Способ отделения минерала от тонкоизмельченного зернистого материала

СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛА ОТ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННОГО ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к способу определения в реальном времени содержания частиц и/или минералов в способе отделения минералов от тонкоизмельченного зернистого материала, находящегося в потоке в твердом или в подобном суспензии виде, таким образом, что из зернистого материала извлекают представительный образец, и этот образец подвергают гранулометрическому анализу, на основании которого рассчитывают содержание элементов и/или минералов в зернистом материале. 014120 Настоящее изобретение относится к способу определения в реальном времени содержания частиц и/или минералов в способе отделения минералов от тонкоизмельченного зернистого материала, находящегося в потоке в твердом, либо в подобном суспензии виде. При концентрировании минералов материал, полученный из шахты, сначала измельчают посредством дробления и размола, так чтобы ценные минералы, содержащиеся в руде, присутствовали в виде отдельных зерен. В способах отделения минералов ценные минералы извлекают в виде концентрата для дополнительного обогащения. Как правило, способ отделения представляет собой флотацию, разделение под действием силы тяжести, магнитное разделение или электростатическое разделение или их комбинацию. Для управления способами разделения обычно нужны данные по измерениям в реальном времени,относящиеся к содержанию элементов и/или минералов в различных материальных потоках в этом способе. На основании измерений содержания в концентрате, как правило, убеждаются, что способ производит продукт оптимального качества для дополнительного обогащения. На основании содержания материала, подаваемого в способ разделения, можно провести предварительное регулирование, а на основании измерений содержимого отходящих потоков убеждаются, что способ работает с оптимальным выходом. Разделение часто включает внутреннюю циркуляцию и несколько различных стадий способа, в случае чего для управления способом необходимо измерение различных промежуточных продуктов. Измерения материальных потоков способа, как известно, реализуют интерактивными анализаторами. Наиболее общепринятый способ анализа содержания элементов в способах, связанных с минералами,- это рентгеновская флуоресценция. Из публикации FI 51872 известно устройство для анализа движущегося твердого или порошкообразного материала по принципу рентгеновской флуоресценции. Для применения указанного принципа существуют, однако, примечательные ограничения, обусловленные способом. На практике для мокрых способов измерение прямо из минеральной суспензии с требуемым уровнем точности можно проводить только для определенных элементов. Измерение более легких элементов успешно осуществляют только с использованием сложных способов обработки образца, которые и чувствительны к интерференции, и дороги для реализации, причем в этих способах образец суспензии, как правило, сушат, дополнительно измельчают и брикетируют для анализа. Соответственно, в сухих минеральных способах рентгеновская флуоресценция на практике надежно работает с непосредственно обрабатываемым материалом только в отношении элементов тяжелее кремния. Что касается управления способами разделения, то часто бывает важно измерять также содержание элементов с легкой массой. Например, содержания магния, кремния, фосфора и серы являются важными индикаторами примесей в концентратах. С точки зрения способа управления в некоторых способах разделения также важно измерять содержание минералов вместо содержания элементов; например, в концентрате серпентинитных никелевых руд для способа контроля существенно знать, помимо содержания магния в концентрате, получен ли содержащийся в концентрате магний из стеатита или из других серпентинитных минералов. При интерактивных измерениях содержания элементов с легкой массой и минералов, как известно,применяют, например, нейтронно-активационный анализ на мгновенных гамма-квантах (НААГК). В этом случае измерение проводят прямо из суспензии или сухого материала. Точность часто остается умеренной, либо же продолжительность измерения становится неумеренно длинной. Чтобы получить достаточно гамма-импульсов образца, измерение надо производить с использованием образца большого объема, но поддержание указанного большого объема в виде суспензии затрудняет суспензионное измерение. Из-за стандартов по радиационной безопасности оборудование становится дорогим, и его трудно ремонтировать и содержать. Кроме того, известно, например, что рентгеновскую дифракцию (РД) применяют для интерактивных измерений содержания элементов и минералов; в этом случае анализ можно проводить прямо из суспензии или сухого вещества. Среди прочих применений отметим способы измерения содержания,основанные на оптической спектроскопии и ядерном магнитном резонансе, причем эти способы характеризуются высокими затратами, проблемами с удовлетворительными образцами, медлительностью и плохой аналитической точностью измерения, а также проблемами, связанными с воспроизводимостью. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы исключить недостатки предшествующего уровня техники и реализовать улучшенный способ определения в реальном времени содержания частиц и/или минералов исходя из тонко измельченного зернистого материала, находящегося в потоке в твердом или в подобном суспензии виде; поэтому для определения содержания частиц и/или минералов здесь использовали распределение частиц по размерам, полученное на зернистом материале с помощью гранулометрического анализа. Существенные новые признаки изобретения очевидны из прилагаемой формулы изобретения. Способ по изобретению имеет несколько преимуществ. Изобретение относится к способу определения содержания частиц и/или минералов в реальном времени в способе отделения минералов от тонко измельченного зернистого материала, находящегося в потоке в твердом или в подобном суспензии виде таким образом, что из частиц материала отбирают представительный образец, который подвергают гранулометрическому анализу, с помощью которого рассчитывают содержание элементов и/или минералов-1 014120 в зернистом материале. Дополнительно по предпочтительному воплощению изобретения на основании гранулометрического анализа определяют распределение частиц по размерам, причем величину кумулятивного распределения частиц по размерам описывают как функцию размера частиц; на основании этого содержание элементов и/или минералов рассчитывают математически, используя константы, описывающие свойства указанного элемента или минерала, определенные по калибровке. Информацию, полученную из распределения частиц по размерам, можно использовать для определения содержания элементов и/или минералов в первоначальном материале способа, продукте или побочном продукте в способе разделения минералов, и эти данные можно использовать для управления способом. Согласно воплощению изобретения распределение частиц по размерам определяют способами, основанными на рентгеновской дифракции. Согласно другому воплощению изобретения распределение частиц по размерам определяют способом, основанным на поглощении ультразвука. Согласно другому воплощению изобретения распределение частиц по размерам определяют способом, основанным на анализе оптического изображения. Согласно изобретению на основании определения в реальном времени содержания элементов и/или минералов в тонкоизмельченном зернистом материале, находящемся в потоке в твердом или в подобном суспензии виде, способ разделения минералов регулируют для получения оптимального первоначального материала, продукта или побочного продукта. Согласно одному из воплощений изобретения способ отделения минералов - это флотация. Согласно другому воплощению изобретения способ отделения - это разделение под действием силы тяжести. Согласно еще одному воплощению изобретения способ отделения - это магнитное разделение. Согласно одному из воплощений изобретения способ отделения - это электростатическое разделение. Согласно одному из воплощений изобретения способ отделения - это классификация. Изобретение подробнее описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, где фиг. 1 иллюстрирует изобретение с помощью схемы способа; фиг. 2b и 2 с иллюстрируют пример согласно изобретению. Фиг. 1 иллюстрирует способ согласно изобретению с помощью схемы способа. Из первоначального материала, продукта или отходов способа разделения минералов извлекают представительный образец известным способом, например извлекая образец в две стадии из текучего потока суспензии. Образец подвергают гранулометрическому анализу, описывающему размер частиц зернистого материала, протекающих в этом способе. Образец можно извлекать через желательные интервалы, не прерывая при этом способа, либо из первоначального материала, либо из продукта или отходов. Данные, касающиеся определенного содержания, нужные для управления способом, получают в реальном времени, т.е. почти немедленно, с расчетным допуском по времени задержки. Полученные образцы обрабатывают, чтобы получить распределение частиц по размерам способом, основанным, например, на поглощении ультразвука, на лазерной дифракции или на анализе оптического изображения. На основании гранулометрического анализа получают распределение частиц по размерам, т.е. величину кумулятивного распределения частиц по размерам как функцию размера частиц. Из распределения частиц по размерам математически рассчитывают содержание требуемых элементов и/или минералов с помощью калибровочной модели, где калибровочная модель описывает зависимость между содержанием элементов и/или минералов и распределением частиц по размерам. При расчете содержания обычно используют любую математическую функцию G(F(x, где F(x) - это измеренное кумулятивное или дифференциальное распределение частиц по размерам, или параметр, рассчитанный из распределения; форму функции G можно определить по калибровке, используя мультивариантные статистические способы. Обычно калибровочную модель строят на основании данных путем извлечения из измеряемой суспензии статистически представительного числа одиночных образцов, анализа содержания элементов и/или минералов в образцах в лаборатории и сравнения распределения частиц по размерам, полученного статистическими способами, (например, по анализу Мультилинейной Регрессии (МЛР), Регрессии Основных Компонент (РОК) или Частичной Регрессии по Наименьшим Квадратам (ЧНК, с результатами лабораторных измерений. Подлежащим анализу содержанием может быть или содержание элементов, или минералов в зависимости от рассматриваемого способа и потребности в управлении способом. Указанную