Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

Н. М. БАЗАНОВА, А. В. КУРОЧКИНА

ОПРОБОВАНИЕ

И КОНТРОЛЬ

ПРОЦЕССОВ

ОБОГАЩЕНИЯ

ДОПУЩЕНО

УПРАВЛЕНИЕМ КАДРОВ И УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

МИНИСТЕРСТВА ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ СССР

В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ДЛЯ ТЕХНИКУМОВ

ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

МОСКВА «НЕДРА» 1983

УДК|622.7.09:622.342/,349](07)

Базанова Н. М., Курочкина А. В. Опробование и контроль процес-

сов обогащения. Учеб. пособие для техникумов М., Недра, 1983,103 с.

Описаны методы и аппаратура, используемая на современных обо-

гатительных фабриках цветной металлургии при опробовании исход-

ного сырья и продуктов {обогащения, а также при контроле техноло-

гического процесса. Рассмотрены применяемые системы автоматиче-

ского контроля процессов обогащения. Приведены методики состав-

ления технологического и товарного балансов металлов в зависимости

от числа полезных компонентов (металлов), содержащихся в руде, и

числа получаемых в результате обогащения окончательных продук-

тов.

Для учащихся техникумов цветной металлургии.

Табл. 8, ил. 46, список лит. — 19 назв.

Рецензенты: д-р техн. наук В. 3. Козин (СГИ), инж.

Л. В. Шумилова (Читинский горный техникум)

2505000000—251

043 (01)—83

ПРЕДИСЛОВИЕ

В решениях XXVI съезда КПСС особое внимание уделяется ка-

честву и эффективности производства и комплексности использова-

ния сырья. Современные обогатительные фабрики ежегодно пере-

рабатывают миллионы тонн полезных ископаемых. С каждым го-

дом совершенствуется техника обогащения, создаются новые тех-

нологические схемы, новое более производительное оборудование,

осваиваются различные виды полезных ископаемых и повышается

извлечение из них ценных компонентов.

В связи с этим возрастает значение опробования и контроля

технологических процессов на обогатительных фабриках, а также

количественного и качественного учета исходного сырья и получае-

мых в результате его обогащения продуктов.

Современной тенденцией на обогатительных фабриках являет-

ся более полная автоматизация контроля и регулирования техноло-

гического процесса.

Автоматизация контроля обеспечивает повышение производст-

венных показателей и улучшает техническую культуру производст-

ва, является первым шагом на пути к автоматизации управления

и должна способствовать повышению производительности

труда.

Кроме того, в последние годы в обогатительной практике ис-

пользуются статистические методы обработки результатов экспери-

ментов, которые позволяют установить зависимости и закономерно-

сти, существующие между отдельными факторами, влияющими на

процесс обогащения, а также выявить узкие места в работе пред-

приятия и наметить пути по их устранению.

Успешная работа обогатительных фабрик во многом зависит от

знания и правильного ведения технологических процессов, а систе-

матическое опробование и контроль позволяют осуществлять пра-

вильную, объективную оценку эффективности процесса обогащения.

В связи с этим необходимо постоянно повышать уровень образова-

ния и квалификации трудящихся, осуществлять необходимые ме-

1*(0,5) Зак. 92 3

ры по подготовке высококвалифицированных специалистов и рабо-

чих и переподготовке кадров с учетом внедрения новой техники и

улучшения организации труда.

Одно из условий успешной подготовки кадров — обеспечение

учебной литературой. Настоящая книга является учебным посо-

бием для учащихся техникумов цветной металлургии и может быть

полезна для повышения квалификации рабочих обогатительных

фабрик.

Глава I

ОПРОБОВАНИЕ РУД И ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ

§ 1. Общие сведения

Обогащением полезных ископаемых называется совокупность

технологических процессов переработки ископаемого сырья (руды)

с целью выделения одного или нескольких промышленно-ценных

продуктов, имеющих повышенное содержание полезних компонен-

тов, без изменения их химического состава.

При обогащении полезних ископаемых получают следующие

продукты: концентрат — продукт с преобладающим содержанием

в нем ценного компонента; хвосты — продукт с преобладающим со-

держанием пустой породы и промежуточные продукты — с преоб-

ладающим содержанием сростков полезных компонентов с минера-

лами пустой породы, которые требуют дальнейшей доводки.

Качество полезного ископаемого характеризуется его свойства-

ми, на основании которых можно отличить готовый продукт (кон-

центрат) и отходы переработки (хвосты) от исходного сырья. К та-

ким свойствам можно отнести содержание металла и примесей, гра-

нулометрический состав, электромагнитные свойства и др.

При обогащении различают отдельные процессы, которые в за-

висимости от их назначения можно подразделить на подготовитель-

ные, основные, вспомогательные и производственного обслужи-

вания.

Назначение подготовительных процессов — подготовка исход-

ного сырья (руды) к обогащению. К ним относятся дробление, из-

мельчение, грохочение и классификация.

Основными операциями являются собственно операции обога-

щения — все виды концентрации, основанные на различии свойств

разделяемых компонентов ископаемого сырья.

Вспомогательные процессы включают обезвоживание продук-

тов, получаемых в процессе обогащения (сгущение, фильтрование,

сушка).

Процессы производственого обслуживания применяются для

обеспечения стабильности и непрерывности технологического про-

цесса. К ним относятся внутрифабричный транспорт, энерго-, водо-,

воздухоснабжение, автоматизация, контроль и опробование техно-

логического процесса.

Результаты обогащения ископаемого сырья характеризуются

следующими показателями: содержанием полезных компонентов в

исходном сырье и продуктах обогащения, выходами продуктов обо-

2 Зак. 92 5

гащения, извлечением полезных компонентов в продукты обогаще-

ния, эффективностью обогащения.

Для оценки эффективности обогащения осуществляются коли-

чественный учет и качественный контроль основных продуктов и

исходного сырья, а также технологический и общетехнический конт-

роль подготовительных, основных и вспомогательных операций.

Путем систематического и полного опробования исходного сы-

рья и получаемых из него продуктов можно правильно осуществить

контроль производственного технологического процесса и организо-

вать учет работы предприятия.

§ 2. Факторы, влияющие на опробование

Опробованием называется совокупность операций, связанных с

отбором и обработкой проб с целью изучения и исследования со-

става и свойств материала, от которого отобрана проба.

Правильным можно считать такой метод опробования, при кото-

ром некоторая небольшая часть материала, называемая пробой, по

своим физическим свойствам и вещественному составу соответст-

вует среднему составу всей массы опробуемого материала.

Поэтому основными факторами, влияющими на опробование,

являются состав, свойства и физическое состояние опробуемого ма-

териала (содержание полезных компонентов, крупность, влажность,

плотность и др.), а также назначение отбираемой пробы, необходи-

мая точность и достоверность получаемых в результате опробова-

ния данных.

Различают следующие пробы:

химические — отбираются с целью определения в них содержа-

ния полезных компонентов и примесей;

минералогические — отбираются с целью изучения веществен-

ного состава, определения рудных минералов и вмещающих пород,

их вкрапленности, структурных и текстурных особенностей;

для определения гранулометрической характеристики — отби-

раются для контроля продуктов дробления и измельчения;

для определения влажности — отбираются от руды и концентра-

тов для составления материального баланса, а также контроля

технологического процесса фильтровальных и сушильных от-

делений.

В зависимости от цели и способа опробования проба может быть

отобрана за один или несколько приемов.

Частная, или точечная, проба отбирается из одной точки (ме-

ста) опробуемой партии или путем отсечки от потока движущегося

материала. Подпроба составляется из частных проб, отобранных от

части партии или потока. Общая, или объединенная, проба состав-

ляется из всех частных проб или подпроб, отобранных от партии

или потока.

Отобранные пробы должны быть представительными, т. е. в

максимальной степени характеризовать материал, подвергавшийся

опробованию.

§ 3. Масса пробы

Основное условие для получения точной представительной про-

бы — определение ее массы.

