Влияние алгоритма рентгенофлуоресцентной сепарации на эффективность предварительного обогащения медно-цинковой руды

Применение рентгенофлуоресцентной сепарации для предварительного обогащения руд, содержащих два и более ценных компонентов, будет эффективно при использовании алгоритмов разделения, позволяющих выделять продукты, чаще всего коллективные хвосты, с заданным качеством по всем ценным компонентам. На примере пробы двухкомпонентной медно-цинковой руды рассмотрено использование R-алгоритма, учитывающего в предельном случае содержания обоих ценных компонентов с весовыми коэффициентами, либо использование в аппаратурном варианте комплексного аналитического параметра разделения, представляющего сумму рентгеноспектральных оценок и по меди, и по цинку, одна из которых умножена на постоянный коэффициент. Выявлено, что выбор эффективного алгоритма разделения для предварительного обогащения комплексного сырья рентгенофлуоресцентным методом зависит от покусковых плотностей распределения всех ценных компонентов в руде. Изучение влияния весовых коэффициентов на показатели разделения выявило, что весовой коэффициент значимо влияет на выход коллективных хвостов при заданных ограничениях на содержания ценных компонентов в них. Можно отметить, что для изученной пробы изменение весового коэффициента изменяет потенциальный выход коллективных хвостов, который также существенно зависит от заданных содержаний ценных компонентов в хвостах. Описанная методика отыскания алгоритма разделения может быть применена при расчете потенциальных технологических показателей, а также при выборе настроек рентгенофлуоресцентных сепараторов в случае предварительного обогащения комплексных, в том числе многокомпонентных, руд методом рентгенофлуоресцентной сепарации.

Цыпин Е. Ф., Ефремова Т. А., Овчинникова Т. Ю. Влияние алгоритма рентгенофлуоресцентной сепарации на эффективность предварительного обогащения медно-цинковой руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 1-1. – С. 208–220. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_208.

Цыпин Евгений Федорович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: tsipin.e@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3921-2695,
Ефремова Татьяна Александровна — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, АО «Уралмеханобр», e-mail: efremova_ta@umbr.ru, ORCID ID: 0000-0002-9917-6676,
Овчинникова Татьяна Юрьевна¹ — канд. техн. наук, доцент, доцент, e-mail: tatyana.ovchinnikova@m.ursmu.ru, ORCID ID: 0000-0001-7000-9295,
¹ Уральский государственный горный университет.

Овчинникова Т.Ю., e-mail: tatyana.ovchinnikova@m.ursmu.ru.

1. Цыпин Е. Ф., Ефремова Т. А., Овчинникова Т. Ю. Экономическая эффективность предварительной концентрации с использованием рентгенофлуоресцентной сепарации // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 6. — С. 66—74. DOI: 10.21440/0536-1028-2020-6-66-74.

2. Chelgani S. C., Neisiani A. Asimi. Dry mineral processing. Springer Nature Switzerland AG, 2022, Corrected publication 2023.

3. Пелевин А. Е. Технологии обогащения железных руд России и пути повышения их эффективности // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 579—592. DOI: 10.31897/ PMI.2022.61.

4. Опалев А. С., Марчевская В. В. Разработка инновационных технологий обогащения полезных ископаемых Арктической зоны России // Горная промышленность. — 2023. — № 1. — С. 63—70. DOI: ORG/10.30686/1609-9192-2023-1-63-70.

5. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых. Т. 1. — М.: Руда и металлы, 2007. — 952 с.

6. Вальщиков А. В., Литвиненко А. П., Делер М. Проект освоения Усинского месторождения марганца. Технология обогащения руды // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 3. — С. 80—83.

7. Tsypin E. F., Entaltsev E. V., Shemyakin V. S., Skopov S. V., Fedorov Y. O., Pestov V. V. Enrichment by X-ray radiometric separation // Steel in Translation. 2009, vol. 6, pp. 521—524.

8. Зверев В. В., Литвинцев Э. Г., Рябкин В. К., Гусев С. С., Кузнецова О. В., Глушко Т. В., Ратнер В. Б., Рябкина З. П. Радиометрическая сепарация как основной процесс в технологической схеме обогащения минерального сырья // Обогащение руд. — 2001. — № 5. — С. 3—6.

9. Li L., Li G., Li H., Li G., Zhangc D., Klein B. Bench-scale insight into the amenability of case barren copper ores towards XRF-based bulk sorting // Minerals Engineering. 2018, vol. 121, pp. 129—136. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.02.023.

10. Федоров Ю. О., Кацер И. У., Коренев О. В., Короткевич В. А., Цой В. П., Ковалев П. И., Федоров М. Ю., Поповский Н. С. Опыт и практика рентгенорадиометрической сепарации руд // Известия вузов. Горный журнал. — 2005. — № 5. — С. 21—37.

11. Санакулов К. С., Руднев С. В., Канцель А. В. О возможности отработки месторождения «Учкулач» с использованием технологии рентгенорадиометрического обогащения свинцовоцинковых руд // Горный вестник Узбекистана. — 2011. — № 1(44). — С. 17—20.

12. Кобзев А. С. Радиометрическое обогащение минерального сырья. — М.: Изд-во «Горная книга», 2023. — 196 с.

13. Ермошкин Н. Н., Ермошкин Д. Н., Курманалиев К. З., Мансуров В. А. Рудоподготовка при потоке балансовой, эксплуатационной и товарной руды золоторудного месторождения Джамгыр // Горная промышленность. — 2023. — № 1. — С. 101—108. DOI: 10.30686/1609-91922023-1-101-108.

14. Заболоцкий А. И., Нерущенко Е. В., Рассулов В. А. Результаты исследования применимости методов предварительного обогащения золотосодержащих руд на месторождениях Highland Gold // Рациональное освоение недр. — 2020. — № 4. — С. 64—70. DOI: 10.26121/RON. 2020.57.68.008.

15. Veras M. M., Young A. S., Born C. R., Szewczuk A., Neto A. C. B., Petter C. O., Sampaio C. H. Affinity of dual energy X-ray transmission sensors on minerals bearing heavy rare earth elements // Minerals Engineering. 2020, vol. 147, article 106151.

16. Аксельрод Л. М., Турчин М. Ю., Назмиев М. И., Мануйлова Е. В., Галиханов И. И. Обогащение магнезита Саткинского месторождения рентгенотрансмиссионным методом // Новые огнеупоры. — 2016. — № 6. — С. 8—12. DOI: 10.17073/1683-4518-2016-6-8-12.

17. Лебедев А. Н., Кобзев А. С., Куличенко А. В. Сравнение эффективности обогащения бруситовой руды радиометрическими методами сепарации // Разведка и охрана недр. — 2021. — № 1. — С. 53—56.

18. Robben C., Wotruba H. Sensor-based ore sorting technology in mining — Past, present and future // Minerals. 2019, vol. 9, article 523. DOI: 10.3390/min9090523.

19. Газалеева Г. И. Методы улучшения качества асбеста. — Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. — 153 с.

20. Collier D., Dwyer F. B., Thompson R. L., Wulff E. Ore sorters for asbestos and scheelite / International Mineral Processing Congress. London, 1973. London, 1974, pp. 1007—1022.

21. Zhang Y. R. Assessment of dual-energy X-ray transmission image analysis process on sulphide ore and coal cases. University of British Columbia, 2023, 106 p.

22. Wang S., He L., Guo Y., Hu K., Li D., Zhao Y., Ma X. Dual-energy X-ray transmission identification method of multi-thickness coal and gangue based on SVM distance transformation // Fuel. 2024, vol. 356, article 129593. DOI: 10.1016/j.fuel.2023.129593.

23. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем применения сепарации в повышенном магнитном поле // Черные металлы. — 2022. — № 1. — С. 31—36. DOI: 10.17580/chm.2022.01.04.

24. Петров С. В., Бороздин А. П., Головина Т. А., Шелухина Ю. С. Об опыте применения предварительной сепарации руды с применением современных сенсорных методик // Разведка и охрана недр. — 2021. — № 2. — С. 31—47.

25. Татарников А. П., Асонова Н. И., Балакина И. Г., Наумов М. Е., Коновалов Г. Н., Воеводин И. В. Современные технологии и оборудование для радиометрического обогащения урановых руд // Горный журнал. — 2007. — № 2. — С. 85—87.

26. Колесаев В. Б., Литвиненко В. Г., Култышев В. И. Комбинированная технология переработки бедных урановых руд // Горный журнал. — 2008. — № 8. — С. 50—53.

27. Шестаков В. В. Ядерно-геофизический экспресс-анализ транспортируемых руд и ресурсосберегающие технологии. — Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. — 111 с.

28. Peukert D., Xu C., Dowd P. A. Review of sensor-based sorting in mineral processing: The potential benefits of sensor fusion // Minerals. 2022, vol. 12, no. 11, article 1364. DOI: 10.3390/min1211 1364.

29. Цыпин Е. Ф., Овчинникова Т. Ю., Ефремова Т. А., Пестов В. В. Построение технологических схем предварительного обогащения многокомпонентных руд // Обогащение руд. — 2016. — № 5. — С. 8—13. DOI: 10.17580/or.2016.05.02.

30. Литвинцев Э. Г. Комплексирование радиометрических методов при сепарации однои многокомпонентных руд // Обогащение руд. — 1984. — № 3. — С. 15—17.