Практика покусковой сортировки полезных ископаемых

Первым промышленно освоенным процессом сортировки явилось обогащение урановых руд по естественной радиоактивности с щелью сброса крупнокусковых отвальных хвостов (до 35%) и выделения технологических типов руды.

Освоена технология сортировки алмазных руд, позволяющая извлекать уникальные крупные кристаллы и являющаяся более экономичным процессом, чем отсадка и обогащение в тяжелых средах.

В СССР серийно выпускают сепараторы для реализации ав­торадиометрического, люминесцентного (рентгенолюминесцентного) методов. Ведутся интенсивные работы по подготовке се­рийного выпуска сепараторов, реализующих другие методы сор­тировки.

Авторадиометрический способ сортировки применяют для обогащения естественно-радиоактивных руд. Урановые, ториевые руды генерируют альфа-, бета- и гамма-излучение, однако для определения сорта куска или порции используют только гамма-излучение. Альфа- и бета-излучение сильно поглощается рудой и окружающей средой и не может служить надежным источником информации о содержании ценного компонента. Калийсодержащие руды содержат изотоп калий-40, генерирующий бета-излучение, которое по аналогичным причинам непримени­мо для процессов покусковой сортировки. Бета-излучение при­меняется преимущественно для контроля качества измельчен­ных продуктов обогащения калийсодержащих руд.

Основным объектом авторадиометрической сортировки яв­ляются чисто урановые и комплексные урановые руды.

Характеристика урансодержащих руд (по Б. В. Невскому и В. А. Мокроусову) приведена ниже.

Одной из особенностей урановых руд является избиратель­ная концентрация урана в мелких классах вследствие хрупко­сти урановых минералов (урановой черни) и генетических осо­бенностей образования руд, связанных с проникновением рудо­носных растворов в ослабленные, трещиноватые горные поро­ды. Раскол руды происходит по ослабленным местам, т. е. по местам концентрации рудоносных минералов, что также способ­ствует селективному переводу урана в мелкие фракции.

Нижним пределом крупности сортируемых кусков является 25 мм, так как дальнейшее снижение размеров кусков ведет к. резкому уменьшению регистрируемого излучения.

Результаты радиометрической сепарации комплексной золото-урановой руды месторождения Витватерсранд (ЮАР) приве­дены в табл. 1.3.

Ручная сортировка золото-урановой руды проводилась с при­менением в качестве устройства определения сорта сцинтилляционных приборов со звонковым сигнализатором и ручным уда­лением богатых кусков.

Для некоторых типов радиоактивных руд из-за высокой сте­пени корреляции содержания урана с оптическими свойствами становится возможным переход от авторадиометрического к фо­тометрическому способу сортировки, что позволяет снизить нижний предел крупности и повысить производительность сепара­тора.

В редкоземельной тантало-ниобиевой руде одного из место­рождений при соотношении суммарного содержания ценных компонентов (тантала, ниобия) во вмещающих породах и руд­ных пластах 1:40 содержание каждого элемента оказалось тес­но коррелированным с содержанием естественно-радиоактивного тория. Данные руды характеризуются невысокой интенсивно­стью гамма-излучения из-за низкого содержания тория и тре­буют применения сепараторов повышенной чувствительности, в качестве которых использовали сепаратор эстафетного типа. При авторадиометрической сортировке в кусковом режиме обеспечи­вается производительность при крупности —250+80 мм — 50 т/ч; -80 + 50 мм — 27 т/ч; -50+20 мм — 13 т/ч (табл. 6).

Таблица 1.3. Результаты сортировки золото-урановых руд месторождения

Витватерсранд (ЮАР).

Использование эстафетного принципа измерения сорта куска позволяет обогащать авторадиометрическим способом руды с невысокой интенсивностью излучений.

В абсорбционном радиометрическом сепараторе, имеющем в общем аналогичное сортирующее устройство, предназначенном для отбора породы из потока угля и руды, в качестве импульса используется эффект неодинакового ослабления проникающего излучения кусками угля или руды и породы. Интенсивность излучения в приемнике уменьшается по определённому закону, в зависимости от размеров куска и интенсивности поглощения им излучений. При испытании сепаратора на железной руде крупностью 100—15 мм на шахте «Гигант» при производительности 18 т/ч он обеспечил получение хороших показателей сортировки и извлечение около 90% кусков мартитовой руды, содержащей 60,8% железа.

С уменьшением крупности материала число кусков руды или породы, которое должно быть отобрано сортирующим устройством, резко возрастает — примерно обратно пропорционально кубу сред­него диаметра (с 70 шт. при d = 200 мм до 1500 при А = 15 мм). Поэтому производительность сепаратора возрастет с увеличением крупности сортируемой руды, скорости перемещения руды и числа параллельно работающих каналов.