Масса пробы зависит от массы опробуемой партии, крупности

материала, его однородности, содержания и вкрапленности полез-

ных компонентов. Поэтому прежде чем приступить к отбору проб,

необходимо определить: массу партии (потока); размер максималь-

ного куска; массу точечной пробы; число точечных проб; период от-

бора точечных проб; массу объединенной пробы; коэффициент ва-

риации содержания компонента; точки отбора точечных проб.

Массу партии из отдельных транспортных емкостей, входящих

в состав партии, устанавливают взвешиванием или на основании со-

проводительных документов.

Размер максимального куска опробуемого материала определя-

ют визуально для установления точечной пробы. За размер макси-

мального куска принимают размер кусков, содержание которых в

опробуемом материале составляет не менее 5 % (или размер от-

верстия сита, на котором остается около 5 % отсеваемого материа-

ла по массе).

Массу тмех (кг) точечной пробы, отбираемой с помощью меха-

нического пробоотборника из потока движущегося материала, вы-

числяют по формуле

Qb /ЗбООу, (1)

где Q — производительность по опробуемому потоку материала,

т/ч; Ъ — ширина щели пробоотсекающего устройства (ковша, лот-

ка, ножа) по направлению движения потока материала, мм; v —

скорость движения пробоотсекающего устройства, м/с.

Масса точечной пробы при отборе вручную в зависимости от

максимального размера куска руды должна быть не менее ука-

занной:

Размер максимального куска, мм До 1 До 10 До 50

Масса точечной пробы, кг, не менее 0,1 1,0 2,0

Минимальное число точечных проб N устанавливают в соответ-

ствии с массой партии М и коэффициентом вариации V содержа-

ния компонента. N должно быть не менее вычисленного по формуле

N = 0,075V Ум. (2)

Число точечных проб п, отбираемых из одной транспортной ем-

кости при опробовании партии, состоящей из нескольких примерно

одинаковых транспортных емкостей,

n = Nla, (3)

где а — число транспортных емкостей, в которые погружена пар-

тия опробуемой руды или концентрата.

При различной грузоподъемности Mi (т) транспортных емко-

стей, входящих в партию, число точечных проб в отдельной ем-

кости

щ = М^}М. (4)

2* Зак. 92 7

Период отбора точечных проб Т (мин)

T=№M/QN. (5>

Число точечных проб N вычисляется по формуле (2).

Массу объединенной пробы определяют как произведение мас-

сы точечной пробы на число точечных проб, отбираемых от партии..

§ 4. Методы отбора проб

Существуют два основных метода отбора проб: ручной и меха-

низированный.

Выбор метода отбора проб зависит от того, находится ли опро-

буемый материал в неподвижном состоянии или в состоянии дви-

жения. При опробовании неподвижного материала используются в

основном ручные методы. При опробовании движущихся материа-

лов наряду с ручными применяются также и механические методы..

Метод отбора и расположение точек отбора точечных проб уста-

навливают в зависимости от характеристики опробуемого материа-

ла, места и вида его расположения.

В случае опробования большой массы материала важно вы-

брать правильный метод опробования с тем, чтобы предотвратить

погрешности, связанные с неоднородностью материала и явлением

сегрегации.

§ 5. Опробование неподвижных масс материала

В случае опробования неподвижных сыпучих масс материала

применяются в основном ручные методы отбора проб.

В зависимости от крупности руды отбор пород производится

следующими способами.

Метод опробования щупами. От руд и концентратов с

зернами размером менее 10 мм при опробовании из штабелей, же-

лезнодорожных вагонов, бункеров и других емкостей в случае, ес-

ли материал не слежался и не спрессовался, проба отбирается щу-

пом с обязательным погружением его на всю глубину опробуемого

материала.

Простейший щуп представляет собой отрезок трубы, один конец

которой имеет заостренные края, а другой снабжен рукояткой.

Щуп вдавливают вертикально до дна или до требуемой глуби-

ны в опробуемую массу равномерными толчками. Чтобы труба за-

полнилась материалом, щуп поворачивают. Затем его вытаскивают

и опрокидывают.

Щуп с прорезом представляет собой также отрезок трубы, один

конец ее имеет конический наконечник, другой снабжен попереч-

ным патрубком, сквозь который проходит короткая рукоятка.

Вдоль трубы имеется прорез с несколько отогнутым краем. