Под пробой руды понимается небольшое количество ее, содержащее компоненты в том соотношении, в котором они заключаются в первоначальной массе руды, т. е. отвечающее ее качественному и количественному составу.
Целью пробоотбирания является взятие представительной пробы, т. е. взятие для химических и механических исследований, небольшого количества руды, содержащего все минеральные составные части руды в той пропорции, в какой они находятся в первоначальной массе руды.
Успех химического анализа в решающей мере зависит от качества отбора пробы. Проба должна удовлетворять ряду требований.
Во-первых, она должна быть представительной по отношению к объекту анализа. Это предполагает, что проба должна быть гомогенной, а если она гетерогенна, то ее следует гомогенизировать. Гомогенизация твердой пробы достигается измельчением материала (дроблением и истиранием).
Во-вторых, проба не должна содержать никаких загрязнений – ни из устройства пробоотбора, ни из материала контейнера, ни из воздуха, ни из консервирующего реактива.
В-третьих, вплоть до выполнения анализа проба должна быть устойчивой. Для этого ее иногда приходится специально консервировать. Из нее не должны выделяться никакие вещества, и никакие вещества не должны проникать внутрь пробы. Следует также предотвращать протекание возможных химических (окисление, восстановление) или биохимических (с участием бактерий) реакций. Ход транспортировки и хранения пробы следует точно документировать.
В-четвертых, проба должна быть представлена в количестве, достаточном для анализа.
Количество пробы, отбираемой для анализа, определяется погрешностями пробоотбора и требуемой точностью результатов. Чем выше погрешность пробоотбора и чем выше требования к точности, тем больше должна быть проба.
Разумеется, каждая проба должна быть промаркирована, а все действия с ней – запротоколированы. Путаница в этих вопросах может привести к крайне неприятным последствиям.
Работа на руднике или металлургическом заводе требует непрерывного производства отбирания и анализа проб. Пробы на рудниках берутся ежедневно из различных забоев. На обогатительных фабриках пробы берутся через частые и определенные промежутки времени. На плавильных заводах необходимо брать пробу от каждой партии руды, а также от флюсов и топлива для того, чтобы сделать правильный расчет шихты. Необходимо брать пробы от шлака, от пыли дымовой трубы и металлических продуктов.
Пробоотбирание бывает ручное и машинное.
Процесс опробования состоит, как известно из двух последовательно осуществляемых операций:
1) пробоотбирания, или взятия средней пробы от опреде-ленного количества опробуемого продукта;
2) анализа вещества (химического, пробирного и др.), выполняемого с конечной средней пробой.
В процессе пробоотбирания в зависимости от поставленных целей могут быть выделены:
а) первоначальная или генеральная проба, отбираемая от большой массы исходного вещества или материала; отбор такой пробы – наиболее трудоемкая и сложная часть процесса пробоотбирания;
б) частичные, или промежуточные, пробы, отбираемые при сокращении первой пробы;
в) средняя лабораторная (паспортная) или конечная проба, поступающая в лабораторию для анализа.
К средней лабораторной (паспортной) пробе в связи с этим предъявляются следующие требования:
а) по количеству и распределению содержащихся в ней компонентов она должна соответствовать среднему составу опробуемого материала;
б) масса этой пробы должна обеспечить необходимое количество и точность последующих анализов или намеченных при технологических исследованиях опытов.
В зависимости от назначения пробы конечная масса ее может быть различной. Так для физико-химического и инструментальных методов анализа масса средней лабораторной пробы может составлять от 1 до 2000 г.
Для пробирного анализа на благородные металлы масса средней пробы должна быть не менее 250 - 2000 г с тем, чтобы в зависимости от содержания в ней ценных металлов можно было бы отобрать несколько параллельных навесок (от 3 до 8) по 25, 50, 100 или даже 200 г. Указанная проба для анализа должна быть измельчена до крупности 0,074 мм или 200 меш.
Для получения представительной средней пробы исходную руду подвергают дроблению, перемешиванию и сокращению до минимально допустимой массы при данной крупности измельчения. Необходимая и достаточная масса материала зависит от ряда факторов, главнейшими из которых являются:
1) крупность кусков опробуемого материала;
2) содержание полезного компонента в материале, подлежащем опробованию;
3) равномерность распределения полезного компонента в массе материала или продукта.
Зависимость между массой пробы, до которой допускается вести сокращение, и крупностью составляющего ее материала длительное время изучали различные исследователи.
Везин (1886 г) предложил следующий принцип: при каждом сокращении брать в пробу одинаковое, раз установленное, число частиц. Число кусков будет оставаться постоянным на всех стадиях дробления и сокращения пробы, если массы ее на различных стадиях разделки будут находиться в пропорции
, (2.1)
где d1 и d2 – размеры частиц материала, составляющего отбираемую или сокращаемую пробу;
W1 – необходимая масса пробы при размере частиц материала d1;
W2 – то же, при размере частиц d2.
Вводя коэффициент пропорциональности К, данную зависимость можно представить в виде уравнения
W=Kd3. (2.2)
Так как масса пробы, согласно формуле Везина, определяется в виде функции третьей степени от диаметра кусков, то расчеты по максимальному размеру кусков приводят на практике к получению очень больших значений W.
Брантон предложил другую формулу, определяющую зависимость массы проб, получаемых в процессе сокращения, не только от величины кусков руды, степени ее однородности и содержания элемента, но и целого ряда других факторов. Формула, предложенная Брантоном, имела следующий вид:
, (2.3)
где W – масса пробы, кг;
D – диаметр максимальных частиц (кусков), до которых измельчена руда в данной пробе, мм;
δ – плотность частиц наиболее богатого минерала, г/см3;
β – содержание металла в данной пробе, %;
α – содержание металла в наиболее богатом минерале, %;
n – число наибольших частиц (кусков) наиболее богатого мине-рала, находящегося в избыточном или недостаточном количестве в данной пробе;
f – отношение действительной массы наибольшей частицы наи-более богатого материала, прошедшего через сито с размером отверстий D, мм, к массе в кубической степени этого минерала со стороной, равной отверстию того же сита;
p – допустимая ошибка опробования, равная ошибке химиичес-кого анализа, % (отн.).
Теоретически более обоснованная формула Брантона повторяет, однако, спорное положение Везина о зависимости массы пробы от диаметра максимальных частиц в кубической степени и, кроме того, вносит в методику опробования ряд субъективных элементов, затрудняющих получение достоверных результатов.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему