способ определения минеральных форм и гранулометрического состава частиц минералов благородных металлов в порошковых пробах руд

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ФОРМ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ МИНЕРАЛОВ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОРОШКОВЫХ ПРОБАХ РУД, включающий введение пробы в спектральный источник-автомизатор со скоростью, обеспечивающей с заданной вероятностью раздельную во времени регистрацию сигналов от каждой частицы анализируемой пробы, просвечивание аналитической зоны спектрального источника потоком света, содержащим аналитические линии поглощения благородных металлов, регистрацию оптических сигналов поглощения, преобразование оптических сигналов в электрические импульсы, их измерение и определение массы отдельных металлов в частицах минералов по величине импульсов и градуировочным характеристикам, отличающийся тем, что регистрацию оптических сигналов осуществляют одновременно по двум или более измерительным каналам, каждый из которых настроен на аналитическую линию поглощения одного металла, при этом для сигналов, зарегистрированных одновременно на каждом канале, опеределяют соотношение масс соответствующих металлов, по которому с учетом стехиометрического соотношения металлов в известных минералах устанавливают минеральную форму частицы, и по полученным данным рассчитывают количество частиц отдельных минералов, их массу и условный диаметр.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сцинтилляционному спектральному анализу веществ и может быть применено для исследования порошковых проб руд, продуктов их технологической переработки, шлиховых и металлометрических проб.

Существуют различные инструментальные способы определения минералов благородных металлов. К таким способам относятся:

химические и химико-спектральные,

микроспектральные,

рентгеноспектральные,

гамма-электронный,

оптические,

кристаллографический.

Этим способам присущи следующие недостатки: большая трудоемкость, низкая производительность и, как следствие, высокая стоимость анализа единичной частицы, что не позволяет использовать названные способы для оперативного проведения геохимических поисков и прогнозирования месторождений.

Известен сцинтилляционный способ определения содержания золота и серебра в рудах [1] включающий введение пробы в виде порошка руды и плазмообразующего газа в разряд СВЧ-волноводно-коаксиальной горелки со скоростью 0,5-0,7 г/мин.

Недостатком данного способа является отсутствие информации о минералах благородных металлов в порошковой пробе.

Ближайшим аналогом является способ определения распределения частиц по размерам в порошковых пробах [2] Способ обеспечивает введение частиц во взвеси поодиночке в зону испарения, далее зону испарения просвечивают пульсирующим потоком света, содержащего линии излучения анализируемого элемента, преобразуют сигнал в электрический импульс поглощения и анализируют амплитудным анализатором или интегрируют электрические сигналы от множества частиц, проходящих зону испарения. Результат интегрирования принимается в качестве аналитического параметра и пропорционален содержанию анализируемой примеси в пробе. Поэтому этот способ не позволяет получить информацию о минеральной форме отдельных минералов благородных металлов в пробе.

Технической задачей изобретения является разработка способа экспрессного определения минеральных форм благородных металлов в отдельных частицах порошковых золотосодержащих проб руд, а также количества и гранулометрии этих минералов.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе, включающем введение пробы в спектральный источник или атомизатор со скоростью, обеспечивающей с заданной вероятностью раздельную регистрацию сигнала от отдельных частиц определяемой примеси, просвечивание зоны испарения пульсирующим потоком света, содержащего аналитические линии определяемого элемента, преобразование аналитического сигнала в электрический импульс поглощения, измерение аналитического сигнала, пульсирующий поток света содержит аналитические линии двух и более элементов, для импульсов, совпадающих во времени, дополнительно определяют соотношение масс выбранных элементов в каждой частице порошковой пробы, содержащей анализируемые элементы, и одновременно определяют массу каждой частицы.

Совпадение этих импульсов во времени и их величина характеризуют минеральную форму и размеры частиц минералов благородных металлов в порошковой пробе.

Импульсы поглощения для всех выбранных элементов делятся на группы:

1. Импульсы поглощения выбранных элементов, не совпадающие во времени с импульсом от частиц золота.

2. Импульсы поглощения выбранных элементов, совпадающие во времени с импульсом от частицы золота.

3. Импульсы от частицы золота, не совпадающие во времени с импульсами от других элементов.

Первая группа импульсов представляет собой минералы выбранных элементов, т.е. минералы, не связанные с золотом, вторая группа минералы золота, третья чистое (высокопробное) золото.

