(1) El concepto de muestreo de minerales
En una determinada parte del yacimiento, de acuerdo con ciertas especificaciones y requisitos, una pequeña porción de minerales representativos o rocas circundantes cerca del mineral Se toman trabajos geológicos que se utilizan como muestras para determinar la calidad de los minerales, ciertas propiedades y los límites de los yacimientos se llama muestreo de minerales. Todo su proceso incluye: recolección de muestras originales del yacimiento (o de algunas rocas circundantes cerca del mineral), procesamiento de muestras, pruebas de muestras y recolección e investigación de datos de prueba. Los trabajos de muestreo de minerales, al igual que el catálogo geológico original, deben realizarse en todas las etapas de la investigación geológica de los yacimientos minerales (prospección, exploración geológica y trabajos geológicos mineros). Si la calidad del mineral es completamente uniforme, entonces el trabajo de muestreo puede ser muy sencillo, basta con tomar una pequeña muestra al azar. Pero, de hecho, la calidad del mineral de cualquier yacimiento en la naturaleza no es uniforme. Siempre cambian en diversos grados en el espacio (es decir, a lo largo de la dirección, tendencia y espesor del yacimiento). Se debe prestar atención a la representatividad, exhaustividad y sistematicidad de la muestra.
(2) Tipos de muestreo de minerales
Existen muchos tipos de muestreo de minerales. Según el propósito del muestreo, generalmente se puede dividir en cuatro tipos: muestreo químico y muestreo de minerales. , muestreo técnico y muestreo de procesamiento técnico.
1. Muestreo químico
El propósito es realizar análisis químicos en las muestras recolectadas para determinar el contenido de componentes útiles y dañinos. En base a esto, se pueden determinar los límites del yacimiento. delinear y dividir los minerales en tipos y leyes, y comprender la dilución y las pérdidas en los minerales extraídos. Esto proporciona una base confiable para estudiar la posibilidad de una utilización integral del mineral, determinar métodos razonables de extracción y procesamiento de minerales y gestionar la calidad del mineral en el tajeo. El muestreo químico tiene el mayor número y es el más utilizado en todo el proceso de investigación geológica de depósitos minerales, este tipo de trabajo de muestreo debe realizarse para la mayoría de los tipos de minerales y diversos proyectos de exploración y minería.
2. Muestreo de minerales (o muestreo de mineral de roca)
Muestreo de parte del mineral (a veces incluyendo rocas circundantes cerca del mineral) de forma sistemática o selectiva en el yacimiento. Se utilizan muestras de forma para Realizar investigaciones sobre mineralogía, mineralogía y petrología para lograr los dos propósitos siguientes: Primero, determinar la composición mineral y la combinación genética de minerales o rocas, la secuencia de generación de minerales y la estructura de los minerales, para resolver problemas teóricos relacionados. mineralización; el segundo es identificar el contenido de minerales útiles y minerales de ganga en el mineral, la forma y el tamaño de las partículas de los minerales, y ciertas propiedades físicas (como dureza, fragilidad, magnetismo, conductividad, etc.) y el estado de ocurrencia. de componentes útiles e impurezas nocivas para determinar el procesamiento de minerales y el rendimiento del procesamiento de fundición del mineral.
3. Muestreo técnico (es decir, muestreo físico)
El propósito es estudiar las diversas propiedades físicas, mecánicas y técnicas del mineral o de las rocas circundantes cercanas al mineral. Dependiendo del tipo de mineral, hay dos situaciones: Para minerales en general, el muestreo técnico consiste en determinar el peso, la humedad, el coeficiente de suelta, la resistencia, la formación de bloques y otras propiedades del mineral (a veces incluye algunas rocas circundantes cercanas al mineral). la base para el cálculo de reservas y el diseño minero; para algunos minerales no metálicos, el muestreo técnico es el método principal para determinar la calidad del mineral; Por ejemplo, para el mineral de mica, es principalmente para determinar el tamaño, la transparencia, la conductividad y la resistencia al calor de las escamas de mica; para el mineral de asbesto, es para determinar la longitud de su fibra, su dureza y su resistencia al fuego; para determinar el tamaño, color, propiedades piezoeléctricas, etc. de sus cristales, para las piedras de construcción es necesario determinar su resistencia a la compresión instantánea, absorción de agua, conductividad térmica, resistencia a la fricción, etc. La característica del muestreo técnico es que generalmente se utilizan como muestras minerales individuales o agregados minerales. Se debe prestar especial atención a su integridad al recolectar para evitar daños en la medida de lo posible.
