СПОСОБ СОРТИРОВКИ ГОРНОЙ МАССЫ НА РУДНУЮ И НЕРУДНУЮ ЧАСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к горно-обогатительной промышленности и может быть использовано в процессах порционной сортировки руд благородных металлов на руду и пустую породу.

В процессах обогащения руд благородных металлов, в частности золотосодержащих, важное значение имеет процесс рудосортировки в зависимости от содержания полезного компонента. Как известно, для покусковой сортировки золотосодержащего сырья могут быть использованы как фотометрические, так и радиационные, активационные и др. методы [1] представленные в виде типового ряда установок RNZ ORE SOPTERS. Ввиду физических особенностей горных пород на коренных месторождениях золота фотометрические методы фактически не применимы, а активационные [2] сложны и обладают невысокой производительностью (несколько тонн породы в час).

Известно, что промышленные золоторудные месторождения сопровождаются метасоматическим изменением пород типа кислотного выщелачивания и геохимическими ореолами, характеризующимися повышенными концентрациями щелочных, щелочноземельных элементов и элементов-спутников золота: Ag, Pb, Zn, Cu, Sb, S, As и др. Корреляция золота с указанными элементами позволяет использовать эту закономерность при геохимических поисках золотосодержащих руд, особенностями которых посвящено значительное число работ [3] Вместе с тем использование геохимических методов является перспективным также и при сортировке, поскольку может дать критерии для порционной сортировки в промышленных условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ сортировки горной массы по химическому составу, включающий формирование порции. оценку среднего содержания полезного компонента в горной массе порции по результатам химического анализа пылевидных фракций и адресацию порции в соответствии с заданным пороговым содержанием [4]
Однако способ не предусматривает сортировку бедных руд коренных месторождений золота в процессе технологической транспортировки.

Наиболее близким устройством для реализации способа является устройство для сортировки горной массы по упомянутому патенту DE 2907513, включающее дозатор, транспортную порционную емкость, пробоотборник пылевидной фракции с отсосом и приемным каналом, установленным в непосредственной близости к зоне разгрузки дозатора, анализатор химического состава и блок адресации транспортной емкости, подключенный к выходу блока управления. Недостатки, присущие способу имеет и устройство: оно не адаптировано для сортировки промышленных порций бедных руд для коренных месторождений золота.

Задачей изобретения является создание способа и устройства, позволяющих привлечь геохимические методы оценки рудоносности к задаче оценки качества сортируемой горной массы коренных месторождений золота с исходным низким содержанием и тем самым повысить производительность и качество сортировки на рудные и нерудные классы. Этот подход требует, чтобы опробование было проведено экспрессно и вместе с тем представительно.

Решение задачи обеспечивается за счет того, что способ сортировки горной массы на рудную и нерудную части включает пробоотбор пылевидных фракций в процессе формирования порции горной массы, химический анализ и адресацию порции в соответствии с результатами анализа и установленными пороговыми значениями. В качестве проб для коренных месторождений золота отбирают пылегазовые фракции, образующиеся вследствие ударного разрушения кусков горной массы, составляющих порцию, в процессе выемки, перегрузки и (или) грубого дробления. Проводят химический анализ на содержание породообразующих элементов и элементов спутников золота и принимают их соотношение в качестве классификационного признака отнесения горной массы к рудной и нерудной частям, в соответствии с которым проводят адресацию порции.

При анализе на содержание породообразующих элементов могут определяться кремний, алюминий, кальций, магний, натрий, калий, железо. В качестве элементов спутников золота могут выделяться серебро, свинец, цинк, медь, сурьма, сера, мышьяк.

Кроме этого, способ может характеризоваться тем, что отбор проб пылевидной и легколетучей фракций осуществляют из технологического газового потока, используемого в процессе добычи и транспортировки горной массы.

