СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГРАНАТА В РУДЕ И ПРОДУКТАХ ОБОГАЩЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к анализу гранатсодержащего сырья и может быть использовано на обогатительных предприятиях, а также при разведке месторождений.

Известен способ определения содержания минерала вермикулита в руде и продуктах обогащения, который включает обработку пробы раствором перекиси водорода при 70-80^oС, заливку водой, отделение вспученного вермикулита от пустой породы, его взвешивание (см. описание к а. с. СССР 1503012 от 20.01.88, кл. G 01 N 33/38).

В силу различия физических свойств вермикулита и граната указанный способ определения содержания последнего не применим.

Также известен способ определения содержания минерала в продуктах методом количественного минералогического анализа, который включает отбор пробы, ее рассев на несколько классов крупности, просмотр каждого класса под микроскопом, выборку и подсчет чистых зерен, богатых и бедных сростков, определение их весовой доли по числу зерен (см. С.И. Митрофанов. Исследование руд на обогатимость. - М.: Металлургиздат, 1954, с.58-62).

К этому виду анализа прибегают в случаях, когда минеральная смесь представлена сложными алюмосиликатами и диагностика одного из них, в частности, граната методами химического анализа исключена, так как гранат не содержит химических элементов, характеризующих его индивидуально.

Недостатки этого способа, взятого за прототип, заключаются в следующем:
большая трудоемкость ручного отбора под микроскопом зерен минерала, когда их число может составлять до 10000;
неизбежные погрешности, возникающие при количественной оценке не только чистых зерен, но и богатых и бедных сростков, в которых доля минерала оценивается визуально;
необходимость рассева пробы на несколько классов крупности для облегчения диагностики и счета зерен под микроскопом;
недиагностируемость мелкого класса пробы, где частицы микронных размеров за счет сил адгезии образуют полиминеральные флокулы.

Задача настоящего изобретения - создание упрощенного способа определения граната, лишенного недостатков прототипа.

Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании предлагаемого способа, являются надежность и экспрессность.

Решение задачи и достижение технических результатов становится возможным благодаря тому, что в способе определения содержания граната в руде и продуктах обогащения, включающем отбор проб, вначале отбирают пробы чистой мономинеральной гранатовой фракции и фракции вмещающих пород, определяют их действительные плотности и вычисляют скорость прироста содержания граната по формуле

где δ_max - действительная плотность чистой мономинеральной гранатовой фракции, г/см³;
δ_min - действительная средневзвешенная плотность фракции вмещающих пород, не содержащей граната, г/см³,
затем отбирают пробы любых продуктов обогащения, определяют их действительные плотности и содержание граната в них вычисляют по формуле

где δ_i - действительная плотность продукта обогащения, г/см³;
δ_min - константа уравнения, действительная средневзвешенная плотность фракции вмещающих пород, г/см³;
K - скорость прироста содержания граната, г/см³/%.

При этом пробы отбирают навесками до 50-100 г и измельчают до крупности 0,16 мм.

Отличительными признаками предлагаемого способа от прототипа являются следующие.

Вначале отбирают пробы чистой мономинеральной гранатовой фракции и фракции вмещающих пород (не содержащей граната), определяют их действительные плотности (δ_i и δ_min, соответственно) и вычисляют скорость прироста содержания граната (K) по формуле

Затем отбирают пробы любых продуктов обогащения, определяют их действительные плотности (δ_i) и содержание граната (β_гр) в них определяют по формуле

Пробы отбирают навесками 50-100 г, что позволяет повысить надежность конечного результата за счет большей представительности пробы и измельчают до крупности 0,16 мм, что позволяет полностью раскрыть внутреннюю пористость зерна.

