Применение автоматического анализатора раскрытия минералов mla для оценки качества минерального сырья

П.В. Васильев 1, И. Гу 2, P. Фандрич 2
1.Лаборатория геоинформационных технологий БелГУ,
г. Белгород, Россия,
2.Компания JKTech Pty Ltd., Isles Rd, Indooroopilly QLD 4068,
г.Брисбен, Австралия


Для развития новейших технологий добычи и переработки полезных ископаемых, включая получение сырья для нанотехнологий, необходимы высокоточные и автоматизированные средства анализа вещественного состава, структурно-текстурных особенностей и физико-механических характеристик минерального сырья. Этот обеспечивает, в частности, более высокий уровень оценки и прогнозирования качества руд, необходимый при планировании добычи и управлении процессами обогащения. Так, структурно-текстурные параметры, такие как раскрываемость минералов и минеральные ассоциации в сочетании с данными о фазовом составе руд, оказывают наиболее сильное влияние на параметры переработки и извлечения. Традиционно при определении этих характеристик используются такие методы как оптическая микроскопия или полуавтоматический электронно-микроскопический анализ. Будучи весьма трудоемкими в ручном варианте они не позволяют собрать и обработать достаточное количество образцов для набора необходимой статистики. Поэтому их результаты не являются достаточно представительными и не могут быть использованы с высокой степенью надежностью в при планировании добычи или проектировании новых горнорудных предприятий.

В последнее десятилетие для целей применения в технологической минералогии было разработано несколько автоматизированных инструментальных средств, таких как микроскоп для оптической петрографии «Минерал 7» (SIAMS, Россия, Екатеринбург) и специализированный анализатор раскрытия минералов MLA (Mineral Liberation Analyser, JKTech, Australia). Последний является более универсальным для практически любых видов твёрдых полезных ископаемых, поскольку изначально ориентирован на применение электронной микроскопии (SEM). По мере роста мощности компьютеров MLA быстро совершенствуется, улучшается приборное оснащение SEM и развиваются методы анализа изображений [2]. Пространственное разрешение при анализе текстур теперь можно выполнять на субмикронном уровне, а там где ранее требовались многочасовые SEM измерения время уменьшено до часа и менее. С помощью анализа изображений выполняется распознавание образов, производится разделение сечений частиц, а включения минералов идентифицируются по уровню серого и затем определяется их минеральный состав с помощью дискретного рентгеновского анализа (X-ray analysis). Процесс автоматической деагломерация частиц показан на рис.1. Если не удается выделить фазу путём сегментации по уровню серого, из-за близкого среднего атомного номера рассматриваемых минералов, то для локализации границ зерен применяется рентгеновское картирование. Основными встроенными в MLA средствами измерения являются: 1) выделение фаз по обратно рассеянным электронам - BSE дискриминация; 2) точечный рентгеновский анализ и 3) рентгеновское картирование. Эти методы разработаны с целью возможности анализа широкого круга образцов в манере, соответствующей приложению. Например, режим GXMAP выявляет специфические фазы, которые ранее не видны при использовании режима BSE. Другие фазы идентифицируются на основе их единственных рентгеновских спектров по точкам. Это показано на рис.2.

Рис. 1. Процесс деагломерации раскрытых и композитных частиц в MLA

Рис.2. Рентгеновское картирование частицы методом GXMAP

Как отмечается в [1] на современном этапе при решении задач рационального недропользования и комплексного освоения недр средства технологической минералогии не только увеличивают оперативность и точность анализа на раскрытие минералов, но и обеспечивают автоматизацию измерений. Автоматический подбор стандартных аналогов из коллекции спектров для различных типов руд позволяет быстро выполнять рутинный анализ количественной оценки ценных минералов в пробах и прослеживать вариации состава минеральных зерен.

Большие возможности анализа раскрытия минералов на основе SEM измерений связаны с его внутренней интеграцией с методами обработки изображений во вторичных электронах BSE и рентгеновских EDS спектральных измерений. В анализаторе MLA JKTech это достигается с помощью соответствующего программного обеспечения. Автоматический анализ раскрываемости минералов наряду с микротомографией является одним из наиболее перспективных направлений технологической оценки качества минерального сырья для применения в горнорудной промышленности на всех этапах при разведке, добыче, обогащении и получения готовой продукции.

Список литературы

1. Васильев П.В. Оценка функции распределения частиц по размерам и составу при анализе изображений измельченных руд / П.В. Васильев //Научные ведомости БелГУ. Серия Информатика и вычислительная техника. Изд. БелГУ. –2007. –№7 (38) –Вып.4. – C .82-88.

2. Gu Y. Automated Scanning Electron Microscope Based Mineral Liberation Analysis – An Introduction to JKMRC/FEI Mineral Liberation Analyser / Ying Gu // Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering. – 2003. –Vol. 2, №1. –pp.33-41


Назад к списку