试样的采取和制备及统计学基础

1、试样的采取和制备及统计学基础第一节 矿床采样第二节 选矿厂取样第三节 散粒物料取样的统计学基础第四节 试样最小必需量的确定第五节 研究前试样的制备第一节 矿床采样一、采样要求 代表性、 数量（一）试样的代表性（三方面） 1、试样的性质应与所研究矿体基本一致 2、采样方案应符合矿山生产时的实际情况 3、满足不同性质的试验对试样的不同要求 第一节 矿床采样一、采样要求 代表性、 数量（一）试样的代表性（三方面） 1、试样的性质应与所研究矿体基本一致 1)试样中主要化学组分的平均含量(品位)和含量变化特征与所研究矿体基本一致。 试样应由矿体中具有不同组分含量的样品组成,否则即使平均含量相同,其可选性

2、也不会相同地质部关于“选冶试验质量管理办法的规定”(1978)对试样中主要有用元素含量的允许误差的暂行规定2) 试样中主要组分的赋存状态，如矿物组成、结构构 造、有用矿物嵌布特性等与所研究矿体基本一致。 如:金属矿石试样的氧化率(赋存状态的主要指标） 当矿石氧化率小于10%时，称为硫化矿；氧化率大于30%时，称为 氧化矿；氧化率在1030之间时，称为混合矿。 复杂难选矿石，氧化铜矿石，结合铜含量(氧化铜矿物以极细粒状被褐铁矿或泥状物包裹 )3）试样理化性质与所研究矿体基本一致 如矿石的碎散程度、含泥量等一、采样要求一、采样要求（一）试样的代表性 2、采样方案应符合矿山生产时的实际情况 1）所选

3、采样地段应与矿山的开采顺序相符 2）设计用选矿试验样品的采样方案，应与矿山生产时的产品方案一致 矿山的产品方案 :矿山生产时准备产出几种原矿石送选矿厂处理3）试样中配入的围岩和夹石的组成和性质，以及配入比率，都应与矿山开采时的实际情况一致。 废石（围岩和夹石）的混入率取决于矿层或矿脉的厚度,以及所采用的采矿方法采样时根据已定的混入率或贫化率计算废石的配入量一、采样要求（一）试样的代表性 3、满足不同性质的试验对试样的不同要求 矿床勘探初期试验样：采取不同工业品级(如贫矿、富矿、表外矿)和自然类型(如硫化矿、氧化矿、混合矿)的矿石-分别试验试验目的： 地质部门正式划分矿石类型和圈定工业矿体的依据

4、； 初步估计不同品级和类型的矿石采用统一的选矿原则流程的可能性 这些分别采取的试样，统称为类型样。 一、采样要求 矿床勘探后期 试验样：采取（或利用原有试样配成)组合试样 试验目的： 确定不同类型样采用同一原则流程还是采用不同的原则流程； 确定矿山产品方案和选厂设计方案一、采样要求 实验室试验，中间试验和工业试验规模不大的中间试验样品的采样：与实验室试验样品基本一致（同时采取）工业试验，及规模较大的中间试验(如试验厂试验)样品：不与实验室试样同时采取，基本上能代表所研究的对象（矿石的组成和赋存状态及其变化特征）粒度要求：实验室试验样品-较小， 工业试验样品-保持矿石采出时的原始粒度 一、采样要

5、求（二）试样的重量保证试验用样量保证试样代表性一、采样要求（二）试样的重量 1、确定试样总用样量考虑的主要因素 一、采样要求1）保证试样代表性所需的试样最小必须量(后面详解)2）矿石性质的复杂程度导致的选矿用样量差异 选矿方法 入选粒度 试验设备规格 试验工作量 研究人员的经验和水平2、不同的选矿方法和试验规模对试样量的要求 浮选试验的试样量简单的单金属矿石，采用单一的流程方案（包括预先试验、条件试验和实验室流程试验），单元试验的个数一般不会超过100个。 浮选机规格为3L，lkg/单元试验，需lOOkg试样；的浮选槽，试样量减半低品位的稀有金属矿石，每份单样的数量常用3kg(保证能获得足够的

6、精矿供化验用)，总试样量相应增加。双金属矿石或采用多个流程方案时，工作量也要相应增加。 考虑备样,单金属矿石浮选试验用200300kg试样， 多金属矿石一般需5001000kg试样。一、采样要求2、不同的选矿方法和试验规模对试样量的要求 重选试验的工作主要是流程试验 每一次流程试验用样量与入选粒度、设备规格和流程的复杂程度有关 (1)小尺寸的实验室型设备时，每次流程试验约50-200kg; (2)用半工业设备时，每次流程试验用样至少为500kg；流程复杂时，可达1-2t; (3) 重选粗精矿需采用各种联合流程进行精选试验时，必须保证所得粗精矿重量满足下一步试验的需要; (4)若须做粒度分析和重

