Добыча полезных ископаемых предполагает целый комплекс металлургических процессов по извлечению минералов. Часто требуется флотация для получения минерального концентрата, а затем выплавка или выщелачивание для извлечения конечного продукта. Важно знать количественный минералогический состав материалов на каждом из этих этапов для повышения эффективности извлечения полезных ископаемых. Информация о минералогическом составе поможет определить стратегии производственных процессов (н-р, смешивание) и методы организации производства. Металлурги и геологи обычно используют данные химического анализа для определения количественного минералогического состава, но ввиду сложности данного анализа, оценочные прогнозы могут быть неточными. Портативные рентгеновские дифрактометры (РД, XRD) Olympus позволяют проводить количественный минералогический анализ прямо на месте исследования практически в режиме реального времени, мгновенно отображая результаты; обычно, на это уходило несколько дней и даже недель.

Флотация

Флотация – один из широко используемых методов обогащения ряда руд цветных металлов и минералов, содержащих драгоценные металлы. В процессе флотации, руда обрабатывается реагентами (химическими продуктами) для того, чтобы ценные сульфидные минералы всплывали на поверхность, а пустые породы осаждались на дно. К сожалению, не все ценные элементы содержатся в сульфидных минералах (они могут быть и в оксидах), а частицы пустой породы (жильные минералы) могут всплывать на поверхность воды (н-р, тальк и глинозем), загрязняя концентрат и снижая его качество.

С помощью портативных рентгеновских дифрактометров Olympus металлурги, геологи и горные инженеры могут:

• Количественно измерять проблемные и вредные минералы (н-р, тальк и глинозем), которые загрязняют и снижают качество концентратов (Рис. 1)
• Количественно измерять пропорцию ценных минералов, которые всплывают на поверхность (н-р, сульфиды)
• Реология шламов (осушение, защита окружающей среды)

Рис. 1 Результаты количественного минералогического анализа, полученные с помощью портативного рентгеновского дифрактометра (pXRD) Olympus. Заметьте, что пропорция халькопирита в обоих образцах одинакова, но образец 1 содержит значительно больше хлорита. Хлорит проблематичен для флотации, поскольку загрязняет конечный концентрат и вызывает проблемы в схеме флотационного обогащения.

Выщелачивание

Невозможно выщелачивать металлы из всех рудоносных минералов, а рудные минералы, которые можно извлечь, имеют разный потенциал/скорость выщелачивания. Кроме того, жильные минералы (пустые породы) также поглощают кислоту в процессе выщелачивания. Портативный рентгеновский дифрактометр (pXRD) Olympus эффективно используется для выполнения следующих задач:

• Оценка извлекаемого металла
• Выбор наиболее приближенного метода выщелачивания для оптимизации результата (Рис. 2)
• Определение кислотоемкости руды (кислота –основной элемент расходов)

Рис. 2 Поведение разных рудных минералов Cu в зависимости от способов выщелачивания. Зная состав рудных минералов, металлург может выбрать наиболее подходящий метод выщелачивания и имеет более реалистичное представление об ожидаемых конечных результатах извлечения металлов (согласно Jansen & Taylor, 2003 г).

Пирометаллургия (плавка и обжиг)

Минералогический состав концентратов имеет огромное влияние на последующую пирометаллургическую обработку, которая может включать плавку и обжиг минерального концентрата. Результаты количественного минералогического анализа, полученные с помощью рентгеновского дифрактометра Olympus, позволяют металлургам следующее:

• Оптимизация условий обработки
• Дополнительная обработка или смешивание руды перед плавкой
• Классификация отходов (шлаков)

Быстрый количественный минералогический анализ — Важный инструмент в металлургии

Количественное измерение проблемных для металлообработки минералов может быть гораздо важнее, чем их распознавание. Эти жильные минералы часто имеют незначительные негативные воздействия, не выходящее за пределы пороговых значений (или критических точек, см. Рис. 3). Для металлурга важно иметь непосредственный доступ к данным количественного минералогического анализа (Рис. 4 и 5), исходя из которых он может оптимизировать процесс или разработать более подходящие стратегии смешения.

Рис. 3 Количественное измерение проблемных жильных минералов позволяет металлургам оптимально управлять металлургическими процессами и разрабатывать соответствующие стратегии смешения.

Рис. 4 Точное соответствие между результатами количественного минералогического анализа, полученными с помощью лабораторного рентгеновского дифрактометра (4 кВт) и переносного РД-анализатора TERRA® Olympus. Были проанализированы образцы руды, взятые из медного рудника.

Рис. 5 Сравнение данных процентного содержания минералов, полученных с помощью лабораторного XRD-спектрометра (4 кВт) и портативного дифрактометра Olympus при разной продолжительности теста. Обратите внимание на высокую воспроизводимость результатов измерений лабораторного дифрактометра и РД-анализатора Olympus, даже после непродолжительного теста.

Преимущества рентгеновского дифрактометра Olympus

Преимущества инновационного РД-спектрометра Olympus включают:

• Малое количество образца: всего 15 мг материала достаточно для выполнения анализа
• Простая подготовка образца: управление прибором и сбор данных не требуют высокой квалификации оператора
• Высокая скорость сбора данных: получение результатов за несколько минут
• Портативность: прочная конструкция, отсутствие подвижных частей
• Не требует постоянного обслуживания: использование РД-спектрометров на регулярной основе, без простоев, даже в удаленных регионах