礦石樣品檢測數據是計算精礦品位、回收率、處理量、水、電、材料單耗和加工成本等指標的基礎,這就要求礦樣必須具有代表性,下面小編與大家分享一下如何科學的采集有代表性的礦石樣品!
一、礦床樣品的采集
礦床采樣是根據該礦區的采樣量以及該礦區能夠采樣的礦體暴露面大小而定的。礦床采樣工作主要包括采樣設計、采樣方法的選擇和采樣施工,這里主要介紹采樣設計和常用的礦床采樣方法。
(一)采樣設計
采樣設計的任務是選擇和設置采樣點,進行配樣計算,并據此分配各個采樣點的采樣量。在編制采樣設計之前,地質部門應提供完整的地質勘探資料;采礦部門提出礦區開采范圍、開拓與采礦方案;選礦提純加工部門在對地質、采礦提供的有關資料全面了解、深入分析的基礎上,與選礦提純加工試驗委托部門協商提出采樣要求,確定采樣的個數、礦樣的質量、粒度以及包裝運輸方式等。
1、采樣點的布置
所謂采樣點是指在采樣過程中,為保證樣品代表性,結合礦體的賦存特點,在礦體不同位置確定的采樣地點,每一個采樣地點就可稱為一個采樣點。
例如,在地質勘探工作中,為了查明礦石品位的空間分布規律,需要系統地采取化學分析試樣,將所取試樣劃分為許多小的區段,每個小的區段組成一個化學分析單樣,每一個單樣的化驗結果即代表該區段礦石的品位,因而每一個樣品所代表的區段即可看做一個采樣點。
通常,刻槽采樣時,根據礦石類型和組分分布的均勻程度,可將每0.5-3m長的刻槽樣作為一個單樣,分析化驗。
選礦提純加工試驗樣品采集時,是在已有地質資料的基礎上進行的,因而沒有必要沿整個勘探工程系統地采樣,而只是從中選取一部分有代表性的地點作為采樣點。
采樣點的布置應在礦床地質和綜合采樣研究的基礎上,根據對試樣代表性的要求確定。
主要考慮以下幾個方面:
?、龠x擇能充分代表所研究礦石的特征而且原有勘探工程質量又較好的地點作為采樣點,充分利用已有勘探工程(坑道或鉆孔巖心)采樣,盡量避免開鑿專門的采樣工程。
②應選擇礦石工業品級和自然類型最多、最完全的勘探工程作為采樣工程,這樣就可以在較少的采樣工程內布置較多數量的采樣點,減少采樣工程量。
③采樣點應大致均勻地分布在礦體的各部位,不能過于集中。沿礦體走向在兩端和中部都應有采樣點;沿傾斜方向在地表、淺部和深部也都應有采樣點。如果礦體很大時,應充分考慮分期采樣問題,即采樣點應主要分布在前期開采地段。
?、懿蓸狱c的數目應盡可能多一些,但也要照顧到施工條件。一個工業品級或自然類型的試樣,采樣點不能少于3-5個。
2、配樣設計
將各類型樣配成混合樣時,混合樣中各工業品級和自然類型樣的比例應與礦山生產的出礦比例基本一致,礦山開拓方案未定時,則可按儲量比例配礦。
采樣設計時,就應根據所要求的配樣比例計算和分配各個類型樣的采樣數量。由于每個類型樣均包括幾個采樣點,因而算出各個類型樣的采樣數量后還要計算和分配各個采樣點的采樣量。各點樣品的配入量原則上應與該點所代表的礦量成比例。
在實踐中往往是直接根據礦體中礦石的品位變化特征,按地質樣品中各個品位區間的試樣長度占全部樣品總長度的百分比分配采樣量。
例如,某礦體在地質勘探中是用穿脈坑道揭露,刻槽總長為100m,每2m作為一個化學分析單樣,故共有50個樣品?;灲Y果表明,有用組分品位變化特征如下:品位為0.2%-0.4%的樣品6個,樣槽總長2×6=12m;品位為0.4%-0.6%的樣品14個,樣槽總長28m;品位為0.6%-0.8%的樣品20個,樣槽總長40m;品位>0.8%樣品的10個,樣槽總長20m。由此算出各個品位區間樣槽長度百分比分別為12%、28%、40%、20%,這就是采樣時對各品位區間試樣量的配比要求。
由于選礦提純加工試驗樣品采樣點的數目小于地質化驗單樣的數目,因而按理論計算比例配出的試樣的平均品位不可能與地質平均品位完全吻合,而必須根據各點的實際采樣結果重新計算和調配,品位偏高時可多配些低品位樣,品位偏低時可多配些高品位樣,但這時應特別注意避免因片面追求品位的代表性而破壞其他性質的代表性。
對礦石可選性而言,最重要的往往還不是礦石的品位而是元素的賦存狀態。
在確定了采樣點的位置、各采樣點試樣所需的質量后,就需要選擇適宜的采樣方法、確定具體的采樣方案和實施方法。通常需要編制詳細的采樣說明書,并編制采樣方案表。
?。ǘ┑V床采樣方法
常用的礦床采樣方法包括:刻槽采樣法、剝層采樣法、爆破采樣法、方格采樣法和巖心劈取法。
1、刻槽采樣法
刻槽采樣法就是在礦體上開鑿一定規格的槽子,槽中鑿下的全部礦石作為一個樣品(子樣)。當槽斷面的規格較小時,完全用人工鑿取;規格大時,可先采用淺眼爆破崩礦,再用人工修整,以達到設計要求的規格形狀。在礦體呈脈狀、層狀等暴露面積較小的情況下,采樣點的數目很多,常采用刻槽采樣法。
刻槽的方向應垂直于礦體的走向,在沿礦體的厚度方向上布置,而且盡可能使樣槽通過礦體的全部厚度。各樣槽間的距離要相等,各槽的斷面積要一致??滩坌螤钜话銥殚L方形、圓形、環形、螺旋形等。
當礦化比較均勻、礦體比較規則時,多采用長方形直線橫向刻槽和縱向刻槽。在水平巷道或垂直巷道里,當礦物組成沿長度的分布很不均勻時,則可采用螺旋形刻槽,礦物組成愈不均勻,則螺距應愈小。若巷道太長,最好不用螺旋狀或環狀刻槽采樣法,而采用環形或螺旋狀布點采樣法。點距和各采樣點的容積必須保持相等。
在地表探槽中采樣時,樣槽可布置在槽底,也可布置在壁上;在穿脈坑道中采樣時,在坑道的一壁布置樣槽,若礦體品位變化很大,則需在兩壁同時刻槽,合并兩壁的樣品成一個樣品。
在沿脈坑道中采樣時,在坑道的兩壁和頂板布置樣槽,每隔一定距離布置拱形樣槽,或沿螺旋線連續刻槽,一般均不取底板;若礦體較薄且主要暴露在頂板,礦樣也只能從頂板上采取;在淺井中采樣,樣槽布置在淺井的一壁或兩對壁。
樣槽斷面尺寸主要取決于保證采樣的準確性和所需礦樣的質量和粒度,槽間距離取決于礦化程度。
2、剝層采樣法
剝層采樣法就是在工作面底盤上鋪上帆布或薄鐵板,然后對整個暴露的礦體全部剝下一層,收集在帆布或鐵板上作為試樣。它適用于礦層薄、礦脈細以及礦石品位分布不均勻礦床的采樣。
假如在一個巷道內要取的礦樣質量很大,而采樣面積又很小,用刻槽采樣法所取的樣品量過少,不能滿足需要時,應采用剝層采樣法。
剝層的深度取決于欲采礦樣的質量和研究所需礦樣的粒度。一般情況下,25mm左右的礦塊即可滿足試驗要求,所以,剝層深度以25-100mm為宜。
3、爆破采樣法
爆破采樣法是在坑道內穿脈的兩壁、頂板(通常不用底板)上,按照預定的規格打眼放炮爆破;然后將爆破下的礦石全部或從中縮分出一部分作為試樣。
爆破采樣法適用于要求礦樣量很大、礦石品位分布非常不均勻的情況。采樣規格視具體情況而定,通常長和寬為1m左右,深度多為0.5-1.0m。
4、方格采樣法
方格采樣法主要在采樣面積較大而采樣量又不多的情況下使用。其方法是在采樣的面上劃上格網,從格網交點采樣。
格網可以是菱形的、正方形的、長方形的。采樣點個數視礦化的均勻程度及采樣面積的大小而定。若礦化均勻,采樣點可以少些,其交點距離可大于2m;若礦化不均勻或礦石成分復雜,則采樣點就要多些,間距也要小些。
5、巖心劈取法
在以鉆探為主要勘探手段、客觀上又不允許進行坑道采樣時,試驗樣品可從鉆探巖心中劈取。在劈取巖心時,必須沿巖心中心線垂直劈取1/2或1/4作為樣品,所取巖心長度均應穿過礦體的厚度,并包括必須采取的圍巖和夾石。
礦床采樣方法除以上介紹的外,還有攝取采樣法、點取采樣法、炮眼采樣法、全巷采樣法等,這些方法在系統采樣時應用較少。
二、選礦提純生產線采樣
任何一個選礦提純過程與取樣總是分不開的,因為只有通過采樣和對試樣進行相應的分析檢測,才能確定原礦和選礦產品的質量、計算工藝指標,或者考查某一個工藝環節或設備的工作狀態。
選礦提純生產線采樣的基本要求和礦床采樣是一致的,首先要保證樣品的代表性,同時要求所采集的試樣在數量上要滿足試驗研究和分析檢測的需要。
根據采樣目的的不同,選礦提純生產線采樣的方法和工作量差異很大。例如,根據研究的目的不同可分為:全流程考查、磨礦回路考查、浮選回路考查、細篩作業效果考查、跳汰機分選效果的評價、尾礦濃縮流程考查、選礦廠日常生產考查等。這些不同性質的試驗研究,要求的采樣種類和數量、樣品分析檢測項目等各不相同。
因此,選礦提純生產線采樣需要根據具體的研究目的,提出相應的采樣要求,制定適宜的采樣方案。
嚴格來講,無論某一具體的采樣過程的復雜程度如何,都應該編制詳細的采樣說明書,說明采樣的目的和要求,制定采樣計劃和采樣方法,保證所采集試樣的數量和質量。
一般來說,選礦提純生產線采樣工作主要包括:采樣方案或采樣流程的制定和采樣方法的選擇兩大方面。
(一)采樣流程和采樣表
通常,選礦提純生產線采樣需要編制采樣流程和采樣表。特別是采樣點的數量較多、采樣數量較大、采樣時間較長時,必須按要求編制采樣流程圖和采樣表。
例如,工業試驗采樣和全流程考查采樣,樣品的數量可多達幾十、幾百個,為了保證正確、有序地進行采樣,事先應掌握全部采樣過程,根據試驗的目的、要求和內容,編制采樣流程圖和采樣表,以保證采集的樣品能夠滿足試驗和檢測的需要。
1、采樣流程圖
采樣流程圖實際上是一個標注了采樣點的工藝流程圖。也就是說,根據采樣的要求選取采樣點后,用符號將該采樣點標注在選礦工藝流程圖的對應位置(產物)上,標注了全部采樣點的工藝流程圖即為采樣流程圖。
根據需要采樣流程可以是選礦全流程,也可以是部分流程。需要指出,關于采樣流程圖的標注方法和內容并沒有統一的規定或規范,一般只需要標注采樣點的名稱和編號,然后,再借助采樣表對各采樣點進一步說明。
“磁選一精礦反浮選”流程選別系統的采樣流程圖。
2、采樣表
采樣表是對采樣流程圖作進一步補充和文字說明,使整個采樣工作更明確。采樣表主要包括:樣品種類、名稱、采樣地點、采樣時間和應檢查測定的項目等。
“磁選-精礦反浮選”流程選別系統的采樣表
通過對各采樣點試樣的品位分析和濃度測定結果,即可進行該選別系統的礦物平衡計算、數質量流程的計算和礦漿流程的計算。同時還可以對各作業的分選效率進行分析和評價。
3、采樣點的選擇
根據生產實踐,在選礦提純生產過程中選擇采樣點的原則如下:
?、贋楂@取選礦產品的產量計算和編制生產日報需用的原始資料-原礦處理量、原礦水分、原礦品位、精礦品位和尾礦品位等,需在磨機的給礦膠帶上、分級機或旋流器溢流處、精礦箱和尾礦箱等處設立采樣點。在磨機的給礦膠帶上設立原礦計量點。
②在影響數質量指標的關鍵作業處設立采樣點,例如在分級機或旋流器溢流處設濃度和細度采樣點。
?、墼谌菀自斐捎杏玫V物流失的部位-濃縮機溢流、干燥機的煙塵、各種砂泵(池)、磨選車間總污水排出管等部分設立采樣、計量點。
?、転榫幹茖嶋H礦物平衡表所需的原始資料,如出廠精礦水分、出廠精礦數量和質量等,需在出廠精礦的汽車或火車車廂上設采樣點。
?、菰u價選礦工藝的數質量流程采樣,即在全流程各作業的給礦、產品及尾(排)礦處設立采樣點。
(二)靜置物料的采樣
在選礦提純生產線,大量的采樣工作是靜置松散物料的采樣,例如原礦場、廢石堆、精礦倉(堆)、車廂、尾礦場等的采樣。按照物料的粒度可分為塊狀物料(原礦、廢石)和粉狀物料(精礦、尾礦)兩種。
靜置松散物料的采樣方法主要包括舀取法、探井法、目測法、分層采樣法、擇取法、探管(探釬)法、鉆孔法。
1、舀取法
舀取法實質上是在料堆表面一定地點挖坑采樣,所以又叫挖取法。采樣操作一般為點線法,即在待采樣礦堆或車廂的整個表面上,首先沿某一方向劃出一系列相互平行且相間0.5m左右的橫線,然后在線上相隔0.5-2.0m處布設一個采樣點。
采樣的方法是用鐵鏟垂直于礦堆表面,挖出深為0.5m的小坑,在坑底采樣。各點采取的樣品質量應正比于各點坑至堆底的垂距,將所有各點采集的樣品混勻,即為該礦堆的樣品。
舀取法適用于細粒礦堆和車廂的取樣,如精礦堆或精礦運輸車廂。
2、探井法
探井法是指從礦堆上部開鑿采樣井采樣。由于礦石堆積過程中存在粒度偏析和密度偏析的現象,從礦堆的堆頂到堆底,礦石的物質組成和粒度組成均有很大的變化。若只局限于從礦堆表面采樣,其代表性就很難保證。所以,在這類礦堆上采樣,應從礦堆上部開鑿采樣井采樣,而且,采樣井必須從礦堆表面垂直挖到堆底。
探井數目及其排列應視礦石中礦物含量的變化程度、采樣目的等不同,按具體情況確定。
在挖井時,每進一層((1-2m),必須將所挖出的礦石分別堆成幾個小堆,再對每堆以舀取法采樣,然后再將它們合并為一個樣品。如果礦堆是密細物料(如先前堆存的老尾礦),則可利用探針進行采樣。探針法與探井法無本質差異,只是不挖探井,而以探針(或探管)垂直插入礦堆中采出試樣。
探井法的主要優點是可沿著料堆的厚度方向采樣。但由于工程量大,采樣點的數目不可能很多,因而在沿長度方向和寬度方向的代表性不及舀取法。
3、目測法
目測法采取試樣是最簡單的人工采樣方法。這個方法就是從被采樣料堆或礦車上(任意點或按一定的間隔)用鏟子或卷邊鐵鏟采取少量的物料。該方法適用于分布均勻的細顆粒物料和粉狀物料(如精礦運輸車等)的取樣,對于粒度偏析顯著的物料和成分變化較大的物料的取樣誤差較大。
4、分層采樣法
對于礦車中分布極不均勻的礦石采樣,可用分層采樣法。例如:塊狀物料中含有較多的礦粉時,由于裝車產生偏析,塊礦散落到礦車邊緣,而中間多為細粉;由于車廂在運行途中發生搖動和振動,使重礦物逐漸下沉,產生密度偏析作用。
該法一般多在裝車或卸車時進行,先將車廂1/6高度的表面一層去掉,然后用舀取法采樣;接著將車廂1/2高度的上部礦層去掉,同樣用舀取法采樣。一般分兩層,將兩層各點所
采的點樣混合,即為該礦車的樣品。
5、擇取法
在礦石裝載、卸載或轉載時可采用擇取法采樣。采樣方法為:根據所需的或希望得到的試樣的質量,按一定的間隔擇取第幾鏟采樣,多次擇取的物料混勻后即可保證采樣的精確性。
6、探管(探釬)法
探管法(又稱探釬法)采樣適用于分布均勻的靜置松散粉狀物料的采樣。例如,精礦倉中堆存的精礦或裝車待運的精礦等。由于精礦粒度細、分布均勻,可以不考慮粒度引起的離析作用。
采用探管采樣,先將采樣點均勻布置在精礦所占的面積內。然后在采樣點上將探管由上而下地插入底部,礦樣即進人探管內,拔出探管后將樣品倒出。探管在垂直插入礦堆采樣時,應具有足夠的長度,以便能達到所需的深度。探管采樣要點是:采樣點分布要均勻,每點采樣的數量基本相等,表層、底層都要能采到,采樣點的數目不得低于4個。
7、鉆孔法
鉆孔法采樣多用于在尾礦池(庫)中的尾礦采樣。鉆孔法采樣所使用的鉆可以是機械鉆,也可以是手鉆,或者是用普通的鋼管。
首先在整個尾礦池(庫)的表面均勻布點,然后全深鉆孔采樣。采樣的精度主要決定于采樣網的密度,采樣點之間的距離一般為1-3m,對于面積較大的尾礦庫可達到5-10m。
在尾礦庫中采樣時,還必須注意下述情況,即尾礦的堆積過程是礦漿在流動狀態下沉積而成的,其最重的顆粒均聚積于尾礦溜槽口附近處。采樣時,必須按放射狀直線排列采樣點,而且應從傾注尾礦的溜槽口開始采樣。距溜槽口越遠,采樣點間的距離可適當增加。
(三)流動物料的采樣
流動物料是指運輸過程中的物料,包括用礦車運輸的原礦、膠帶運輸機以及其他運輸機械上的料流、給礦機和溜槽中的料流以及流動中的礦漿等。
最常用、最精確的采取流動物料試樣的方法是橫向截流法,即每隔一定時間,垂直于物料流運動方向截取少量物料作為樣品,然后將一定時間內截取的許多小份樣品累積起來作為總樣供試驗用。
采樣精確度主要取決于物料組成的變化程度和取樣頻率。根據物料性質和流動方式的不同,流動物料常用的采樣方法包括:抽車取樣、運輸膠帶取樣和礦漿取樣。
1、抽車取樣
當原礦石是用小礦車運來選礦廠時,可用抽車取樣。一般每隔5車、10車或20車抽1車。間隔大小取決于取樣期間來礦的總車數,而在較小程度上取決于所需的試樣量,因為即使所需試樣量不多,抽取的車數也不能太少,抽車數太少代表性就不好。抽車法取的試樣量超過需要量時,可進一步縮取。
對原礦抽車取樣實質上是從礦床取樣,抽車只是一種縮分方法,取樣的代表性不僅取決于抽車法操作,而且取決于自礦山運來的礦石本身是否能代表所研究的礦床或礦體。因而在取樣時必須同礦山地質部門聯系,不能盲目從事。
2、運輸膠帶取樣
在選礦廠中,對于松散物料,特別是人選原礦,經常是在運輸膠帶上取樣。
運輸膠帶取樣可用人工采取,即利用一定長度的刮板,每隔一定時間,垂直于運動方向,沿料層全寬和全厚均勻地刮取一份物料作為試樣。取樣間隔一般為15-30min,取樣總時間為一個班至幾個班。在實際取樣操作中,通常是按照預先規定的取樣時間,將膠帶運輸機臨時停車,在膠帶上量取一定長度的物料,收集下來作為一份試樣。取的試樣量超過需要量時,可進一步用堆錐四分法縮取。
3、礦漿取樣
試樣可用人工截取,也可用機械取樣器采取。最常用的人工取樣工具為各種帶扁嘴的容器,如取樣壺和取樣勺,這類容器進樣量較小而容積較大,因而在截取時允許停留時間較長而又不易將礦漿溢出。當取樣量較大時,也可直接用各種敞口的大桶接取,但所用的桶應盡可能深一些,不允許已接入桶中的試樣重新被液流沖出,那樣會破壞試樣的代表性。
為了保證能沿料流的全寬和全厚截取試樣,取樣點應選在礦漿轉運處,如溢流堰口、溜槽口和管道口,而不要直接在溜槽、管道或貯存容器中取樣。
取樣時,應將取樣勺口長度方向順著料流,以便保證料流中整個厚度的物料都能截取到;然后使取樣勺垂直于料流運動方向勻速往復截取幾次,以保證料流中整個寬度的物料都能均勻地被截取到。
取樣間隔一般為15-30min,取樣總時間至少為一個班。在采取大量代表性試樣時,為了能反映三個班組的波動,取樣總時間應不少于三個班。若物料在貯存過程中容易氧化,且對試驗有影響,取樣時間只好縮短。因而對容易氧化的硫化礦的浮選試驗,一般不宜采用礦漿試樣作為長期研究的試樣。在現場實驗室采取礦漿試樣做浮選試驗時,只能是隨取隨用,而且只能采用濕法縮分,而不允許將試樣烘干。
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