Взаимосвязь поверхностного и объёмного содержаний компонента в кусках с различной минерализацией

Предварительное обогащение является активно развивающимся направлением в переработке полезных ископаемых. Использование информационных (сенсорных) методов сортировки предполагает использование как объёмных, так и поверхностных признаков разделения. При использовании поверхностных признаков разделения важно, как взаимосвязано оцениваемое ими поверхностное содержание компонента с объёмным содержанием и, в конечном итоге, с массовой долей. В работе на примере искусственных моделей в различной минерализацией компонента изучена взаимосвязь между поверхностным и объёмным содержаниями компонента. Оценка поверхностного содержания велась с использованием рентгенофлуоресцентного метода по величине спектрального отношения. Рассмотрено шесть видов моделей, из которых две были покрыты слоем однородного материала, представляющим породную или минеральную фазу, а четыре другие представляли различные виды минерализации с разными значениями поверхностного содержания компонента. Были выведены формулы для оценки поверхностного и объёмного содержаний и массовой доли для изученных моделей. Получены графические зависимости поверхностного содержания и среднего значения спектрального отношения от объёмного содержания и массовой доли, показавшие наличие краевого эффекта для моделей с различной минерализацией. Краевой эффект может негативно сказаться при применении поверхностного признака разделения при использовании рентгенофлуоресцентной сепарации в качестве метода предварительного обогащения, так как появляется вероятность неверной идентификации куска в зависимости от его положения относительно измерительной системы.

Овчинникова Т. Ю., Цыпин Е. Ф., Ефремова Т. А., Аринов К. Н. Взаимосвязь поверхностного и объёмного содержаний компонента в кусках с различной минерализацией // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-1. — С. 140—154. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_140.

Овчинникова Татьяна Юрьевна — кандидат техн. наук, доцент, доцент, https://orcid.org/0000-0001-7000-9295, ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» (УГГУ), 620144, ГСП-126, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Россия, e-mail: tatyana.ovchinnikova@m.ursmu.ru;
Цыпин Евгений Федорович — докт. техн. наук, профессор, https://orcid.org/0000-0003-3921-2695, ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» (УГГУ), 620144, ГСП-126, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Россия, e-mail: tsipin.e@mail.ru;
Ефремова Татьяна Александровна — научный сотрудник лаборатории обогащения руд цветных металлов и техногенного сырья, отдел обогащения, https://orcid.org/0000-0002-9917-6676, АО «Уралмеханобр», 620144, г. Екатеринбург, ул. Хохрякова, 87, Россия, e-mail: efremova_ta@umbr.ru
Аринов Кайрат Нургалиевич — аспирант, ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» (УГГУ), 620144, ГСП-126, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Россия.

Овчинникова Татьяна Юрьевна, e-mail: tatyana.ovchinnikova@m.ursmu.ru. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. Цыпин Е. Ф. Предварительное обогащение // Известия вузов. Горный журнал. 2001. №4−5. С. 82−104.

2. Цыпин Е. Ф. Обогащение в стадиях рудоподготовки. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2015. — 303 с.

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

4. Терещенко С. В., Шибаева Д. Н. Повышение качественных показателей рудопотока с использованием методов предконцентрации: теория и практика // Горный журнал. 2020. № 9. С. 60−65. DOI 10.17580/gzh.2020.09.08.

5. Цыпин Е. Ф., Овчинникова Т. Ю., Ефремова Т. А. Эффективность применения рентгенофлуоресцентной сепарации для предварительной концентрации руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 3−1. — С. 431–442. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31−0-431−442.

6. Максимов И. И. XXVII Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых (часть 1) // Обогащение руд. 2015. № 3. — С. 3−11. DOI: 10.17580/or.2015.03.01.

7. Максимов И. И., Баранов В. Ф., Богданович А. В., Кибирев В. И. XXVII Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых (часть 2) // Обогащение руд. 2015. № 6. — С. 50−58. DOI: 10.17580/or.2015.06.10.

8. Gleeson D. Preceding processing // International Mining. March, 2019. — pp. 82−87.

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

10. Wotruba H., Robben C. Sensor-based ore sorting in 2020 at — Automatisierungstechnik, vol. 68, no. 4, 2020, pp. 231−238. https://doi.org/10.1515/auto-2019−0060.

11. Kolacz J. New high definition X-ray sorting system based on X-MINE detection technology // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 641. Iss. 1, 19 November 2019. DOI 10.1088/1757−899X/641/1/012028.

12. Veras M., Young A., Sampaio C., Petter C. A mining breakthrough: Preconcentration by sensor-based sorting // Mining Engineering, Vol. 68, Iss. 3, March 2016, Pp. 38−42.

13. Sotoudeh F., Nehring M., Kizil M. S., Knights P. Integrated underground mining and pre-concentration systems; a critical review of technical concepts and developments // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2020. Vol. 35, Iss. 3. Pp. 153–182. DOI 10.1080/17480930.2020.1782573.

14. Burdakova E. A., Bragin V. I., Usmanova N. F., Vashlaev A. O., D’yachenko L. E., Lesnikova L. S., Fertikov A. I. Radiometric separation in grinding circuit of copper–nickel ore processing, Journal of Mining Science. 2019, Vol. 55. Iss. 5. Pp. 824−831, DOI 10.1134/ S1062739119056197.

15. Рассулов В. А., Нерущенко Е. В. Лазерно-фотометрическая кусковая сепарация золотосодержащей руды // Обогащение руд. 2020. № 5. С. 16–22. DOI: 10.17580/ or.2020.05.03.

16. 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.

17. 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. №6. pp. 521−524.

18. Rapolti L., Rodica H., Grindei L., Grindei L., Purcar M., Dragan F., Copîndean R., Reman R. Experimental stand for sorting components dismantled from printed circuit boards // Minerals. Vol. 11, Iss.11 November 2021. DOI 10.3390/min11111292.

19. Sampaio C. H., Sampaio C. H., Ambrós W. M., Cazacliu B. G., Moncunill J. O., Veras M. M., Miltzarek G. L., Silva L. F.O., Kuerten A. S., Liendo M. A. Construction and demolition waste recycling through conventional jig, air jig, and sensor-based sorting: A comparison // Minerals. Vol. 11, Iss. 8 August 2021. DOI 10.3390/min11080904.

20. 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.

21. Рябкин В. К., Литвинцев Э. Г., Тихвинский А. В., Корпенко И. А., Пичугин А. Н., Кобзев А. С. Полихромная фотометрическая сепарация золотосодержащих руд // Горный журнал. 2007. № 12. С. 88−92.

22. Яковлев В. Н., Макалин И. А., Иванов А. В. Повышение извлечения алмазов и селективности процесса рентгенолюминесцентной сепарации при обогащении алмазосодержащих руд // Горное оборудование и электромеханика. 2009. № 6. — С. 50−53.

23. Robben C., Condori P., Pinto A., Machaca R., Takala A. X-ray-transmission based ore sorting at the San Rafael tin mine // Minerals Engineering. Vol. 145. 1 January 2020. DOI 10.1016/j.mineng.2019.105870.

24. Li G., Klein B., Sun C., Kou J. Investigation on influential factors of bulk ore sortability based on fractal modelling. Minerals Engineering. Vol. 177. February 2022. DOI 10.1016/j.mineng.2021.107362.

25. Li G., Klein B., He C., Yan Z., Sun C., Kou J. Development of a bulk ore sorting model for ore sortability assessment — Part II: Model validation and optimization // Minerals Engineering. Vol. 172. 1 October 2021. DOI 10.1016/j.mineng.2021.107143.

26. Li G., Klein B., Sun C., Kou J. Lab-scale error analysis on X-ray fluorecence sensing for bulk ore sorting // Minerals Engineering. Vol. 164. 1 April 2021. DOI 10.1016/j. mineng.2021.106812.

27. Li G., Klein B., Sun C., Kou J. Applying Receiver-Operating-Characteristic (ROC) to bulk ore sorting using XRF // Minerals Engineering. Vol. 146. 15 January 2020. DOI 10.1016/j.mineng.2019.106130.

28. Цыпин Е. Ф., Аринов К. Н., Овчинникова Т. Ю. Фракционные характеристики сырья при поверхностных способах получения информации // Известия вузов. Горный журнал. 2011. № 4. — С. 87−92.

29. Овчинникова Т. Ю., Ефремова Т. А., Цыпин Е. Ф. О нижних границах классов крупности при предварительном обогащении руды с использованием рентгенофлуоресцентной сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2021, №11−1. — С. 328−337. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_328.