В предлагаемом способе для определения содержания граната использован признак, характеризующий минерал, - плотность (δ). В гранатсодержащих рудах величина действительной плотности граната заметно выше показателей плотности всех остальных минералов. Поэтому величина действительной плотности смеси зерен (руды, промпродукта, концентрата и др.) определяется долей содержания в ней граната по правилам средневзвешенного значения. Экспериментально определено, что в диапазоне содержания граната (β_гр) от нуля (чистые по гранату хвосты обогащения, фракция вмещающих пород) до 100% (чистая мономинеральная фракция граната) величина текущей средневзвешенной плотности (δ_i) изменяется по линейному закону
δ_i = K•β_гр+δ_min,
откуда

где δ_i - действительная плотность продукта обогащения, г/см;
δ_min - константа уравнения, действительная средневзвешенная плотность фракции вмещающих пород, не содержащий граната, г/см³;
K - скорость прироста содержания граната (величина постоянная для данного состава руды) г/см³/%.

Благодаря совокупности новых признаков предлагаемый способ определения содержания граната обладает:
большой экспрессностью и простотой выполнения;
исключает ошибки, связанные с отбором и диагностикой бедных и богатых сростков граната при минералогическом анализе;
применим к продуктам любой крупности, вплоть до пылевидных.

Способ определения содержания граната в руде и продуктах обогащения осуществляют на гранат-мусковитовых сланцах, в табл.1 приведен их минеральный состав.

Вначале отбирают пробу весом 100 г чистой мономинеральной фракции граната, измельчают до 0,16 мм, пикнометрическим методом определяют действительную плотность: δ_max = 3,92 г/см³. Таким же образом отбирают, измельчают и определяют средневзвешенную плотность фракции вмещающих пород (при отсутствии в смеси граната): δ_min = 2,76 г/см³ - величина постоянная для данной разновидности. Вычисляют скорость прироста содержания граната (K), величину постоянную для данного состава руды

Далее, используя формулу

определяют содержание граната (β_гр) в продуктах обогащения - 5-ти классах гидравлической классификации концентрата мокрой магнитной сепарации гранат-мусковитовых сланцев, предварительно пикнометрическим способом определив их действительные плотности соответственно.

Результаты определения содержания граната по предлагаемому способу были сопоставлены с данными минералогического анализа, которому подвергались пять классов гидравлической классификации концентрата мокрой магнитной сепарации гранат-мусковитовых сланцев (табл.2).

Из данных таблицы видно, что отношение данных содержания граната β_гр, полученных минералогическим анализом и по предлагаемому способу, лежит в пределах 1,07-0,88, что допустимо.

Предложенный метод определения качества продукта по величине действительной плотности основного минерала и влияния последней на величину средневзвешенной плотности руды и продуктов обогащения может быть применен для других руд, в которых ценный компонент имеет более высокую, чем вмещающие породы, плотность (самородные металлы, касситерит, вольфрамит, шеелит и др. ), выступая в качестве альтернативы методам пробирного и химического анализа, либо экспрессной оценки качества.

Таким образом, сопоставительный анализ предшествующего уровня техники и предлагаемого способа подтверждает новизну предлагаемой совокупности существенных признаков, а использование способа - его применимость.

Использование: на обогатительных предприятиях, а также при разведке месторождений. В способе отбирают пробы чистой мономинеральной гранатовой фракции и фракции вмещающих пород, не содержащей граната, определяют их действительные плотности и вычисляют скорость прироста содержания граната, отбирают пробы любых продуктов обогащения, определяют их действительные плотности и рассчитывают содержание граната в продуктах. Технический результат - упрощение способа, повышение его надежности и экспрессности. 2 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ определения содержания граната в руде и продуктах обогащения, включающий отбор проб, отличающийся тем, что вначале отбирают пробы чистой мономинеральной гранатовой фракции и фракции вмещающих пород, определяют их действительные плотности и вычисляют скорость прироста содержания граната по формуле

где δ_max - действительная плотность чистой мономинеральной гранатовой фракции, г/см³;
δ_min - действительная средневзвешенная плотность фракции вмещающих пород, не содержащей граната, г/см³,
затем отбирают пробы любых продуктов обогащения, определяют их действительные плотности, а содержание граната в продуктах определяют по формуле

где δ_i - действительная плотность продукта обогащения, г/см³;
δ_min - константа уравнения - действительная средневзвешенная плотность фракции вмещающих пород, не содержащей граната, г/см³;
К - скорость прироста содержания граната, г/см³/%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пробы отбирают навесками 50-100 г. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пробы измельчают до крупности 0,16 мм.