определенную величину содержания используют в управлении способом путем регулирования на данной основе способа в желательном направлении, регулируя, например, содержание первоначального материала, продукта или побочного продукта. Результаты, показанные на фиг. 2 а, 2b и 2 с, иллюстрируют изобретение вместе с описанным ниже примером. Пример относится к концентрированию осадочной фосфатной руды, причем в этом случае применяемый способ отделения представляет собой разделение на основе силы тяжести и классификацию, осуществляемые в циклонах. Задача состоит в том, чтобы извлечь из руды апатитовые минералы,причем эти апатитовые минералы в первоначальном материале, подаваемом в способ разделения, явно являются более крупнозернистыми, чем силикатные минералы. На фиг. 2 а, 2b и 2 с кривая описывает кумулятивное распределение частиц по размерам, которое получено из гранулометрического анализа первоначального материала способа, концентрата и отходов. Фиг. 2 а иллюстрирует распределение частиц по размерам в первоначальном материале способа, измеренное с помощью интерактивного анализатора размера частиц, основанного на лазерной дифракции. Фиг. 2b иллюстрирует распределение частиц по-2 014120 размерам в концентрате способа, а фиг. 2 с иллюстрирует распределение частиц по размерам в отходах способа. На вертикальной оси в этих чертежах указано кумулятивное количество частиц данного размера в процентах (% V), а на горизонтальной оси указан диаметр твердых частиц в микрометрах (D мкм). В первоначальном материале почти 100% апатита имеют размер более 50 мкм. Что касается силикатной пустой породы, то ее частицы опять-таки явно мельче, что и проявляется в кумулятивном распределении частиц по размерам на стадии разделения на фиг. 2 а. После способа разделения концентрат (фиг. 2b) главным образом состоит из крупнозернистого апатита, причем отходы (фиг. 2 с) состоят почти исключительно из мелкозернистых силикатов. В этом, служащем примером, случае описанный способ осуществляют следующим образом. Когда величина кумулятивного распределения частиц по размерам получена из интерактивного измерения размера частиц как функция размера частиц, F(x), из нее рассчитывают,например, содержание фосфата согласно формуле %Р 2 О 5 = аТ(50 мкм) + b, где а и b - это числовые константы. Определение величины F(50 мкм) проиллюстрировано на фиг. 2 а. Величины констант а и b определены путем калибровки по известным образцам, путем сравнения величин распределения частиц по размерам F(50 мкм) для образцов с известным содержанием Р 2 О 5, статистически, с помощью регрессионного анализа для содержания %Р 2 О 5. Измерение содержания использовано таким образом, чтобы регулировать контрольные переменные циклонизации (число использованных циклонов, скорость подачи первоначального материала, содержание твердого вещества в первоначальном материале или давление подачи первоначального материала) для получения содержания P2O5 в концентрате на требуемом уровне. Для специалистов в данной отрасли технологии очевидно, что всевозможные различные воплощения изобретения не ограничены описанными выше примерами, но могут варьироваться в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ отделения минерала от тонкоизмельченного зернистого материала, находящегося в потоке в твердом или в подобном суспензии виде, отличающийся тем, что из зернистого материала извлекают представительный образец в реальном времени через желательные интервалы, не прерывая процесса,каждый извлеченный образец затем подвергают гранулометрическому анализу в реальном времени, по его результатам определяют в реальном времени содержание частиц и/или минерала в тонкоизмельченном зернистом материале, находящемся в потоке в твердом или в подобном суспензии виде, и на основании полученных данных регулируют процесс отделения минерала для получения оптимального первоначального материала, продукта или побочного продукта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из гранулометрического анализа определяют распределение гранул по размерам, где величину кумулятивного распределения гранул по размерам описывают как функцию размера частиц, а содержание элемента и/или минерала рассчитывают математически из указанной величины, используя константы, определяемые калибровкой, описывающей свойства рассматриваемого элемента или минерала. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что распределение гранул по размерам определяют способами, основанными на лазерной дифракции. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что распределение гранул по размерам определяют способами, основанными на поглощении ультразвука. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что распределение гранул по размерам определяют способами, основанными на анализе оптического изображения. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемым процессом отделения минерала является флотация. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемым процессом отделения является разделение под действием силы тяжести. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемым процессом отделения является магнитное разделение. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемым процессом отделения является электростатическое разделение. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемым процессом отделения является классификация.