4. Muestreo de procesamiento técnico
El propósito es comprender la tecnología de procesamiento y las propiedades opcionales del mineral mediante la realización de pruebas de procesamiento de minerales, sinterización, fundición y otras propiedades de muestras de considerable tamaño. peso, con el fin de Determinar los procesos productivos y medidas técnicas de procesamiento, sinterización y fundición de minerales, y realizar una correcta evaluación económica de los yacimientos minerales. El muestreo de procesamiento técnico se puede dividir en tres tipos: pruebas de laboratorio, pruebas semiindustriales y pruebas industriales.
(1) Prueba de laboratorio: el peso de muestra requerido es pequeño, y se puede determinar preliminarmente el método de extracción, la tasa de recuperación y el consumo de reactivo del mineral, y se puede evaluar la posibilidad de utilización del mineral.
(2) Pruebas semiindustriales y pruebas industriales: es necesario recolectar y probar una gran cantidad de muestras lo más cerca posible de las condiciones de producción formales para proporcionar una base confiable para la selección de equipos de procesamiento y fundición de minerales. y la determinación del flujo del proceso.
Aunque el muestreo de procesamiento técnico se puede realizar en todas las etapas de la prospección mineral, la exploración geológica y el trabajo geológico minero, se lleva a cabo principalmente durante la etapa de exploración geológica para depósitos minerales que han establecido valor industrial y han controlado reservas industriales con suficiente ingeniería. Trabajo de muestreo. En las minas de producción, las pruebas de procesamiento técnico deben repetirse sólo cuando se cambian los métodos de preparación y fundición o se descubren nuevos tipos de minerales.
(3) Métodos de muestreo
En la práctica de muestreo a largo plazo, las personas han resumido diferentes métodos de muestreo para varios tipos de muestreo, especialmente el muestreo técnico (muestreo físico). métodos, y casi todos los tipos de minerales tienen diferentes métodos de muestreo, pero sólo el método de muestreo de minerales es relativamente simple. Solo se presentarán brevemente algunos métodos comúnmente utilizados en el muestreo químico y el muestreo de procesamiento técnico.
1. Método de ranurado
Este método consiste en cavar una ranura de cierto tamaño en el cuerpo mineral que necesita ser muestreado y utilizar todos los minerales o rocas extraídas del mismo. groove como samples. Es uno de los métodos más utilizados en el muestreo.
(1) Ubicación de muestreo: en la zanja de exploración, el muestreo generalmente se realiza desde la dirección vertical del cuerpo mineral en el fondo de la zanja, o desde la pared de la zanja (Figura 4-8-7). , dependiendo de las circunstancias específicas. En pozos y patios de exploración poco profundos, las muestras se deben tomar de una pared si la mineralización es uniforme (Figura 4-8-8, si la mineralización es desigual o cambia mucho, se deben tomar muestras de ambas paredes y las muestras en las correspondientes); Las posiciones deben fusionarse en una para garantizar su confiabilidad. En túneles horizontales, para proyectos de perforación de vetas o compuertas de piedra, el muestreo continuo se realiza a lo largo de una o dos paredes a lo largo de la dirección del espesor del yacimiento en el plano tangente de la cintura (de 1,0 a 1,4 m de altura desde el fondo del túnel) (Figura 4-8-6). Para proyectos de prospección y vetas que realizan túneles a lo largo de la dirección del yacimiento, el muestreo generalmente se realiza en la cara del túnel o en el techo a una cierta distancia a lo largo del espesor del yacimiento.