По величине импульса поглощения определяют массу выбранного элемента в каждой единичной частице порошковой пробы. А для импульсов, совпадающих во времени, дополнительно определяют отношение масс выбранных элементов в каждой частице порошковой пробы, содержащей выбранные элементы. Одновременно определяют суммарную массу выбранных элементов в каждой частице порошковых проб, содержащей выбранные элементы, т. е. определяют гранулометрический состав золото- и серебросодержащих минералов.

Предлагаемый способ был опробован для определения золото-серебряного соотношения в частицах порошковых проб руд.

На чертеже показана установка для осуществления способа.

Золотосодержащая порошковая проба либо шлиховой продукт из распылителя 1 поступает в плазмотрон 2, в котором частицы пробы испаряются, и пары на выходе из плазмотрона просвечиваются пульсирующим потоком света, содержащим аналитические линии золота и серебра. Этот поток излучается источником 3, а система линз 4 направляет его в двухканальный спектральный прибор 5, который выделяет линии золота и серебра. На выходе спектрального прибора установлены два фотоумножителя (на линии серебра и золота). Электрические сигналы с фотоумножителей поступают на электронный блок, где импульсы поглощения преобразуются в коды, пропорциональные величине импульса, и поступают на ЭВМ 6. В ЭВМ производится сортировка кодов по величине и по совпадению во времени, результаты записываются на магнитный диск. Затем по соответствующей программе производится обработка результатов.

Определяется по градуировочной зависимости масса золота и серебра в каждой частице пробы, по стехиометрическому их соотношению устанавливается минеральная форма каждой золото- и серебросодержащей частицы, в том числе пробность частиц самородного золота. Одновременно выдаются следующие минералого-химические показатели:

содержание золота и серебра в пробе;

суммарное количество минералов серебра, не связанного с золотом, и минералов золота, не связанного с серебром;

количественное распределение частиц самородного золота по пробности;

среднее и модальное значение пробности золота;

число частиц минералов серебра и золота;

гранулометрия групп минералов золота и серебра с весовым распределением частиц;

распределение средней пробности по классам размерности.

Все эти показатели отражаются в виде таблиц и гистограмм.

Производительность анализа однограммовой навески порошковой пробы с выдачей результатов на ЭВМ 5 мин. Количество вовлекаемых в анализ частиц золота и серебра зависит от содержания этих элементов в пробе, например, при их содержании более 5 г/т число частиц составляет более 5000, что обусловливает высокую статистическую обеспеченность определяемых характеристик.

Достоверность минералого-гранулометрической интерпретации результатов сцинтилляционного анализа по интегральному выражению золото-серебряного соотношения в каждой частице-примеси анализируемых порошковых проб оценивалось для наиболее широко развитых золоторудных минерализаций. В таких минерализациях минералы золота и серебра (как в рудах, так и порошках) разобщены между собой, а золото чаще образует мельчайшие (менее 0,1 мм) разнопробные (по серебру) самородные выделения. Поэтому в качестве объекта исследований были выбраны существенно- и убогосульфидные руды Зун-Холбинского месторождения. С этой целью проведены детальные изучения минералогии более 1800 частиц золота и серебра на микрозонде и с помощью атомной абсорбции. Пробность таких выделений (по соотношению золота и серебра) колеблется в непрерывном ряду от 250 до 950. Изредка (не более 1-5% от частиц золота) встречаются теллуриды золота и серебра (калаверит, петцит). Минералы серебра чаще представлены его самородными мельчайшими (менее 0,01 мм) включениями в сульфидах. Часть серебра заключена в виде изоморфной примеси в галените и блеклых рудах, имеющих ограниченное развитие. Количество серебра, не связанного с золотом, по расчетам составляет 25-65% По данным технологических испытаний руд преобладающий размер выделений самородного золота менее 0,05 мм, хотя встречаются частицы от 0,1-1,0 мм в поперечнике.

Сравнение результатов сцинтилляционного анализа, полученных по 150 пробам Зун-Холбинского месторождения, показывает, что они весьма близки данным количественного минералого-химического анализа. Наибольшее совпадение в распределении частиц самородного золота по размерам и пробности характерно между данными сцинтилляционного анализа и микрозондовых исследований. Это объясняется тем, что результаты микрозондовых и сцинтилляционных измерений сравнивались для одного класса размерности частиц (5-100 мкм) весьма разнопробного золота, в то время как атомной абсорбцией изучались только крупные (более 100 мкм) частицы, обладающие более высокой пробностью.

Экономическая эффективность предлагаемого способа определения минеральных форм, гранулометрии и количества минералов золота определяется тем, что предлагаемый способ в десятки раз быстрее и дешевле и не менее достоверен, чем все известные способы.