Сущность процесса радиометрического обогащения.

Для всех радиометрических методов, кроме авторадиометрического обогащения, общими стадиями процесса являются следующие:

- облучение сырья с помощью внешних источников ионизирующего или неионизирующего излучения (см. приложение 1);

- разделение облученного минерального сырья на продукты с различным, в том числе и отвальным, содержанием полезного компонента по интенсивности проявления одного из эффектов, возникающих при взаимодействии излучений с веществом кусков руды.

Сложность вещественного состава сырья, многообразие видов излучений и их свойств, а также их взаимодействие с веществом предопределяет принципиальную возможность появления большого числа ядерно-физических методов сепарации минерального сырье. Сейчас в обогащении полезных ископаемых опробовано свыше 20 методов. Ядерная геофизика в настоящее время использует 90 методов для определения различных элементов.

Рудоразборка повышает эффективность и рентабельность последующего обогащения полезных ископаемых по следующим причинам:

1. По своей природе эти методы предназначены для обогащения кускового материала, в основном в пределах крупности -200+12 мм. Это обстоятельство во многом определяет место этих методов в общей технологической схеме. Они применяются на первых этапах переработки добытого из недр сырья, когда оно еще не прошло стадию измельчения, т.е. самую энерго - и металлоемкую операцию в технологической схеме. Такая особенность рассматриваемых методов имеет как свои преимущества, так и недостатки, которые заключаются в том, что в кусковом материале не может быть, как правило, достигнута высокая степень раскрытия минералов, а, следовательно, и высокая степень обогащения полезных ископаемых. Исключением являются высококонтрастные руды, встречающиеся крайне редко. Однако этот недостаток компенсируется тем, что применение радиометрических методов позволяет удалять значительное количество нерудных минералов – до 30 - 90% от обогащаемого материала.

2. После сортировки повышается содержание полезного компонента в рудах на первых стадиях обогащения и тем самым расширяется сырьевая база обогатительной фабрики. Себестоимость передела руды в следующих операциях снижается на 10-15%, уменьшается содержание вредных примесей в концентрате, повышается эффективность переработки сырья на последующих этапах, т.е. повышаются технико - экономические показатели.

3. На 20 - 30% повышается выпуск готовой продукции и комплексность использования руды за счет применения крупных классов хвостов в строительной промышленности, горном деле и других отраслях промышленности, что является весьма важным фактором.

Таким образом, за счет применения рудоразборки появляется возможность выделять значительное количество породы (нерудных минералов), а в ряде случаев получать и богатые концентраты еще в начальных стадиях технологической схемы, не расходуя при этом реагенты и не прибегая к тонкому измельчению.

Все это обеспечивает высокую технологическую и экономическую эффективность новых способов обогащения сырья.

На рис. 2.1.1 показана принципиальная схема радиометрического обогащения. Сущность процесса радиометрического обогащения минерального сырья заключается в том, что определенный объем рудной массы проходит мимо счетчика или датчика, который фиксирует либо естественную радиоактивность, либо радиоактивность, наведенную каким-либо излучением (рис. 2.1.2). При использовании внешнего источника излучения происходит взаимодействие излучения с определенным элементом в кусках руды, что приводит к ослаблению первичного излучения и/или его рассеиванию, либо к изменению характера излучения. При авторадиометрическом обогащении облучения массы руды не требуется, т.к. руды урана и тория обладают естественной радиоактивностью. Регистрируя интенсивность возникающего эффекта с помощью электронной аппаратуры (сцинтилляционного или пропорционального счетчика – см. приложение 2), можно определить наличие или отсутствие интересующего элемента в данном объеме руды.

Логическое устройство (радиометр) выделяет излучение заданного спектра, определяет его уровень, сравнивает этот уровень с заданным порогом.

Далее, в соответствии с уровнем излучения заданного спектра, с помощью исполнительного механизма объемы руды (куски, порции) направляют в продукты с различным, в т. ч. и отвальным, содержанием металла.

Основными операциями являются облучение и регистрация излучения. Теоретически процесс протекает весьма просто. Порции или кусков руды проходят с определенной скоростью около неподвижного источника излучения, а исполнительный механизм отделяет одни куски (порции) от других, исходя из спектра и уровня вторичного излучения, принятого сцинтилляционным или пропорциональным датчиком.

Рис. 2.1.1. Схема радиометрического обогащения руды.

Однако необходимо учитывать, что если длительность облучения порции руды на РКС составляет до десятков секунд, то на фабрике – только сотые доли секунды. Время регистрации излучения на фабрике также составляет доли секунды (исходя из оптимальной производительности и экономически целесообразных размеров источника и всего аппарата). Помимо этого, все время изменяется расстояние между объемами (кусками) руды и источником и/или и детектором. По этим причинам погрешность в оценке содержания может достигать 25-50% и более, что и вызывает ложные срабатывания аппаратуры.

Для того, чтобы радиометрическое обогащение происходило успешно, важно правильно определить тот параметр, по которому разделение материала на различные продукты происходит с максимальной эффективностью. Этот параметр должен с достаточной точностью определяться регистрирующей аппаратурой. Корреляция между содержанием ценного компонента в куске и проявлением интенсивности параметра разделения должна быть более 0,5.

Необходимо учитывать, что при радиометрических методах обогащения угловой коэффициент облучения кусков излучением в ряде случаев колеблется в пределах от 0,1 до 0,3 (см. рис. 2.1.3) и, если достоверность анализа от части куска соответствует свойствам всего куска, то результаты сепарации будут успешны.

Скорость перемещения порций (кусков) руды т.е. скорость движения транспортирующей ленты или скорость падения кусков через измерительную камеру обычно находится в пределах от 0,1 до 5 м/сек и, если число регистрируемых за экспозицию импульсов (средняя скорость счета) превышает заданный уровень, на который настроен прибор, то радиометр включает разделительное устройство.

Разделительное устройство применяется двух видов. Шиберные механизмы срабатывания применяются в сепараторах с небольшой частотой срабатывания (от 1 до нескольких раз в секунду). Пневмоклапаны - высокопроизводительные механизмы, предельная частота срабатывания которых достигает 300 Гц.

На РКС в случае повагонеточной сортировки применяют автоматические стрелки (рис. 2.1.2).

Дата добавления: 2015-07-18