Figura 4-8-6 Un diagrama esquemático de muestreo segmentado con ranuras continuas en la pared de un túnel de penetración de vena
Figura 4-8-7 Un diagrama esquemático de muestreo en una pared de un pozo poco profundo
Figura 4-8-8 Diagrama esquemático de muestreo de surco escalonado en la zanja de exploración
(2) Especificaciones de surco de muestra: las formas de la sección transversal del Las ranuras de muestra incluyen rectangulares, triangulares, etc., y la primera se usa comúnmente. Las especificaciones de la sección transversal del canal de muestra se expresan en ancho × profundidad (cm2). Los factores que influyen para determinar su tamaño son, en primer lugar, la confiabilidad de la muestra, incluida la consideración de la uniformidad de la mineralización, el espesor del yacimiento, la dureza del mineral, etc., y en segundo lugar, la eficiencia del muestreo. Bajo la premisa de garantizar la confiabilidad de la muestra, es razonable seleccionar aquella con un tamaño de sección transversal pequeño y una alta eficiencia de muestreo. Puede determinarse mediante analogía empírica y métodos experimentales. El método de analogía empírica se refiere a los datos de especificación de la sección transversal utilizados para el muestreo del mismo tipo de yacimiento, que generalmente es de 5 × 2 a 10 × 5 (cm2) para unos pocos yacimientos como vetas de oro, berilio y niobio. y yacimientos de tantalio, las especificaciones de muestreo se amplían a 15×3～20×5 (cm2); para determinar el contenido mineral del yacimiento erosionado, el tamaño de la sección generalmente no es inferior a 20×15 (cm2);
(3) Longitud del intervalo de muestra: la longitud del intervalo de muestra se refiere a la longitud de una sola muestra a lo largo de la línea de muestreo. Si la longitud del tanque de muestra es demasiado corta, aumentará la cantidad de muestras y aumentará una gran cantidad de carga de trabajo y costos de laboratorio y pruebas; si la longitud del tanque de muestra es demasiado larga, puede afectar la correcta delimitación y separación de; tipos y leyes de minerales. Generalmente, la longitud del tanque de muestra es de 0,5 a 3 m, el más utilizado es de 1 a 2 m y el más largo puede alcanzar de 4 a 5 m. Si el límite del yacimiento es claro, el yacimiento es grueso, la mineralización es uniforme y el tipo de mineral es simple, el tanque de muestra puede ser más largo; de lo contrario, debería ser más corto.
2. Método de selección de bloques
Utiliza una red de cuerda de una determinada especificación y la extiende sobre la pila de mineral que se va a muestrear, y selecciona pequeños trozos de mineral aproximadamente iguales de la pila. medio de cada malla, combinados entre sí, como muestra. El peso de cada muestra es generalmente de 1 a 3 kg. Sus ventajas son: alta eficiencia, fácil operación y cierta representatividad. La desventaja es que no se pueden muestrear diferentes tipos de minerales por separado. Este método de muestreo se usa comúnmente para muestreo en puntos (áreas) de mina, túneles excavados en el yacimiento, frentes de túneles de mina y vagones de mina. Al tomar muestras en un vagón minero, los puntos de muestreo de recolección de bloques a menudo se organizan en una forma simplificada de flor de ciruelo de cinco puntos o en una línea diagonal de tres puntos.
3. Método cuadrado (es decir, método de cuadrícula)
Consiste en disponer una cuadrícula de una determinada forma, como cuadrado, rectángulo, diamante, etc., en la parte expuesta de el yacimiento donde se deben recolectar las muestras, cincele trozos pequeños de mineral aproximadamente iguales en los puntos de intersección de la cuadrícula y combínelos en una sola muestra. Cada muestra puede estar compuesta de 15 a 100 piezas y el peso total suele ser de 2 a 5 kg. Sus ventajas son: alta eficiencia, relativamente simple y se pueden muestrear diferentes tipos de minerales por separado. La desventaja es que este método no es adecuado para yacimientos delgados y solo es adecuado para yacimientos más gruesos.
4. Método de perforación del pozo
Durante la excavación de túneles o minería de tajeos, el mineral y el lodo de roca (polvo) descargados de los pozos de voladura se recolectan como muestras para análisis químico. Aunque tiene ciertas limitaciones cuando se usa y tiene cierto impacto en el cronograma de producción, tiene ventajas sobresalientes como alta eficiencia, bajo costo, sin necesidad de procesar muestras, gran representatividad y la capacidad de mecanizar el muestreo, por lo que el muestreo en minas de producción. Se utiliza ampliamente en China y actualmente se está mejorando y promoviendo.
5. Método de extracción
En la superficie del yacimiento delgado que necesita ser muestreado, se desprenden yacimientos de cierto espesor (5-10 cm) a determinadas distancias. muestras. La longitud de cada muestra es generalmente de 1 m. Su ventaja es: fuerte representatividad. Sin embargo, debido a la alta intensidad de mano de obra y la baja eficiencia, generalmente solo se utiliza para verificar la confiabilidad de los métodos de muestreo mencionados anteriormente y para tomar muestras de metales raros o vetas delgadas de metales preciosos con mineralización extremadamente desigual.
6. Método del túnel completo
Se utiliza como muestra todo el túnel volado en una determinada sección del yacimiento (o la parte después de la reducción preliminar en el sitio). cada muestra mide generalmente de 1 a 2 m y el peso puede variar desde varias toneladas hasta docenas de toneladas. La ventaja del método de carril completo es que es el más representativo. Sin embargo, debido a su alto costo, baja eficiencia y alta intensidad de mano de obra, generalmente solo se usa para verificar la confiabilidad de otros métodos de muestreo, muestreo técnico y muestreo de procesamiento técnico.
7. Muestreo de perforación
El muestreo en la plataforma de perforación consiste en extraer el núcleo de la plataforma de perforación y dividirlo en dos mitades con un partidor de roca, y tomar la mitad como muestra. La longitud de cada muestra generalmente es de 1 a 2 m, y la otra mitad se reserva para inspección e investigación geológica. Cuando la tasa de recuperación del núcleo de mineral es inferior al 70%, también se requiere lodo mineral adicional (polvo) como muestra.
8. Método estadístico medido
Este método se inventó por primera vez en una mina de tungsteno en mi país. El método consiste en tomar 2 m de largo en el techo del túnel o en el techo del túnel. patio como unidad estadística medida (es decir, un (rango de la muestra), use una pequeña regla de acero para medir el área total expuesta del yacimiento y el área ocupada por el mineral de wolframita, y use la siguiente fórmula para convertir el mineral grado del yacimiento de wolframita:
Descripción general de la exploración de minerales sólidos de minería y procesamiento
Donde C - el grado del mineral del yacimiento de wolframita;
∑Sw - la suma del área de mineral de wolframita dentro de una muestra;
Qw——La densidad de wolframita (6.5~7.5);
Cw——El contenido promedio de WO3 en wolframita ( 74%);
∑Sq——A La suma de las áreas de veta dentro del rango de muestra;
Qq - densidad del cuarzo (2,65).
La fórmula anterior sólo es aplicable a vetas de wolframita cuyo mineral de ganga es únicamente cuarzo, y se supone que su profundidad es de 1m.
La ventaja de este método es que la recogida, el procesamiento y el análisis de muestras se simplifican en un solo paso. Sin embargo, sólo son aplicables a depósitos con un único componente útil, partículas gruesas de minerales útiles y tipos únicos y fáciles de distinguir de minerales útiles y minerales de ganga. En la actualidad, sólo unas pocas minas de tungsteno y antimonio lo utilizan. En cuanto a otras minas con condiciones similares, es necesario investigar más en el futuro si este método se puede utilizar.
9. Método de medición con instrumentos físicos
Es un método para medir directamente la ley del mineral en el sitio que actualmente se está investigando y probando intensamente en el país y en el extranjero. Por ejemplo: utilizar instrumentos de medición radiactivos para medir directamente la calidad de los minerales de elementos radiactivos; utilizar métodos de medición eléctrica para determinar la calidad de ciertos minerales metálicos, el analizador de fluorescencia de rayos X de isótopos más utilizado, que ha aparecido en los últimos años, puede medir; decenas de contenidos de elementos. Este instrumento portátil es fácil de transportar y se puede utilizar para medir la ley de pilas de mineral, núcleos de roca (mineral) y lodo (polvo) de roca (mineral) extraídos de la cara del túnel. Después de agregar una sonda especial, la sonda también puede usarse. extenderse a Determinar la ley en el pozo. Se puede esperar que estos métodos de medición de instrumentos físicos se promuevan ampliamente en un futuro próximo.
Cabe señalar que para garantizar que el trabajo de muestreo sea económico y confiable, cada mina debe determinar el método de muestreo más razonable mediante experimentos científicos repetidos de acuerdo con las condiciones específicas.
(4) Tipos de procesamiento y prueba de muestras químicas
1. Procesamiento de muestras
Generalmente, el peso de la muestra original recolectada es relativamente grande. 0,5~50 kg, normalmente 2~5 kg. Además, la muestra es relativamente voluminosa y el peso final de la muestra para análisis químico es de sólo 1 a 2 g. También se requiere que el diámetro de las partículas sea inferior a 0,1 mm. Por lo tanto, la muestra debe procesarse antes del análisis químico de la muestra.
Sus pasos específicos son: trituración → tamizado → mezcla → división. Este proceso se repite varias veces hasta que se cumplan los requisitos para el análisis químico. En términos generales, cuanto mayor sea el peso de la muestra original, más complicado, más lento y más costoso será el proceso de procesamiento. Por esta razón, se deben seguir los siguientes principios al procesar muestras: el proceso debe ser simple, rápido, de bajo costo y la representatividad de la muestra reducida debe ser fuerte.
2. Tipos de muestras de prueba
Los tipos de muestras de prueba incluyen principalmente las siguientes cuatro categorías:
(1) Análisis básico (también análisis de un solo elemento o análisis general) ). Solo se requiere analizar el contenido de los principales componentes útiles del mineral. Es el análisis más utilizado para evaluar la calidad del mineral. Tiene el mayor número de muestras y casi todas las muestras deben someterse a este tipo de análisis. Por ejemplo: Pb, Zn y Cu se analizan en depósitos de plomo y zinc; el hierro total y el hierro soluble se analizan en depósitos de mineral de hierro. Una vez dominada la relación entre el hierro total y el hierro soluble, solo se puede analizar el hierro total.
(2) Análisis multielemento y análisis combinado. El análisis de elementos múltiples es un proyecto que examina los elementos útiles y dañinos asociados con los minerales para proporcionar un análisis combinado. El análisis combinado proporciona datos para el estudio sistemático de elementos útiles asociados. La muestra se compone de 8 a 12 submuestras de análisis básico adyacentes, y deben combinarse según el mismo tipo o ley de mineral en el mismo yacimiento.
(3) Análisis razonable. Su propósito es distinguir los tipos y límites de ley de los minerales. Por ejemplo, los depósitos de minerales de sulfuro se pueden dividir en minerales oxidados, minerales mixtos, minerales primarios, etc. La recolección de muestras se basa en la identificación visual y se recolectan de 5 a 20 muestras cerca del límite como muestras para un análisis razonable.
(4) Análisis completo. Es utilizar todos los elementos (excepto los que sólo tienen trazas) determinados por análisis espectral en el yacimiento mineral como elementos de análisis para comprender todos los componentes químicos y sus contenidos que puedan existir en el yacimiento mineral, y proporcionar información para el estudio de leyes de mineralización y la utilización integral de minerales. Las muestras de análisis completo pueden utilizar muestras combinadas representativas. El número de muestras depende de la escala y complejidad del depósito mineral. Generalmente son solo unas pocas, con un máximo de no más de 20. También se requiere que el contenido total de. Los resultados del análisis de varios elementos deben estar cerca del 100%.