Устройство для осуществления способа включает дозатор, транспортную порционную емкость, пробоотборник пылевидной фракции с отсосом и приемным каналом, установленным в непосредственной близости к зоне разгрузки дозатора, анализатор химического состава и блок адресации транспортной емкости, подключенный к выходу блока управления. Устройство снабжено блоком вычисления классификационного правила отнесения горной массы к рудной и нерудной частям, к одному из входов которого подключен выход анализатора химического состава, а к выходу информационный вход блока адресации. Управляющие входы транспортной порционной емкости, дозатора, пробоотборника, анализатора химического состава, блоков вычисления классификационного правила соединены с выходами блока управления.

При выемке горной массы на карьере функции транспортной порционной емкости может выполнять кузов транспортного средства, в пробоотборник установлен в непосредственной близости к зоне его загрузки, преимущественно на погрузочном средстве.

Технический результат изобретения повышение достоверности и качества сортировки порций горной массы, основан на отборе проб пылевидной и легколетучей фракций горной массы, образующихся при разрушении штуфов (блоков) горных пород при ударах. Указанная фракция по составу может существенно отличаться от пыли, образующейся в гипергенных условиях при выветривании тех же горных пород, а также при механическом истирании. Это обусловлено тем, что при ударном воздействии блок (штуф) горной породы раскалывается по определенным "ослабленным" направлениям, чаще всего по минерализованным плоскостям, трещинам и зонам вторичной (нередко гидротермальной) проработки. Они могут быть насыщены как вторичными минералами, так и газожидкостными включениями гидротермального генезиса.

В границах рудного месторождения такими "ослабленными" зонами в раскалываемых штуфах являются, как показала практика, кварц-сульфидные, карбонатные, и другие прожилки, включающие рудные минералы (Ревнивцев В.И. и др. Селективное разрушение минералов. М. Недра, 1988, сс. 208-215). Последние чаще всего обладают повышенной хрупкостью и активно участвуют в образовании ударной пылевой фракции. Аналогичным образом возникает и газовая легколетучая фракция, в которую попадают вещества, имеющие высокое давление паров (мышьяксодержащие, халькогениды и пр.) при повышенных температурах, возникающих в зоне удара.

Таким образом, данная фракция будет существенно обогащена частицами вторичных, в том числе и рудных минералов, локализованных в горной массе, что подтверждено модельными экспериментами. Именно эти минералы и являются индикаторами рудности горной массы, что прежде всего относится к золоторудным месторождениям.

Из приведенных выше обоснований следует существенность выявленных признаков способа: отбор пылегазовых проб должен осуществляться в тех технологических зонах процесса добычи и переработки, где горная масса испытывает чаще всего ударные воздействия. Такими участками являются: участки экскавации минерализованной массы на забоях карьера и горных выработок; участки погрузки и перегрузки горной массы; узлы грубого дробления горной массы (обычно технологический процесс предусматривает дробление горной массы до размеров минус 30 мм в щековых и конусных дробилках).

Существо способа поясняется на примере работы устройства для сортировки, основанном на заявляемом способе. Принципиальная схема устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит дозатор 1 горной массы, транспортную емкость 2, блок 3 оценки качества горной массы. Блок 3 содержит управляемый пробоотборник 4 пылегазовых фракций с приемным каналом 5. Выход 6 пробоотборника подключен ко входу анализатора 7 химического состава. Выход анализатора 7 подключен к информационному входу блока 8 вычисления классификационного правила. Блок 8 вычисления подключен к одному из выходов блока 9 управления, вырабатывающего сигнал о формировании порции в транспортной емкости 2 посредством дозатора 1. Блок 10 адресации имеет два входа: один подключен к выходу блока 8 вычисления классификационного правила, а другой к выходу блока 9 управления. Выход блока 10 адресации подключен к преобразователю 11 транспортной емкости 2. Информационный выход преобразователя 11 подключен ко входу блока 9 управления. Преобразователь выдает сигнал о завершении процесса формирования порции (наполнении транспортной емкости 2). Управляющий вход 12 пробоотборника 4 подключен к выходу блока 9 управления. Дозатор 1 подключен к блоку 9 управления через преобразователь 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Приемный канал 5 пробоотборника располагают в технологических зонах процесса добычи и переработки горной массы для забора пылевидной и легколетучей фракции горной массы. Этими зонами, как отмечено выше, являются области пространства, в которых происходит самопроизвольное (при перегрузке) или целенаправленное (при добыче, грубом дроблении) ударное разрушение кусков горной породы, а сопровождающее этот процесс пылегазообразование является признаком, позволяющим дифференцировать состав различных порций горной массы.

