Апатитские ученые научились предсказывать судьбу месторождения с помощью математических методов — Naked Science
31 июля
Кольский научный центр РАН КНЦ РАН
1

Апатитские ученые научились предсказывать судьбу месторождения с помощью математических методов

4.5

Специалисты из Кольского научного центра придумали способ предсказания свойств рудных минералов по химическому составу горных пород, что облегчает задачу определения их минерального состава.

Апатитские ученые научились предсказывать судьбу месторождения с помощью математических методов / ©Пресс-служба КНЦ

Статья опубликована в журнале OreGeologyReviews. Возможно, у вас есть собственное месторождение. А значит, вы наверняка хотите знать, что там, под земной поверхностью. Возможно, вы даже «заглянули» в недра разведочными скважинами, но что они вам покажут кроме химического состава горных пород? Массово определять минеральный состав, а тем более, свойства минералов, выяснять их взаимоотношения – не так-то просто.

А добывать надо не абстрактные химические элементы, а конкретные минералы. Суть нового метода ученых Кольского научного центра заключается в нахождении корреляционных связей (шаг 4 на рисунке) между химическим составом пород и параметрами рудных минералов, которые требуются для правильной настройки технологии переработки руд и управления качеством минеральных концентратов – конечных продуктов горно-обогатительных фабрик.

Описание метода / ©Пресс-служба Кольского научного центра

Далее найденные корреляции применяются к массовому опробованию месторождения (шаги 5–8), объемы которого на 2-3 порядка больше, чем тонких минералогических исследований либо к опробованию рудопотока (шаги 9–11), чтобы получать минералого-технологическую информацию в режиме реального времени. Ядро предлагаемого подхода — нахождение связей между «дешевой/быстрой» и «дорогой/медленной» информацией. Современный уровень развития математической статистики и вычислительной техники позволяет находить эти связи с помощью продвинутых методов машинного обучения.

Для того, чтобы выяснить, какой метод лучше справится с этой задачей, ученые устроили соревнование между разными методами машинного обучения: искусственными нейронными сетями, мультивариативной адаптивной регрессией сплайн (МАРС), случайными лесами, а также множественной регрессией. Лучшим методом оказался МАРС.

С его помощью ученым удалось предсказать свойства рудных минералов Ковдорского бадделеит-магнетит-апатитового месторождения: содержание циркония, тантала, ниобия, скандия и гафния в бадделеите, титана, алюминия, марганца, магния, ванадия и железа в магнетите, стронция, фосфора и редкоземельных металлов в апатите, а также средний размер зерен этих минералов, вероятность наличия включений ильменита и шпинели в магнетите и срастания пирохлора с бадделеитом. Качество предсказания составило от 72 до 98 процентов.

Результаты этого соревнования определялись по совпадению предсказанных и реальных значений. Это совпадение детерменировано с помощью коэффициента корреляции. Соревнование заключалось в определении разницы между коэффициентами корреляций, полученных разными методами для разных переменных.

Перечисленные параметры необходимы для понимания качества концентрата, произведенного из руды и сложности обогащения. Например, технология производства стали на Череповецком металлургическом комбинате требует, чтобы содержание оксида магния в сырье (магнетитовом концентрате) было от 2 до 5 процентов. Если оно будет меньше, металлургам приходится добавить магний в шихту. Если больше, сталь получится низкого качества.

Апатитовый концентрат – сырье для производства удобрений – не должен содержать примеси пирохлора, который содержит радиоактивные элементы и тяжелые металлы. Бадделеит Ковдорского месторождения, помимо циркония, содержит в себе скандий и гафний, и если появится экономически оправданная возможность извлекать их, Россия станет мировым лидером на рынке этих металлов.

На основе этого подхода сейчас разрабатываются технологиитрехмерного минералого-технологического моделирования. Этот метод будет применен для разработки новых методов обогащения апатитовых руд в лаборатории, создаваемой Кольским научным центром в сотрудничестве с ПАО «ФосАгро». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Вчера, 16:17
Sergei Sobol

В 80-х годах прошлого века японская автомобильная компания Honda выпустила в продажу складной мопед Motocompo. У него складывались руль, сиденье и подножки, превращая мопед в относительно небольшой прямоугольный «чемодан», позволяющий ему помещаться в багажнике малолитражного автомобиля.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

21 сентября
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

02.08.2021
-
0
+
Ссылка "сырье для производства удобрений" ведет на "отработавшее ядерное топливо". Редактор жёсткий тролль))
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: