Способ определения содержания благородных металлов в рыхлых средах

 

Изобретение относится к способам определения содержания благородных металлов, находящихся в виде частиц в рыхлых средах. Изобретение позволяет определять содержание благородных металлов в пробе песка, содержащего частицы благородных металлов с размерами 0,02 - 0,5 мм и более, а также определять вид металла и массу каждой отдельной частицы в пробе. Способ состоит в пропускании пробы песка через трубку, на которой расположены генераторные рамки. Как только проводящая частица проходит через генераторную рамку, в частице возбуждаются вихревые токи, создающие вторичное магнитное поле. Это поле принимают приемной рамкой и измеряют активную и реактивную составляющие вторичного магнитного поля. С помощью аналого-цифрового преобразователя данные преобразуют в цифровую форму. По этим данным вычисляют проводимость, размеры и массу зарегистрированной частицы. По окончании просыпания песка суммируют массы всех зарегистрированных частиц, определяя тем самым содержание золота в пробе. Изобретение позволяет снизить трудоемкость проведения анализа проб. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам определения содержания благородных металлов (золота, серебра и платины) в песчаных и глинистых пробах при разведке россыпных месторождений этих металлов, в пробах, отобранных для контроля технологических процессов обогащения и добычи благородных металлов, для контроля содержания тонкого и мелкого золота в хвостах горно-обогатительных комбинатов, а также в пробах, полученных в результате дробления или истирания горных пород. В этих областях применения известно несколько способов определения содержания благородных металлов.

Известен химический способ определения содержания тонкого и мелкого золота в пробе, однако он является трудоемким, занимает много времени и не дает сведений о размерах частиц. Для частиц с размерами более 0.1 мм возможным способом определения содержания является промывка, однако она не дает сведений о распределении частиц по размерам и не применима для мелких частиц. Возможно также гравитационное обогащение проб с последующим анализом концентрата. Этот способ также является трудоемким.

Наиболее близкими к предлагаемому способу являются электромагнитные способы определения наличия самородков в пробах песка, в естественном залегании или на ленте транспортера. Эти способы состоят в том, что возбуждают переменное магнитное поле с помощью генераторных рамок и принимают активную и реактивную составляющие вторичного магнитного поля от индукционных токов в проводящих объектах с помощью приемных рамок, причем рамки могут быть совмещены в пространстве (устройства типа миноискателя), либо разнесены на небольшое расстояние (устройства типа установки дипольного индукционного профилирования /см. 1, Якубовский Ю.В. Электроразведка. Москва, Недра, 1980, стр.323/).

Примером устройства, основанного на электромагнитном способе, является металлоискатель, который измеряет активную и реактивную составляющие вторичного магнитного поля и по этим данным вычисляет электрические характеристики объекта, его глубину залегания и размер /см.2, Metal detector for identifying target electrical characteristics, depth and size. United States Patent N 5,786,696. Date of Patent: Jul.28,1998/.

Недостатком этих известных электромагнитных способов является то, что они не применимы для обнаружения и определения характеристик мелких частиц благородных металлов с размерами менее одного миллиметра, и не позволяют определять вид благородного металла и суммарное содержание частиц благородного металла в пробе.

Задачей изобретения является обеспечение возможности определения содержания благородных металлов в пробе, состоящей из рыхлого материала (песка) и частиц благородных металлов с размерами в диапазоне от 0.02 мм до 0.5 мм и более, а также определения вида металла и массы каждой отдельной частицы в пробе.

Поставленная задача достигается тем, что пробу пропускают через трубку с расположенными на ней генераторными и приемными рамками, регистрируют аномалии вторичного магнитного поля при прохождении каждой частицы вблизи приемных рамок, по соотношению активной и реактивной компонент вторичного магнитного поля определяют размеры и удельную электропроводность каждой частицы, по этим данным определяют вид металла и массу каждой частицы, и путем суммирования определяют общую массу частиц каждого вида металла. Трубка для пропускания пробы может быть расположена вертикально, а пропускание пробы через трубку осуществляют путем просыпания через воронку или иное дозирующее приспособление. Пробу, содержащую глинистый материал, пропускают через трубку в виде пульпы под давлением.

На чертеже показан пример расположения генераторных и приемных рамок и трубки для пропуска анализируемой пробы рыхлого материала.

На чертеже изображено: 1 - воронка, в которую засыпается проба рыхлого материала, 2 - трубка для просыпания пробы, 3 - генераторные рамки, возбуждающие магнитное поле, 4 - генератор переменного магнитного поля, 5 - приемная рамка переменного магнитного поля, 6 - измеритель активной и реактивной составляющих, 7 - аналого-цифровой преобразователь, 8 - вычислитель.

Рассмотрим пример выполнения способа.

Процесс измерения состоит из выполнения следующих операций. В воронку 1 засыпают пробу песка, содержащую проводящие частицы, например, золота. Песок под действием силы тяжести тонкой струей просыпается через трубку 2. Как только какая-нибудь проводящая частица проходит через генераторную рамку 3, подсоединенную к генератору 4, в частице возбуждаются вихревые токи, создающие вторичное магнитное поле. Это поле принимают приемной рамкой 5. С помощью измерителя 6 измеряют активную и реактивную составляющие вторичного магнитного поля, причем опорный сигнал может быть передан по цепи, соединяющей генератор 4 и измеритель 6. С помощью аналого-цифрового преобразователя 7 данные преобразуют в цифровую форму. По этим данным с помощью вычислителя 8 или любым другим способом определяют проводимость, размеры и массу зарегистрированной частицы. По окончании просыпания песка суммируют массы всех зарегистрированных частиц, определяя тем самым содержание золота в пробе.