Посредством дозатора 1, управляемого от блока 9, осуществляют загрузку транспортной емкости 2. В течение всего времени наполнения транспортной емкости 2 проводится отбор пылегазовой фракции 14, которая накапливается в пробоотборнике 4. В момент, когда порция сформирована (транспортная емкость 2 заполнена), информация об этом поступает через преобразователь 11 в блок 9 управления, при этом на управляющий вход 12 пробоотборника поступает сигнал на окончание отбора пробы.

Далее по сигналу от блока 9 анализатор 7 химического состава проводит анализ пробы. Данные о химическом составе породообразующих элементов и элементов спутников золота поступают в блок 8 вычисления классификационного правила. Классификационное правило определяется в блоке 8 вычисления по соотношению измеренных величин.

В заявке не приводится конкретный вид классификационного правила, так как оно строится отдельно для каждого месторождения. Принципы построения подобных классификационных ("решающих") правил известны из теории распознавания (см. например, Васильев В.И. Распознающие системы. Киев, Наукова Думка, 1983), а пример их реализации содержится, в частности, в описании изобретения (СССР N 881644, 1981). В этом изобретении описан геохимический метод поисков и оценки золоторудных месторождений, направленный на определение степени эрозионного вскрытия месторождений по соотношению концентраций спутников золота.

Затем данные с блока 8 передаются в блок 10 адресации, в котором вырабатывается решение об адресе транспортной емкости 2 в соответствии с заданным пороговым содержанием полезного компонента в горной массе порции. Соответствующее решение об адресе передается на транспортную емкость 2 с блока 10 через преобразователь 11. После отбытия транспортной емкости 2 по указанному адресу и прибытия другой с преобразователя 11 на блок 9 управления поступает сигнал на обнуление информации для начала работы в следующем цикле.

В зависимости от конкретных условий реализации способа его аппаратное оформление может различаться. В стационарных условиях, например, на обогатительной фабрике, пылевидную и легколетучую (это относится к соединениям с высоким давлением паров) фракции горной массы, сопровождающие ударное разрушение, могут отбираться непосредственно в зоне разгрузки кусков из дозатора в "порционный" конвейер, выполненный, например, в виде ряда скрепленных с лентой емкостей.

В том случае, если сортировка производится непосредственно в забое на карьерах при работе с использованием, например, экскаваторно-автомобильного комплекса, приемный канал 5 пробоотборника 4 может быть размещен непосредственно на стреле экскаватора. В этом случае при выемке горной массы функции дозатора 1 выполняет ковш экскаватора, а транспортной порционной емкости 2 кузов транспортного средства. Адрес разгрузки транспортного средства может быть передан водителю как по радиоканалу, так и визуально посредством табло.

Возможно размещение приемного канала 5 пробоотборника непосредственно на самом транспортном средстве, например, на кабине водителя. Это целесообразно в случае реализации автономной системы сортировки, когда порцию составляет руда, загруженная в кузов на перегрузочном пункте.

Наиболее простым и эффективным способом пробоотбора является засасывание пылегазовых фракций внутрь пробоотборника из газового потока, в том числе используемого в технологическом процессе добычи и транспортировки горной массы, а также для попутных нужд, например, вентиляции. Не исключено использование пробоотборников электростатического и других типов.

Конкретный тип используемых пробоотборников и анализаторов может быть выбран из числа известных и используемых в науке, технике и промышленности, на новизну конструкции или какие-либо режимные особенности их применения притязания не распространяются. В качестве анализаторов вещественного состава пылегазовых проб могут быть использованы известные средства эмиссионного, люминесцентного, рентгеновского спектрального анализа, например, рентгеновские многоканальные спектрометры (см. Персиц В.З. Измерение и контроль технологических параметров на обогатительных фабриках. М. Недра, 1982, с. 28, 146), а также лазерные спектроанализаторы (ЕР, 0549902, А1, ATLAS, 1993). То же относится и к выполнению блока управления: оговоренные в заявке функции могут быть реализованы на стандартной элементной базе как аппаратным, так и программным путем с использованием персонального компьютера, а также любого микроконтроллера.

Назначение: изобретение относится к горно-обогатительной промышленности и может быть использовано в процессах порционной сортировки руд благородных металлов на руду и пустую породу. Сущность: способ сортировки основан на отборе проб пылегазовых фракций, образующихся вследствие ударного разрушения кусков горной массы в процессе выемки, перегрузки и грубого дробления. Проводят анализ на содержание породообразующих элементов и содержание элементов - спутников золота, а о среднем содержании золота в горной массе порции судят по их соотношению. Устройство для сортировки горной массы на рудную и нерудную части включает дозатор, транспортную порционную емкость, блок вычисления классификационного правила отнесения горной массы к рудной и не рудной частям и блок адгезации, подключенные к блоку управления. Блок определения качества горной массы выполнен в виде управляемого пробоотборника пылегазовых фракций, подключенного к входу анализатора химического состава, информационный выход которого подключен к блоку вычисления классификационного правила. Приемный канал пробоотборника установлен в непосредственной близости к зоне разгрузки дозатора в транспортную емкость. 2 с. и з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сортировки горной массы на рудную и нерудную части, включающий пробоотбор пылевидных фракций в процессе формирования порции горной массы, химический анализ и адресацию порции в соответствии с результатами анализа и установленными пороговыми значениями, отличающийся тем, что в качестве проб для коренных месторождений золота отбирают пылегазовые фракции, образующиеся вследствие ударного разрушения кусков горной массы, составляющих порцию, в процессе выемки, перегрузки и (или) грубого дробления, проводят химический анализ на содержание породообразующих элементов и элементов-спутников золота и принимают их соотношение в качестве классификационного признака отнесения горной массы к рудной и нерудной частям, в соответствии с которым проводят адресацию порции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при анализе на содержание породообразующих элементов определяют кремний, алюминий, кальций, магний, натрий, калий, железо. 3. Способ по пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве элементов-спутников золота выделяют серебро, свинец, цинк, медь, сурьму, серу, мышьяк. 4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что отбор проб пылегазовых фракций осуществляют из технологического газового потока, используемого в процессе добычи и транспортировки горной массы. 5. Устройство для сортировки горной массы, включающее дозатор, транспортную порционную емкость, пробоотборник пылевидной фракции с отсосом и приемным каналом, установленным в непосредственной близости к зоне разгрузки дозатора, анализатор химического состава и блок адресации транспортной порционной емкости, подключенный к выходу блока управления, отличающееся тем, что устройство снабжено блоком вычисления классификационного правила отнесения горной массы к рудной и нерудной частям, к одному из входов которого подключен выход анализатора химического состава, а к выходу информационный вход блока адресации, при этом управляющие входы транспортной порционной емкости, дозатора, пробоотборника, анализатора химического состава, блоков вычисления классификационного правила соединены с выходами блока управления. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что при выемке горной массы на карьере функции транспортной порционной емкости выполняют кузов транспортного средства, а дозатора ковш экскаватора, при этом пробоотборник установлен на стреле экскаватора или транспортном средстве.