Zpracování rud

Různé textury rudy, stejně jako její odlišná mineralogie, mohou způsobit významné změny ve výkonu zařízení. Automatizovaná mineralogie (AM) je velmi důležitým diagnostickým nástrojem v extrakční metalurgii, protože doplňuje klasickou celohorninovou analýzu chemického složení o mineralogickou a morfologickou charakterizaci jednotlivých částic rudy. AM se v těžebním průmyslu využívá ve všech fázích životního cyklu. Od vyhledávání ložisek, charakterizaci rudy pro návrh budoucí úpravnické technologie až po každodenní monitorování a optimalizaci procesu v průběhu těžby. Pro tyto účely je klíčová rychlost a automatizace získávání a vyhodnocení dat.

Tantalitové zrno prorůstající muskovitem

• Zpracování rud vyžaduje analýzu velkého množství vzorků pro získání statisticky významných dat. To znamená, že ruční měření nemohou být dostatečně rychlá a reprezentativní prostor dostává automatizace. TESCAN přináší unikátní řešení: TIMA (TESCAN Integrated Mineralogical Analyzer), účelový systém pro automatické průmyslové použití.
• TIMA automaticky vyhodnocuje vztahy jednotlivých minerálů pomocí zpětně rozptýlených elektronů (BSE) v kombinaci s rentgenovým mapováním. Intenzita BSE je úměrná průměrnému atomovému číslu pozorované fáze. Hranice mezi různými fázemi lze tedy snadno vizualizovat.
• Vzorky pocházejí přímo z úpraven rud nebo laboratoří a jedná se obvykle o částice o velikosti od několika mikrometrů do několika milimetrů. Tento prášek se zalije do epoxidového bloku, který se vyleští na plochý hladký povrch. Leštěné vzorky jsou potaženy tenkou vodivou vrstvou uhlíku. Povrchová úprava je nutná pro získání reprezentativních BSE intenzit jednotlivých minerálů a kvalitních rentgenových spekter.
• Minerální částice jsou na základě kontrastu BSE rozlišeny od podkladové epoxidové pryskyřice. Epoxid je z analýzy vyloučen.
• Aby se minimalizovala doba měření, charakteristická rentgenová spektra pro fázovou identifikaci se shromažďují pouze z oblastí nad stanovenou prahovou hodnotou intenzity BSE. Prahové hodnoty BSE lze také použít k vyloučení běžných horninotvorných minerálů nebo hlušiny a zaměřit analýzu pouze na částice obsahující fáze s vysokou intenzitou BSE – typicky zlato nebo minerály platinové skupiny.
• Minerální identifikace je založena jak na úrovni BSE, tak na chemickém složení fáze. Minerály jsou identifikovány automaticky na základě sady předdefinovaných pravidel v takzvaném klasifikačním schématu.
• TIMA generuje modální mineralogické složení vzorku. S každým z minerálních zrn (segmentů) se zachází jako se samostatnou entitou, jejíž vlastnosti (velikost, sousední zrna, rozsah volného povrchu atd.) lze vyvolat a použít k syntéze různých výstupů platných pro celý vzorek – asociace, „liberation degree“, velikost zrna atd.
• Naměřené modální objemové složení vzorku lze převést na hmotnost jednotlivých minerálů pomocí hodnot hustoty z mineralogické databáze.
• Na základě mineralogické databáze může systém poté vypočítat průměrnou hustotu a chemické složení celého vzorku a porovnat jej s výsledky získanými nezávislou chemickou analýzou.
• Automatizované mineralogické systémy se nejčastěji používají ke sledování příčin nízkého výtěžku kovů v úpravně rud a ředění koncentrátu. TIMA může poskytnout mnoho relevantních odpovědí o špatně uvolněných zrnech sledovaného minerálu, přítomnosti hlušinových minerálů ovlivňujících extrakci, obsahu těžených kovů v jednotlivých minerálech a výskytu nežádoucích prvků. Toto je několik příkladů z mnoha dalších možných výstupů, které můžeme získat ve formě obrázků, tabulek nebo grafů.