При расчете размеров и проводимости каждой зарегистрированной частицы можно воспользоваться соотношениями, известными из теории индуктивного метода геоэлектроразведки /см.3, Якубовский Ю.В. Индуктивный метод электроразведки. Москва, Госгеолтехиздат, 1963, стр.36-38/. Если представить частицу в виде проводящего тела сферической формы, то величина вторичного магнитного поля от такой частицы без учета известного коэффициента, зависящего от геометрических параметров измерительной установки, будет равна D(ωμσa²)a³, где а - радиус частицы, D - известная комплексная функция, зависящая от т.н. параметра проводника, равного ωμσa² , ω - круговая частота, μ - магнитная проницаемость частицы, σ - проводимость частицы. Если из результатов измерений известны активная и реактивная составляющие вторичного магнитного поля, то по их отношению, равному отношению реальной и мнимой составляющих функции D, на основании известных соотношений или таблицы значений функции D /см. 3, Якубовский Ю.В. Индуктивный метод электроразведки. Москва, Госгеолтехиздат, 1963, стр. 36-38/, можно отдельно определить параметр проводника ωμσa² и реальную и мнимую составляющие функции D. Так как измеренные активная и реактивная составляющие вторичного магнитного поля пропорциональны Da³, то зная D, можно определить a³, a зная параметр проводника ωμσa², можно определить по отдельности размеры и проводимость частицы. По известной проводимости можно отличить золотую или серебряную частицу от частицы платины, а по радиусу частицы определить ее объем и вес.

В предлагаемом способе чувствительность к обнаружению мелких частиц определяется диаметром трубки, через которую пропускается проба, и соответственно диаметром приемных рамок. Отношение вторичного магнитного поля к первичному определяется величиной Da³/r³, где r - радиус приемной рамки. Если взять диаметр трубки и диаметр приемной рамки 5 мм, то возможно обнаружение частиц благородных металлов диаметром 0.05 мм, если аппаратура позволяет измерять вторичные поля, составляющие приблизительно 10^-6 - 10^-7 от первичного поля.

Наряду с проводящими частицами аномалии вторичного магнитного поля могут создавать частицы магнетита, обладающие большой магнитной проницаемостью. Отличить частицы магнетита от проводящих и тем самым исключить их из последующих расчетов можно на основании простого признака: вторичное магнитное поле для частиц магнетита имеет в основном активную составляющую, и эта составляющая противоположна по знаку активной составляющей вторичного магнитного поля для проводящих частиц.

Поскольку реальные частицы имеют форму, отличную от сферической, возможны погрешности измерений за счет формы частиц. Как следует из расчетов и результатов моделирования /см.3, Якубовский Ю.В. Индуктивный метод электрразведки. Москва, Госгеолтехиздат, 1963, стр.46/, частотные характеристики для проводящих тел разной формы совпадают, а величина аномалии определяется главным образом площадью поперечного сечения проводника. Поэтому замена реальных частиц эквивалентным проводником сферической формы является для оценочных расчетов допустимой.

Приведенный выше пример способа определения содержания частиц благородных металлов в пробе не может быть применен, если проба содержит большое количество глины. Для этого случая возможен следующий вариант осуществления способа.

Пробу, содержащую глинистый материал, смешивают с водой и пропускают в виде пульпы под давлением через трубку с генераторными и приемными рамками. Все дальнейшие операции такие же, как и в приведенном выше примере. Поскольку пульпу можно пропускать через трубки весьма малого размера, то такой вариант способа может быть применен для обнаружения частиц благородных металлов размера порядка 0.01 - 0.02 мм.

Предложенный способ определения содержания частиц благородных металлов в рыхлых средах может быть применен: 1. На комбинатах по переработке стройматериалов в пробах песчано-гравийного материала, поступающего из карьеров на переработку для добычи строительного гравия и песка, а также в пробах из хвостов песчано-гравийных смесей.

2. При переработке и обогащении мелкого и тонкого золота на гравитационных сепараторах в пробах до и после обогащения.

3. При разведке россыпных и коренных месторождений золота.

Применение предложенного способа позволит снизить трудоемкость проведения анализа проб, особенно в тех случаях, когда пробы содержат тонкое и мелкое золото, а также в случаях анализа глинистого материала.

Для осуществления предложенного способа изготовлен действующий макет прибора, показавший при предварительных испытаниях положительные результаты.

Источники информации:
1. Якубовский Ю.В. Электроразведка. Москва, Недра, 1980.

2. Metal detector for identifying target electrical characteristics, depth and size. United States Patent N. 5,786,696. Date of Patent: Jul.28, 1998.

3. Якубовский Ю.В. Индуктивный метод электроразведки. Москва, Госгеолтехиздат, 1963.

Формула изобретения

1. Способ определения содержания благородных металлов, находящихся в виде частиц в рыхлых средах, при котором возбуждают переменное магнитное поле и измеряют активную и реакционную составляющие вторичного магнитного поля индуцированных токов в проводящих частицах, отличающийся тем, что пробу пропускают через трубку с расположенными на ней генераторными и приемными рамками, регистрируют аномалии вторичного магнитного поля при прохождении каждой частицы вблизи приемных рамок, по соотношению активной и реактивной компонент вторичного поля определяют размеры и удельную электропроводность каждой частицы, по этим данным определяют вид металла и массу каждой частицы и суммируют по отдельности массы частиц каждого вида металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трубку для пропускания пробы располагают вертикально, а пропускание пробы через трубку осуществляют путем просыпания через воронку или иное дозирующее приспособление.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к мелким частицам и обеспечения возможности определения содержания частиц благородных металлов в пробах, содержащих глинистый материал, пробу пропускают через трубку в виде пульпы под давлением.

РИСУНКИ

Рисунок 1