7、介质选矿试验等，可根据最小重量公式单独计算其试样重量。一、采样要求 磁选试验的试样量湿式磁选入选粒度与浮选相近，由于试验工作量一般比浮选试验小，所需试样总量比浮选少。焙烧磁选试验用样量则与浮选相近。干式磁选入选粒度较粗，每一单元试验所需的试样量比湿式磁选大(试样的代表性)；试验工作量与湿式磁选相近，所需试样总量浮选相近。一、采样要求2、不同的选矿方法和试验规模对试样量的要求实验室连选试验或中间试验用试样量可根据试验规模和试验延续时间估算。 试验延续时间则与试验方案数及其复杂程度有关。试样总量一般应相当于试验设备连续运转1560个班所处理的矿量。工业试验试样量同样取决于试验规模和延续时间，差别很

8、大，没有统一的规定。一、采样要求2、不同的选矿方法和试验规模对试样量的要求二、采样设计 三、采样方法方法有：刻槽法、剥层法、爆破法以及钻孔岩心劈取法等 刻槽法沿矿体矿石性质变化最大的方向按一定的比例进行刻槽 适用于：矿体暴露面小，取样点多的情况 剥层法在矿体的露头表面整个剥下一层（10-20cm）矿石碎屑作为试样 特点：范围大，效率低 适用于：贵金属、稀有金属及分布不均匀矿体和薄矿体取样 三、采样方法 爆破法在穿脉巷道的两壁或顶板上，按预定的规格打眼放炮，将爆破下来的矿石的全部或部分作为样品。 适用于：采样量大，矿石品位分布不均匀的情况，多为工 业试验样。 钻孔岩心劈取法将地质部门的岩心钻的钻

9、孔岩心中劈取的1/2或1/4作为样品 原则：所取岩心应穿过矿体全部厚度，并沿中心线劈取。 适用于：采样量小的实验室取样。1、静置料堆的取样2、流动物料的取样第二节 选矿厂取样第二节 选矿厂取样 不同的取样对象，取样方法不同一、静置料堆的取样静置料堆可分为块状料堆和细磨料堆两类， 块状料堆：矿石堆(贮矿堆)或废石堆； 细磨料堆：老尾矿坝、中矿料堆等。 (一)块状料堆的取样 矿石堆或废石特点: 沿料堆的长、宽、深物料的性质都是变化的，物料块度大，不便掘取取样方法有舀取法和探井法第二节 选矿厂取样一、静置料堆的取样 舀取法在料堆表面一定地点挖坑舀取样品 探井法在料堆上一定地点挖掘浅井，然后从挖掘出来

10、的物料中缩取一部分作为试样 优点：全厚取样 缺点： 工程量大 由于取样点数目不能很多，因而沿长度方 向和宽度方向的代表性不及舀取法第二节 选矿厂取样一、静置料堆的取样 (一)块状料堆的取样 影响取样精度的主要因素： (1)取样网的密度或取样点的个数； (2)每点的取样量； (3)物料的组成沿长度和宽度方向分布的均匀程度 第二节 选矿厂取样一、静置料堆的取样 (一)块状料堆的取样 第二节 选矿厂取样 当物料性质沿高度变化很大时-用探井法。 当物料性质沿长度变化很大时（沿长度堆积） -舀取法 (一)块状料堆的取样 一般规律(二)细磨料堆的取样尾矿坝的取样。常用的取样方法钻孔取样(机械钻、或人工钻)

11、取样的精确度：主要取决于取样网的密度。取样操作：沿整个尾矿场表面均匀布点，沿全深钻孔取样；若待处理的尾矿数量很大，考虑近期要处理的地点取样。 注意：各点的样品应先分别缩取化学分析样，再根据取样要求配成选矿试样。第二节 选矿厂取样一、静置料堆的取样流动物料：运输过程中的物料-矿车运输的原矿、胶带运输机、给矿机和溜槽中的料流、流动中的矿浆等。横向截流法：每隔一定时间，垂直于料流运动方向，截取少量物料作为样品，并将一定时间内截取的许多小份单样累积起来作为总样。取样精确度：主要取决于料流组成的变化程度和取样频率。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样 1、抽车取样当原矿用小矿车运输时，可采用每隔5车、1

12、0车或20车抽一车。 精度：取决于采场采出的矿石本身是否具有代表性、试样量及间隔大小。 优缺点：因抽车法所取矿样要缩分，其工作量较大，但能保持矿山采出矿石的原始粒度。 第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样 2、在运输胶带上取样选矿试样可用人工采取，即利用一定长度的刮板，每隔一定时间，垂直于料流运动方向，沿料层全宽和全厚均匀地刮取一份物料作为试样。 取样间隔： 1530min； 取样总的时间：一个班至几个班。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样取样方法：人工截取、机械截取。 按流向分断流截取法和顺流截取法。 断流截取法（人工取样原理）经过一定的时间间隔，周期地截取整个矿浆流断面的物料作为试样。

13、顺流截取法（机械取样原理）将矿浆沿主流分成若干个连续的支流，然后将其中的一个或几个相互交错的支流取为试样。此法适用于横断面分布均匀，所截试样量大的情况。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样3、矿浆取样3、矿浆取样人工取样工具：第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样取样壶和取样勺 取样量较大时，可直接用各种敞口的大桶接取，桶应尽 可能深一些。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样3、矿浆取样全封闭旋转曲轴式自动管道取样机取样机顺管道安装、不需要任何高差，对矿浆无任何落差损失，取样勺结构独特，垂直矿浆流向取样；取样时间：5-50分钟电器部分：光电技术，控制简单，动作灵敏，安全可靠。 3、矿浆取样取样点

14、的选择：矿浆转运处，如溢流堰口，溜槽口和管道口，保证能沿料流的全宽和全厚截取试样，（不直接在溜槽、管道或贮存容器中取样） 取样间隔：15-30min，取样时间：至少为一个班。在采取大量代表性试样时，取样总时间应不少于三个班，（反映三个班组的波动） 第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样影响矿浆取样精度的因素 物料的特性； 截取频率； 物料组成的均匀程度。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样3、矿浆取样 3、矿浆取样 矿浆取样尤其是断流截取时要注意以下事项： 1）取样勺口长度方向顺着料流，保证料流中整个厚度的物料都能截取到。 2）取样勺垂直于料流运动方向均速往复截取几次，保证料流中整个宽度的物料都

15、能均匀地被截取到。 3）易氧化矿样不要久放。第二节 选矿厂取样二、流动物料的取样第四节 试样最小必需量的确定试样最小必需量： 为保证一定粒度散粒物料试样代表性所必需取用的最小试样量。 用国际单位制时，是最小必需质量，按工程习惯，叫最小必需重量 注意：对取样过程，它是总样(平均试样)质量; 对在第五节中将要讨论的缩分过程，则是指每一份实验样和检测样。第四节 试样最小必需量的确定 确定试样最小必需量的公式有两类，经验公式、理论模型一 、经验公式 Ms = kd q = kd式中 Ms试样最小质量(kg，按国际单位制)； q 试样最小重量(kg，按工程单位制)； d 试样中最大块的粒度(mm)； 表

16、示Ms同d之间函数关系特征的参数； k 经验系数，与矿石性质有关。 值理论上应为3，实际取值范围为13。选矿工艺上最常用的值为2。 决定k值大小的因素有： (1)矿石中有用矿物分布愈不均匀， k值愈大； (2)矿石中有用矿物颗粒的嵌布粒度愈粗， k值愈大； (3)矿石中有用矿物含量愈高，k值愈大； (4)有用矿物密度愈大， k值愈大； (5)试样品位允许误差愈小，k值愈大。第四节 试样最小必需量的确定一 、经验公式 具体矿产的k值，类比法、k值试验确定(1)类比法 与已知k值的同类矿床对比，例如，铁锰矿石有用矿物含量通常较高，分布较均匀， ；钨、锡、铜、铅锌和钼矿床有用矿物品位一般不高，大多分

17、布不均匀，：金矿床为1：金颗粒时为，时为，时为1第四节 试样最小必需量的确定一 、经验公式 (2)k值试验 平行取几份试样按照不同的k值破碎缩分，分别计算误差，选择其品位误差不超过允许范围的最小k值，作为该矿产的k值。 不同质量法：取几份有同一最大粒度的平行试样，缩分至不同质量，比较其品位误差，选择误差尚在允许范围内的最小质量，按k=Msd2算出k值 不同粒度法：取几份平行试样，破碎至不同粒度后，分别缩分至同一质量，对比其品位误差，找出允许的最大粒度，再反算出k值第四节 试样最小必需量的确定一 、经验公式 P纪(Pierre Gy)提出的概率模型。第四节 试样最小必需量的确定二、取样模型式中

18、C纪氏取样系数， C=fglp d95物料标称粒度，表示重量百分数为95% 的颗粒小于粒度 f 、g、l和p四个系数的具体含义和取值见表第四节 试样最小必需量的确定二、取样模型利用公式和上表注意点:见书p20第四节 试样最小必需量的确定第四节 试样最小必需量的确定第四节 试样最小必需量的确定第四节 试样最小必需量的确定确定试样最小必需量两类公式的比较： 第四节 试样最小必需量的确定理论模型：有理论依据、取样系数易确定经验公式：没考虑取样缩减比、物料粒级宽窄对取 样误差的影响。 适用于中等粒度。粒度很大时，取 =3， 算出的试样必需量将很大。 第五节 研究前试样的制备1、几个概念2、试样缩分流程

19、的编制3、试样加工操作 第五节 研究前试样的制备一、概念 试样的制备或加工：研究前将取来的原始试样(总样)破碎、缩分成许多单份试样的工作。 试样缩分流程：试样破碎和缩分等整个程序的流程（地质部门叫做样品加工程序图）。 第五节 研究前试样的制备二、试样缩分流程示例编制试样缩分流程要点： (1)确定所需试样种类，各类样品重量及粒度要求； (2)计算不同粒度下试样最小必需量，确定直接缩分或破碎后才能缩分； (3)缩分前必须混匀 (4)在较粗粒度下分出储备试样 一般在20-25mm时缩分出备样。原因： 破碎后易氧化； 随试验的进行，方案可能会改变； 可减少工作量。 第五节 研究前试样的制备三、试样缩分

20、流程的编制 试样类型-两大类： 物质组成特性研究试样； 选矿工艺试验试样。制备单份检测样和实验样要求: 数量、粒度、物质组成特性代表整个原始试样。 第五节 研究前试样的制备三、试样缩分流程的编制 单份试样的粒度要求 物质组成研究样：主要包括以下样品， 岩矿鉴定：目的是了解矿石中矿物的嵌布和嵌连关系，其粒度与原始粒度相同。 显微分析、元素分析、物相分析、光谱分析、试金分析：在最终产品中缩取，一般是碎至1-3mm后缩取，然后再盘磨至小于。（原因：测定时矿量少，根据Q=MS=kd2，即少量就具有代表性。） 化学分析样：一般小于200目（74-76um）。 第五节 研究前试样的制备三、试样缩分流程的编

21、制 (2)洗矿和预选(手选或重介质选矿)试样：原始试样中缩取 (3)重选试样：预定的入选粒度确定;入选粒度不能确定， 根据有用矿物的嵌布粒度确定. 如假设根据嵌布粒度其可能的入选粒度是12mm，就可制备12-0、6-0、2-0mm等几种粒度准备试验。 (4)实验室浮选试验和湿式磁选试样：小于13mm 注意: 每次只能制备出一批单份试样，其余的须保持在较粗粒度。 （易氧化）第五节 研究前试样的制备 单份试样的粒度要求 重量方面：对于一种矿石，如已知k值，就可根据MS=kd2 判断应如何缩分： 如Q4 MS ，可缩分成原重量的1/4； 如Q2 MS ，可缩分成原重量的1/2； 如Q MS ，可直接

22、进行缩分； 如Q MS ，则试样无代表性，须先破碎后再缩分。第五节 研究前试样的制备三、试样缩分流程的编制 例 见书P23 图2.3 MS=kd02 =0.2502=500kg。 而Q=2000kg，故可先直接缩分至原来的1/4后，用1/4样进行破碎制样。 物质组成研究样必须碎至2mm时才能缩取。 图中粒度分析样小于2mm时才缩取，按 MS=q=kd2=0.2222kg，光谱分析等必须磨细至 时才缩取（使之具有充分的代表性）。 在较粗粒度下就必须留出备样（流程中重介质样、手选样与原始粒度相同）。 试验样制备 1）重选样-确定入选粒度 根据物质组成研究嵌布粒度资料等知试样碎至12mm时有部分单体

23、解离，则估计重选的最大入选粒度为612mm，因此须制备120mm、60 mm 两种试样。 2）浮选样 制备20mm试样。不能从-12mm矿样中直接筛分出120、60、20mm作试样 利用MS=kd2检验各选矿方法的试样是否具有代表性？ 如根据矿石性质，入选粒度小于12mm，故直接碎至12mm。 MS=q=kd2 =0.2122 MS=q=kd2 =0.262 浮选MS=q=kd2 =0.222 1kg 以上皆具有代表性。 化学分析样远小于，因此须磨细才具有代表性。四、试样加工操作 试样加工操作工序：筛分、破碎、混匀、缩分 筛分 筛分作业：预先筛分、检查筛分 粗粒筛分可用手筛，细粒筛分则常用机械振动筛。 整套筛子：筛孔尺寸为150，100、70、50、35、 25、18、12，6，3、2、1mm。 第五节 研究前试样的制备 破碎破碎作业：