Опробование полезных ископаемых

Опробование полезных ископаемых – это процесс отбора и обработки части исходного продукта (массива, горной массы или др.) для определения его физических, химических или технологических свойств. Опробование – одно из наиболее распространенных и важнейших операций при поисках, разведке, добыче и переработке полезных ископаемых.

Пробой называется некоторая часть (порция) полезного ископаемого, взятая по определенным правилам из общей его массы. В пробе должны с определенной погрешностью сохраниться определяемые свойства опробуемого материала.

В зависимости от цели пробы классифицируются на:

- пробы для химических анализов полезного ископаемого. При их помощи выясняются содержания полезных компонентов и вредных примесей. Они позволяют подсчитывать запасы и разделять их по сортам.

- пробы для определения физико-механических свойств – позволяют определять пригодность некоторых видов минерального сырья для использования в промышленности и для разделения их по сортам (например, асбест, слюды, пьезооптическое сырьё, драгоценные камни).

- пробы для технологических испытаний полезного ископаемого, обычно большого объёма и веса, отбираются для выяснения свойств минерального сырья, важных при решении вопросов переработки или прямого использования этого сырья (так, технологические свойства углей выражаются целым рядом показателей – теплотворной способностью, влажностью, зольностью, выходом летучих и т.д.).

- пробы для минералогических исследований – отбираются для определения минералогического и петрографического состава пород и руд, их структурно-текстурных особенностей, а также на россыпных месторождениях для определения содержания ценных металлов и минералов.

Кроме указанных проб иногда отбирают и обрабатывают целый ряд других проб более узкого назначения: для ситового и седиментационного анализов, для определения влажности исходной руды и продуктов ее переработки, для определения твердого в пульпе, пробы для контроля оборотной и сточных вод, для определения запыленности воздуха и другое.

Обязательным условием достоверного опробования полезных ископаемых при их добыче и переработке является обеспечение надежной представительности первичных объединенных проб.

Под представительностью пробы понимают степень соответствия содержания какого-либо компонента в пробе, содержанию этого компонента в опробуемой массе материала.

Первичная (общая) объединенная проба исходного материала – проба, составленная из точечных проб (порций), отобранных по определенной схеме в течение определенного времени. Чем больше число точечных проб, тем выше достоверность объединенной пробы.

Отбор минимальной надежной массы пробы обусловливается следующими факторами: текстурой руды, крупностью зерен рудного минерала, различием в плотности рудных и нерудных минералов, содержания ценного элемента в руде.

По действующим ГОСТам для руд и концентратов цветных металлов, для железных руд, железорудных концентратов, агломератов и окатышей, для угольных товарных продуктов минимальная масса пробы определяется по формуле:

q_min=kd² ,кг

где k – коэффициент, зависящий от равномерности распределения определяемого компонента в общей массе опробуемого материала;

d – максимальный размер куска руды, мм.

Значения коэффициента k для каждого полезного ископаемого определяется экспериментально.

При опробовании руд и концентратов цветных металлов k принимают для весьма однородных продуктов равным 0,06, однородных – 0,1, среднеоднородных – 0,16, неоднородных – 0,2.

При опробовании каменных углей и марганцевых руд значения коэффициента k принимают равным соответственно 0,05 и 0,1.

Определение необходимого числа точечных проб производится по формуле:

n= tσ²/m²,

где t – коэффициент надежности опробования, соответствующий доверительной вероятности Р (обычно Р=0.95, а t=2),

σ – среднее квадратичное отклонение, определяемое экспериментально для опробуемого продукта по действующим ГОСТам,

m – вероятная погрешность пробы (предельная погрешность среднеарифметического содержания полезного компонента в пробе).

Масса точечных проб регламентируется соответствующими ГОСТами на опробование. Так, например, при ручном отборе для марганцевых товарных руд масса точечных проб принимается равной 0.3-1.0 кг в зависимости от крупности руды, для цветных металлов 0.5-2.0кг.

Разделка и подготовка первичных проб заключается в переводе полезного ископаемого в состояние удобное для намеченного вида исследования или химического анализа. Для чего пробы подвергаются дроблению, перемешиванию, сокращению веса.