВЛИЯНИЕ КОНТРАСТНОСТИ УРАНОВЫХ РУД НА ИХ СОРТИРУЕМОСТЬ РАДИОМЕТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
THE EFFECT OF VISIBILITY OF URANIUM ORES ON THEIR GRADING BY MEANS OF RADIOMETRIC METHODS
Установлена зависимость показателей сортируемое™ урановых руд радиометрическими методами от коэффициента их контрастности
Елючевые слова: коэффициент контрастности руд, выход хвостов сортировки, выход концентрата, коэффициент обогащения
The relation of parameters uranium ores’ grading by means of radiometric methods from a factor of their visibility is established
Key words.'factor of visibility of ores, output (exit) of tails’sorting, concentrate yield, enrichmentfactor
Исторически понятие контрастности минерального сырья введено, наиболее детально разработано [1; 2], широко и успешно используется применительно к предварительному радиометрическому обогащению (предконцентрации): порционной сортировке руд в транспортных емкостях и сепарации-селекции кускового материала в классах крупности от +5 до —250 мм как головному процессу подготовки минерального сырья, поступающего на измельчение и последующее обогащение. При этом контрастность определена [1; 2] и охарактеризована как степень различия отдельных кусков (зерен, частиц, агрегатов, минеральных комплексов, элементарных объемов) сырья по содержанию полезных компонентов (соответственно вредных или инертных примесей).
Отсюда видно, что приведенное определение контрастности применимо только в
узких рамках предконцентрации для относительно крупного «макроразмериого» минерального сырья. Уже на стадиях основных процессов обогащения более подходящим и достаточно универсальным представляется используемый акад. В.А. Чантурия [3] термин «контрастность свойств минеральных компонентов». На стадии химической переработки сложного сырья чаще оперируют понятиями «эффективность» или «фактор разделения компонентов». По своей сути оба понятия «контрастность свойств» и «фактор разделения компонентов комплексного сырья» равнозначны и, на наш взгляд, лучше характеризуют особенности вещественного состава продуктов и технологию разделительных процессов в комплексных производствах, чем содержание полезных компонентов. Например, важно знать не столько общее содержание железа в продукте, сколько содержание магнитной
и немагнитной его форм, аналогично содержание кислоторастворимого и других форм алюминия ит.д.
Таким образом, контрастность свойств компонентов сырья в сложных неоднородных многофазных системах и разделительный процесс являются одними из специфических и основополагающих категорий комплексного использования многокомпонентного минерального сырья (как и каждого материального ресурса любой природы).
Для количественной характеристики покусковой контрастности минерального сырья используется показатель В.А. Мок-роусова (М), представляющий средневзвешенное относительное отклонение содержаний компонента в элементарном объеме (кусках или порциях) от среднего содержания в исследуемом массиве (пробе) руды [1;2]:
М =
у. -а г. і ‘і
(1)
а
трастность сырья является необходимым (хотя и не исчерпывающим, недостаточным) условием высокой эффективности его разделения, следовательно, комплексного использования и получения высококачественных готовых продуктов.
Для практических целей руды, поступающие на предварительное обогащение (предконцентрацию), по величине контрастности подразделяются на пять групп (табл.1).
Таблица 1
Классификация руд по контрастности[1; 2]
Группа Показатель контрастности (М)
Неконтрастные <0,4
Низкоконтрастные 0,4 - 0,7
Среднеконтрастные 0,7 - 1,1
Высококонтрастные 1,1 - 1,5
Особоконтрастные >1,5
где — содержание компонента в куске (порции или интервале);
а — среднее содержание компонента в
руде;
у; — доля массы куска пли фракции (порции, интервала) в общей массе руды.
Теоретически показатель покусковой контрастности изменяется в пределах от нуля для абсолютно неконтрастных руд (все куски, порции имеют одинаковое содержание изучаемого полезного компонента) до 2 при абсолютной контрастности руды (куски полностью представлены либо полезным минералом, либо пустой породой; аналог — смесь металлических и пластмассовых шаров или других изделий). Низкая контрастность конкретного минерального сырья (определеннойкрупности!) означает принципиальную невозможность удовлетворительного разделения его на отдельные составляющие, соответственно повышения концентрации ценных компонентов, снижения содержания вредных примесей и удаления пустой породы (т.е. обогащения руды). Соответственно, повышенная кон-
Выявлены следующие закономерности изменения природной (в массиве, в недрах) контрастности руд в процессах добычи, транспортировки и подготовки рудной массы (измельчения, вскрытия) к предварительному (порционному или покусково-му) обогащению и последующему разделению многокомпонентного минерального сырья на отдельные ценные составляющие разнообразными обогатительными, физическими, химическими, пиро-, гидрометаллургическими и другими, в том числе комбинированными способами:
— порционная контрастность руд в их естественном залегании выше контрастности той же руды после ее отбойки, транспортировки, крупного дробления, так как она зависит не только от вещественного состава и структурно-текстурных свойств оруденения, но и от морфологии рудных тел, характера их контактов с вмещающими породами, системы разработки и способов транспортировки — факторов, определяющих степень разубоживания (примешивания пустых пород) и перемешивания рудной массы;
— селективная выемка руд при геофизическом контроле забоев препятствует снижению контрастности отбитой рудной массы;
— системы валовой добычи при интенсивном перемешивании пород и руд приводят к снижению порционной контрастности отбитой горной массы;
— покусковая контрастность изменяется незначительно при перемешивании отбитой рудной массы;
Измельчение и последующее вскрытие минералов различными физико-химическими методами, в общем случае, существенно повышает контрастность свойств компонентов сырья с приближением к теоретически предельному при снижении крупности обрабатываемого сырья до размеров наночастиц, вплоть до молекул и атомов. Следует, однако, отметить, что интенсивное механическое измельчение в ряде случаев может привести к снижению контрастности в результате нарушения кристаллической решетки минералов с увеличением наличия в них механических неструктурных примесей (образованием новых) других компонентов, минералов.
Важность повышенного уровня конт-
растности для достижения высокой технической и экономической эффективности переработки минерального сырья (особенно комплексного) обусловливают целесообразность разработки теоретических основ и практической реализации методов управления повышением контрастности физико-химических и технологических свойств минеральных компонентов. В частности, это достигается за счет селективной дезинтеграции, безреагентных дозированных энергетических воздействий или непосредственно на минеральные частицы или через газовую, или водную фазу, направленно изменяющих состав поверхности минералов в процессах измельчения и обогащения [3]. В результате возрастает степень раскрытия зерен минералов, повышается качество концентратов, производительность процесса измельчения, снижается расход мелющих тел.
Исследование контрастности урановых руд месторождений Стрельцовского рудного поля показало, что при усредненном классе крупности в 100 мм, поступающем на рудо-сортировку, классы контрастности распре-делилисьследующимобразом (табл. 2)
Таблица 2
Контрастность урановых руд
Группа Показатель контрастности М Процент класса контрастности Отклонение содержания урана в классе,%
Неконтрастные 0,2 5 0.03
Низкоконтрастные 0,6 10 0.09
Среднеконтрастные 0,9 15 0.135
Высококонтрастные 1,3 45 0.195
Особоконтрастные 1,75 25 0.2625
Итого 1,23 100 6,15
Результаты покусковой сепарации ура- тельной фабрике приведены в табл. 3 и на новых руд на радиометрической обогати- рисунке.
Таблица 3
Показатели сортируемости товарных руд в зависимости от коэффициента контрастности
Класс контрастности Коэффициент контрастности, доли ед. Эффективность выделения хвостов Эв.х., % Коэффициент обогащения, доли ед. Выход концентрата, % Выход хвостов, %
Неконтрастные
Низкоконтрастные 0,45 99,5 7,1 1,7 98,3
0.65 99.2 6.5 2,9 97.1
Среднеконтрастные 0,85 98,9 5,8 4,8 95,2
1.05 98.7 5.1 7.5 92.5
Высококонтрастные 1.25 98.5 4,4 10.3 89.7
1.45 96.6 3.8 14.3 85.7
Особоконтрастные 1,65 93,3 2,6 26,05 73,95
Показатель контрастности, доли ед.
Показатели обогатимости руд в зависимости от коэффициента контрастности
Каквидно изтабл. 3: ента контрастности от 0,45 до 1,65 умень-
— эффективность выделения хвостов шаетсяот98,Здо74%;
при изменении коэффициента контраст- — выход концентрата при этом увели-
ности от 0,45 до 1,65 изменяется в преде- чивается от1,7до26%;
лах 99,5...93,3 %, уменьшаясь с увелнче- — коэффициент обогащения руды по
нием контрастности руд; мере увеличения контрастности руд умень-
— выход хвостов с ростом коэффици- шается от7,1 до2,6.
Литература
1. Мокроусов В.А, Лилеев В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. — М.: Недра, 1979. — 192 с.
2. Требования к изучению радиометрической обогатимости минерального сырья при развед-кеместорожденийметаллическихинеметаллическихполезныхископаемых. — М.: ГКЗ, 1992.
3. Чантурия В.А. Теоретические основы повышения контрастности свойств и эффективнос-тиразделенияминеральныхкомпонентов // Цветныеметаллы, 1998. — №9. — С. 11-17.
4. Чантурия В.А. Основные направления комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал, 1995. -№1.-С. 50-54.
5. Чантурия В.А. Состояние и перспективы обогащения руд в России // Цветные металлы, 2002. — №2. — С. 15-21.
6. Чантурия В.А. Теория и практика использования электрохимических и радиационных воздействий в процессе первичной переработки минерального сырья. — М.: МГГУ, 1993.
Коротко об авторах________________________________________Briefly about the authors
Овсейчук В.А., д-р техн. наук, профессор Читинского государственного университета, ведущий научный сотрудник Читинского института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН [email protected]
V. Ovseichuk, doctor of engineering sciences, professor of the Chita state university, leading scientific employee of the Chita institute of natural resources, ecology and kriology Russian Academy of Sciences
Научные интересы: геология, геотехнология урановых месторождений, охрана окружающей среды, радиационная безопасность
Scientific interests: geology, geotechnology of uranium deposits, protection of environment, radiation safety
Тирский A.B., заместитель начальника Центральной научно-исследовательской лаборатории ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» [email protected]
A. Tirsky, assistant of the chief of Central research lab OAO «Priargunsky industrial main-chemical association»
Научные интересы: геология, геофизика, геофизические методы сортировки руд
Scientific interests: geology, geophysics, geophysical methods of sorting of ores
