堆浸矿石的取样

堆浸矿石的取样，迄今仍是许多研究人员的课题。在现阶段，多数取样方法都有不足之处，因此取样方法的适用性只能是相对的。矿石取样一般应根据矿石性质，尤其是矿石中欲测组分的矿物粒度大小，它在矿石中分布的均匀程度，以及当时、当地的具体条件来制定取样流程。对铀矿石可利用它具有放射性的特点，采用辐射取样。金矿石多采用刻槽或钻取岩心或岩屑样。国外堆浸场的矿石取样，一般都在采场取样，而我国的堆浸场则多是对入堆前的矿石进行取样。无论用哪种取样方法，其实质问题是：所取出的样品的岩性、组分必须能真实地代表或反映它所代表的一个矿块，一堆矿石，一种运矿工具（汽车、火车、人力手推车、矿车）内的整体（母体）物料。要完全做到这一点，实非易事。在某些情况下，如对含粗粒金的低品位矿石来说，在合理的费用下，取样多半是不可能的。严格地说，在现阶段的多数取样方法都有不足之处。

一、影响堆浸矿石取样的主要因素

取样方法、样品数目、每个样品的重量、取样方式、样品制备（加工）过程等是矿石取样的主要影响因素。

（一）取样方法

指具体采集试样的方法。目前有多种不同的方法。如国外堆浸场采集钻孔的岩心样、岩屑样、或钻泥样。使用的钻机也不同，有冲击式钻机、旋转式钻机、反循环钻机等。我国的堆浸场，多采用在运矿工具内，或运输皮带上定点或定时取样，在矿石堆上分区随机抓取样品等方法。

（二）样品数目

毫无疑问，样品数目越多，样品最终结果越具有代表性，同时样品数目越多，对样品的分析数据的统计处理越有价值。但是，由于样品数目的增加，消耗的费用也随之增加。因为样品数目与最终结果的准确度两者成平方根的关系，即为了使最终结果准确度增加两倍，样品的数目则必须增加四倍。因此，样品数目的多少，必须权衡需要与可能，特别是经济承受的问题，然后提出恰当的取样数目。

（三）样品量

此处指的是送去样品加工前的样品量，即直接从采场取的样品量，或在堆浸场采取的入堆矿石的样品量。并非指样品加工过程中缩分及最终的分析样品量。一般要求此时的样品量既能满足样品加工的需要，又足以反映所代表的取样范围内的矿石品位和岩性。因此，样品量的确定应根据矿石性质。在含粗粒金的低品位金矿石取样时，必需加大取样量。因为金与其他金属矿物不一样，它在自然界中大多数是以自然金的形式存在于矿石中。

对金矿石的取样，近年来发表了不少文章。GY.Mckinstry，Metz，Clifton等对含粗颗粒金的矿石的取样作过较详细的研究。Clifton认为在“样品含金粒的数量是控制化学分析精密度的唯一因素”。他假定金粒在矿石中分布是不规则的情况下，应用统计学方法，制订了样品质量与样品中的金粒尺寸大小和金粒质量关系，如图1所示。现代研究指出，每个分析样品中至少含有20颗金粒时，可确保在95%或然率下，用化学分析或仪器分析求得的样品中金的含量，其真值在金含量的±50%以内。

图1  要求含有所希望的20个金粒的样品质量与金粒大小和综合品位的函效关系

（假设所有金粒大小一样，且不规则地分布在矿石中）

（四）取样方式

取样方式可以是规则的，也可以是不规则的，但一般采用规则取样，如在采场取样，基本上采用等间距布点；缩分时多采用两分器或分铲法；在运输皮带上取样时，采用间隔时间相同，刮取样品的长度相等。所谓不规则取样，在采场取样时，根据矿化性质，在同一个剖面上，取样长度可以不同，如1.0m，0.5m，0.3m等。

（五）样品加工（制备）过程

样品加工过程中的加工设备应不受污染，加工的矿石的损失量应减到最小，不得超过5%。样品缩分无疑是这一过程中的重要步骤。缩分一般采用两分器，也可使用分铲法。两分器的槽数必须是偶数，而且不能少于10个，槽数越多，精度越高。缩分时样品的最低可靠质量Q按乔切特公式计算：

Q＝kd²

式中，Q－样品的最低可靠质量，kg；

      d－样品中最大颗粒直径，mm；

      k－与矿石性质有关的缩分系数。

k值与矿石种类、矿石中主金属品位变化和分布均匀程度、矿物粒径大小等因素有关。它由实验确定：只要k值可靠，对一般矿石的物理和化学分析的样品加工，乔切特公式的运用是可行的。但对金矿石需视金颗粒的大小而采取一些特殊的步骤。金粒大小分三种类型：

1、微细粒型

样品中金的粒度全部小于0.007mm，可按乔切特公式缩分。k值取0.4，分析样品量为10～20g。

2、中粒型

金的粒度中20%为0.07～0.3mm，80%小于0.07mm的样品，在加工过程中，不应使用对辊机，粗碎后，用圆盘细碎机磨到全部样品粒度小于0.84mm后再缩分。缩分后的样品不得少于500g，分析样品质量为20～30g。

3、粗粒型和巨粒型

对这些样品的加工，应通过试验确定第一次缩分的粒度。

CIMM公司进行如下对比试验研究：把一批－10mm的金矿石分成两组，每组30kg。一组由－10mm直接缩分到1kg，另一组将30kg样先由－10mm盘磨到－28目后，再缩分成1kg。然后两者用同样流程加工到－150目，用同一分析方法。其结果和精密度如下表所示。

表  金矿石缩分过程对测定精密度的影响

＊ δ－代表偏差。

由上表可知，缩分中的样品量要依据矿石块度大小而定。一般地说，矿石的块度越细，取样的代表性越好。我国铀水冶厂的经验也表明，球磨取样的代表性好于皮带取样，而皮带取样的代表性又好于火车车皮内的捡块取样。

二、入堆矿石的取样

国内一些主要堆浸场基本上是在矿石入堆前取样。根据运载入堆矿石的工具来制订具体的取样规程。

（一）车运矿石

包括矿车、后卸汽车、前端式装载机、人力手推车等，一般在运载矿石的车中定点、定量铲取矿样，经一定的车数（如100车）的矿样，综合成一个集合样，将集合样先行破碎到一定粒度后，混匀，用两分器缩分到要求的数量，然后送化验室去进行样品加工和分析。

（二）皮带运矿石

一般采用在皮带上定时（如5min）刮取长度相等的矿样。经一定时间（如24h）的矿样混匀，用两分器缩分到所需的数量，然后进化验室去加工和分析。

三、堆浸矿石的采场取样

美国多数堆浸场的矿石取样是在采场进行。具体做法是：在采矿前现布点打钻，钻孔密度为5×5m，孔深为6～8m（为一操作平台高度），收集每一个钻孔的岩屑样，进化验室粉磨制样、分析。将每个钻孔样品的分析结果，输入计算机处理，由地质人员圈定不同品位的块段，分成不同的组。采矿人员分组装药，分别爆破。在每次爆破形成的矿堆上，插上不同颜色的旗子，以指导装运。他们认为这种方法能保证采矿质量，又控制了入堆矿石品位，还大大简化了取样工作量，把采矿和入浸矿石品位监控结合在一起，不搞重复劳动。