Система отбора представительной пробы

Современная горнодобывающая и перерабатывающая промышленность — это сложный многоступенчатый механизм. На пути от карьера до склада готовой продукции руда проходит множество этапов. На каждой стадии происходит трансформация исходного материала, и на каждом этапе необходима точная информация о состоянии и концентрации ценных и целевых компонентов.

Для получения конечного результата необходимо проделать ряд операций. Основные из них: отбор и подготовка проб, анализ содержания в пробе целевого компонента либо его физико-химических свойств, статистическая обработка результатов.

И тут многие смещают вектор внимания на аналитические приборы и точные расчёты. Но, как показывает практика, 85% ошибок и выраженных в цифрах отклонений получается на стадии отбора первичной пробы, 10% — на стадии подготовки пробы к анализу и лишь 5% приходится на сам анализ.

Особенности пробоотбора

Для лучшего контроля за производством необходим комплексный подход к опробованию — это позволяет исключить ошибки или свести их к минимуму.

Правильным следует считать такой метод опробования, при котором проба — небольшая по массе часть материала по своим физическим свойствам и вещественному составу — соответствует среднему составу всей массы опробуемого материала.

Поэтому основными факторами, влияющими на опробование, являются состав, свойства и физическое состояние опробуемого материала.

Также принципиально назначение отбираемой пробы. Могут быть следующие варианты:

• химические пробы отбирают с целью определения в них содержания полезных компонентов и примесей;
• минералогические — для изучения вещественного состава, определения рудных минералов и вмещающих пород, их вкрапленности, структурных и текстурных особенностей;
• гранулометрические — для контроля продуктов дробления и измельчения;
• пробы для определения влажности отбирают от исходной руды и концентратов для составления материального баланса, а также контроля технологического процесса фильтровальных и сушильных отделений.

В зависимости от цели и способа опробования проба может быть отобрана за один или несколько приёмов. Точечная проба отбирается из одной точки партии или путём одной отсечки от потока движущегося материала.

При большом объёме опробуемого материала партия разбивается на подпартии, такие же меры предпринимаются при большой продолжительности временного интервала, за который необходимо отбирать представительную пробу. Это может быть смена или определённый временной интервал — например, 6 или 8 часов.

Подпартию также составляют из точечных проб, отобранных от части партии или потока. Общая или объединённая проба состоит из всех точечных проб или подпроб. Отобранные пробы должны быть представительными, т. е. в максимальной степени характеризовать весь материал, подвергавшийся опробованию.

И совершенно очевидно, что особое внимание стоит уделить отбору первичной пробы материала.

Масса пробы

Основное условие для получения точной представительной пробы — определение её массы. Масса пробы зависит от массы опробуемой партии, крупности материала, его однородности, содержания и вкрапленности полезных компонентов. Поэтому, прежде чем приступить к отбору проб, необходимо определить следующие параметры:

• масса партии;
• размер наибольшего куска;
• масса точечной пробы;
• число точечных проб;
• период отбора точечных проб;
• масса объединённой пробы;
• коэффициент вариации содержания целевого компонента;
• точки отбора точечных проб.

Массу партии, например, из транспортных ёмкостей, железнодорожных вагонов и т. п, входящих в состав партии, устанавливают с помощью взвешивания или на основании сопроводительных документов.

Для потоков материала, передаваемых по ленточному конвейеру, берут часовую производительность, умноженную на время, за которое будет формироваться партия.

Отметим здесь также такой важный параметр, как размер максимального куска опробуемого материала. Его определяют визуально для установления точечной пробы.

За размер максимального куска принимают размер кусков, содержание которых в опробуемом материале составляет не менее 5% (или размер отверстия сита, на котором остается около 5% отсеваемого материала по массе).

Ручной и механизированный

Существуют два основных метода отбора проб: ручной и механизированный. Выбор метода отбора проб зависит от того, находится ли опробуемый материал в неподвижном состоянии или в состоянии движения. Кажется, что в ряде случаев возможен лишь ручной отбор проб.

Ведь существуют различные штабели материала для промежуточного хранения, рудные склады, площадки для шихтовки материала и т. д. Кроме того, на обогатительных фабриках есть участки, где просто неудобно устанавливать автоматический пробоотборник.

И всё же в современных реалиях необходимо отходить от ручного отбора проб: возрастают объёмы перерабатываемого материала, скорость обработки данных, потребность в оперативном получении информации. Да и многие ГОСТы, касающиеся обогащения различных полезных ископаемых, указывают на необходимость ухода от ручного отбора проб.

Так, например, в Приложении к ГОСТ 14180-80, указано: «Опробование руд на обогатительных фабриках должно быть механизировано.

К ручному отбору следует прибегать только в тех случаях, когда невозможно организовать механизированное опробование».

Важно помнить, что контроль технологического процесса проводят по определённой схеме. В зависимости от назначения различают следующие схемы опробования и контроля:

• схемы опробования и контроля, предназначенные для оперативного руководства технологическим процессом;
• схемы полного опробования, предусматривающие опробование всех фаз технологического процесса с целью составления количественно-шламовой схемы;
• схемы опробования, предназначенные для составления технологического и товарного баланса металлов.

Для оценки эффективности обогащения производят количественный учёт и качественный контроль исходного сырья и основных продуктов, а также технологический и общетехнический контроль подготовительных, основных и вспомогательных операций.

Путём систематического и полного опробования исходного сырья и получаемых в ходе переработки продуктов можно осуществить контроль производственного и технологического процессов, а также организовать правильный учёт работы предприятия.

Золотое правило отбора проб: каждая частица в массе материла, должна иметь возможность стать частью конечной пробы

Текст: Константин Шабалин,
технический директор ООО «Импэкс индастри»