CC BY
35
УДК 622.725:622.345(083.96)
ВЛИЯНИЕ КОНТРАСТНОСТИ УРАНОВЫХ РУД НА ИХ СОРТИРУЕМОСТЬ РАДИОМЕТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
EFFECT OF VISIBILITY OF URANIUM ORES ON THEM WASHABILITY BY RADIOMETRIC METHODS
B.A. Овсейчук,
Забайкальский государственный университет, г. Чита MKS3115637@Yandex.ru
V. Ovseichuk,
Transbaikal State University, Chita
Одним из рентабельных направлений развития производства концентрата природного урана является переработка бедных забалансовых руд, накопленных в шахтных отвалах Приаргунского производственного горно-химического объединения (ПАО «ППГХО») за прошедший пятидесятилетний период разведки и эксплуатации урановых месторождений Стрельцовского рудного поля. Для реализации данного проекта разработана комплексная технология рудоподготовки забалансовых руд, включающая грохочение, сортировку по гамма-активности, покусковую рентгенорадиометрическую сепарацию. В процессе выполнения НИОКР проведены исследования по влиянию контрастности урановых руд месторождения Стрельцовского рудного поля на их сортируемость радиометрическими методами. На основании опытных работ установлено распределение классов контрастности урановых руд и определена эффективность сортируемости товарных руд в зависимости от коэффициентов контрастности руд (ККР). Получены эмпирические зависимости для прогноза технологических показателей процесса предконцентрации (коэффициент обогащения, эффективность выделения хвостов) в зависимости от контрастности горнорудной массы.
На основании выполненных исследований установлено, что эффективность выделения хвостов при изменении коэффициента контрастности от 0,45 до 1,65 изменяется в пределах 99,5...93,3 %, уменьшаясь с увеличением контрастности руд; выход хвостов с ростом коэффициента контрастности от 0,45 до 1,65 уменьшается от 98,3 до 74 %; выход концентрата при этом увеличивается от 1,7 до 26 %; коэффициент обогащения руды по мере увеличения контрастности руд уменьшается от 7,1 до 2,6
Ключевые слова: Стрелъцовское рудное поле, урановые руды, коэффициент контрастности руд, выход хвостов сортировки, выход концентрата, коэффициент обогащения
One of the profitable areas of natural uranium concentrate production is the processing of poor balance ores accumulated in mine tailings Argun Industrial Mining and Chemical Association (PJSC «PIMCU») over the past fifty years of exploration and exploitation of uranium deposits Streltsovsky ore field. complex technology of ore dressing of balance ores developed for this project, including screening, sorting by gamma activity pokuskovuyu X-ray radiometric separation. In the process of R & D carried out studies on the effect of the contrast of uranium ore deposits Streltsovsky ore field in their sortable radiometric methods. On the basis of experimental work established the distribution of grades of uranium ore and determined the effectiveness of the contrast sortable commodity ores depending on ore contrast ratio (KKR). Empirical relationships for prediction of technological parameters of the process of preliminary concentration (enrichment factor, the efficiency of separation of tailings), depending on the contrast of the mining mass.
Based on the investigations found that the separation efficiency tails contrast ratio changing from 0,45 to 1,65 ranges 99,5 ... 93,3 %, decreasing with increasing contrast ores; output tails with increasing contrast ratio from 0,45 to 1,65 decreasing from 98,3 to 74 %; wherein the concentrate output increases from 1,7 to 26 %; ore enrichment factor increasing ore contrast decreases from 7,1 to 2,6
Key words: Streltsovskoye ore field, uranium ore, factor-coefficient contrast ore output sorting tailings, concentrate output, enrichment factor
C.B. Шурыгин,
ПАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение», г. Краснокаменск ShuriginSV@ppgho.ru
S. Shurigin,
Priargunsky industrial mining and chemical association, Kra.snokamen.sk
Работа выполнена в ходе реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Создание комплексной технологии отработки беднобалансовых урановых руд геотехнологическими методами» при финансовой поддержке Правительства РФ (Минобранауки России)
Исторически понятие «контрастность минерального сырья» введено, детально разработано [2; 4], 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 [2; 4] и охарактеризована как степень различия отдельных кусков (зерен, частиц, агрегатов, минеральных комплексов, элементарных объемов) сырья по содержанию полезных компонентов (соответственно вредных или инертных примесей).
На стадиях основных процессов обогащения наиболее универсальным представляется используемый В.А. Чантурия [5] термин «контрастность свойств минеральных компонентов
Для количественной характеристики покусковой контрастности минерального сырья используется показатель В.А. Мо-кроусова (М), представляющий собой средневзвешенное относительное отклонение содержаний компонента в элементарном объеме (кусках или порциях) от среднего содержания в исследуемом массиве (пробе) руды [2; 4]:
а
где у — содержание компонента в куске (порции или интервале);
а — среднее содержание компонента в руде;
У1 — доля массы куска или 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 двух при абсолютной контрастности руды (куски полностью представлены либо полезным минералом, либо пустой породой). Низкая контрастность конкретного минерального сырья (определенной крупности) 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 контрастность минерального сырья является необходимым (хотя и не исчерпывающим) условием высокой эффективности его разделения и получения высококачественных концентратов.
Для практических целей руды, поступающие на предварительное обогащение (предконцентрацию), по величине контрастности подразделяются на пять групп (табл.1).
Таблица 1
Классификация руд по контрастности [2; 4]
Группа Показатель контрастности (М)
Неконтрастные < 0,4
Низкоконтрастные 0,4...0,7
Среднеконтрастные 0,7...1,1
Высоконтрастные 1,1.1,5
Особоконтрастные > 1,5
Анализ отечественного опыта [5—8] позволяет выделить следующие закономерности изменения природной (в массиве, в недрах) контрастности руд в процессах добычи, транспортировки и подготовки рудной массы (измельчения, вскрытия) к предварительному (порционному или поку-сковому) обогащению:
— 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, т.е. факторов, определяющих степень разубо-живания горнорудной 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.
Исследования контрастности урановых руд месторождений Стрельцовского рудного поля показали, что при усредненном классе крупности в 100 мм, поступающем на рудосортировку, классы контрастности распределились следующим образом (табл. 2).
Таблица 2
Группа Показатель контрастности (М) Доля 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 0,15
Результаты покусковой сепарации урановых руд на радиометрической обогатительной фабрике приведены в табл. 3 и на рис. 1.
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
Высоконтрастные 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
Зависимость выхода руды в концен- Зависимость выхода хвостов сортиров-
трат от ее контрастности может быть опи- ки от контрастности сортируемых руд описана формулой сывается формулой
е = 10'х(-0,254 + 1,1612хК
17 7 к<
- 0,10452х К 2.
7 контр
е =10 х (1,95033 + 0,12941х
Хв 4
(18) х К - 0,10448х К 2.
контр контр
(19)
Зависимость коэффициента обогаще- коб~ 1/(0,21197 - 0,22303 х Кк[
+
ния руды от ее контрастности описывается + о 19105* к формулой
2.
(20)
Эффективность выделения хвостов (Эв.х.), %
0: 0,45 0,65 0,85 1,05 1,25 1,45 Показатель контрастности, доли ед.
Рис. 1. Показатели обогатимости руд в зависимости от коэффициента контрастности
На современном уровне развития техники и технологии для процессов пред-концентрации используется относительно крупный «макроразмер» минерального сырья. В рамках этого постулата важно определить оптимальный размер сортируемого куска руды.
Как видно из табл. 3: — эффективность выделения хвостов при изменении коэффициента контрастности от 0,45 до 1,65 изменяется в пределах
Список литературы_
99,5...93,3 %, уменьшаясь с увеличением контрастности руд;
— выход хвостов с ростом коэффициента контрастности от 0,45 до 1,65 уменьшается от 98,3 до 74 %;
— выход концентрата при этом увеличивается от 1,7 до 26 %;
— коэффициент обогащения руды по мере увеличения контрастности руд уменьшается от 7,1 до 2,6.
1. Белецкий В.И., Давыдова Л.Г., Долгих П.Ф. [и др.]. Методы исследований при подземном выщелачивании руд. М.: МГРИ, 2011. С. 34-38.
2. Мокроусов В.А., Лилеев В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. М.: Недра, 1979. 192 с.
3. Мосинец В.Н., Лобанов Д.П., Тедеев М.Н. [и др. ]. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. М.: Недра, 2010. 276 с.
4. Требования к изучению радиометрической обогатимости минерального сырья при разведке месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых. М.: ГКЗ, 1992. 42 с.
5. Чантурия В.А. Теоретические основы повышения контрастности свойств и эффективности разделения минеральных компонентов // Цветные металлы. 1998. № 9. С. 11-17.
6. Чантурия В.А. Основные направления комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. 1995. № 1. С. 50-54.
7. Чантурия В.А. Состояние и перспективы обогащения руд в России // Цветные металлы. 2002. № 2. С. 15-21.
8. Чантурия В.А. Теория и практика использования электрохимических и радиационных воздействий в процессе первичной переработки минерального сырья. М.: МГГУ, 1993. С. 122-128.
9. Bahr A., Priseman Th. Technische Univer., Clabsthal, Manheim Germany 17th Miner Process Congr. Dresgen, 2011; prepr. V. 5, рр. 1-17.
10. Peters E. Int. Symp. Hydromet. Chicago, New York, 2013, рр. 205-228.
List of literature_
1. Beletsky V.I., Davydova L.G., Dolgikh P.F. [and etc.]. Metody issledovaniy pri podzemnom vyshhelachivanii rud[Research methods in underground leaching of ores]. Moscow: MGRI, 2011, pp. 34—38.
2. Mokrousov V.A., Lileev V.A. Radiometricheskoe obogashhenie neradioaktivnyh rud[Radiometric enrichment HEPA radioactive ores]. Moscow: Nedra, 1979. 192 p.
3. Mosinets V.N., Lobanov D.P., Tedeyev M.N. [and etc.]. Stroitelstvo i ekspluatatsiya rudnikov podzemnogo vyshhelachivaniya[Construction and operation of underground leaching mine]. Moscow: Nedra, 2010. 276 p.
4.Trebovaniya k izucheniyu radiometricheskoy obogatimosti mineralnogo syriya pri razvedke mestorozhdeniy metallicheskih i nemetallicheskih poleznyh iskopaemyh(Requirements for washability radiometric study of mineral resources in the exploration of metallic and non-metallic minerals' deposits). Moscow: SRC, 1992. 42 p.
5. Chanturia V.A. Tsvetnye metally(Nonferrous metals), 1998, no. 9, pp. 11 — 17.
6. Chanturia V.A. Gorny zhurnal(Mining Journal), 1995, no. 1, pp. 50—54.
7. Chanturia V.A. Tsvetnye metally(Nonferrous metals), 2002, no. 2, pp. 15—21.
8. Chanturia V.A. Teoriya i praktika ispolzovaniya elektrohimicheskih i radiatsionnyh vozdeystviy v protsesse pervichnoy pererabotki mineralnogo syriya[Theory and practice of electrochemical and radiation effects use in the process of primary processing of mineral raw materials]. Moscow: Moscow State Mining University, 1993, pp. 122-128.
9. Bahr A., Priseman Th. Technische Univer., Clabsthal, Manheim Germany 17th Miner Process Congr. (Technische Univer., Clabsthal, Manheim Germany 17th Miner Process Congr.). Dresgen, 2011; prepr. V. 5, pp. 1-17.
10. Peters E. Int. Symp. Hydromet. Int. (Symp. Hydromet.) Chicago, New York, 2013, pp. 205-228. Коротко об авторах_
Шурыгин Сергей Вячеславович, генеральный директор, ПАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение», Забайкальский край, г. Краснокаменск, Россия. Область научных интересов: геотехнология, горное дело, охрана окружающей среды ShuriginSV@ppgho. ru
Овсейчук Василий Афанасьевич, д-р техн. наук, профессор, Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия. Область научных интересов: геология, геотехнология урановых месторождений, охрана окружающей среды, радиационная безопасность MKS3115637@Yandex.ru
Briefly about the authors_
Sergey Shurigin, general director, Priargunsky Industrial Mining and Chemical Association», Krasnokamensk, Russia. Sphere of scientific interests: geotechnology, mining, environmental protection
Vasily Ovseichuk, doctor of engineering sciences, professor, Transbaikal State University, Chita, Russia. Sphere of scientific interests: geology, geotechnology of uranium deposits, protection of an environment, radiation safety
Образец цитирования_
Шурыгин C.B., Овсейчук B.A. Влияние контрастности урановых руд на их сортируемость радиометрическими методами // Вестн. Заб. гос. ун-та. 2016. Т. 22. № 2. C. 26—30.
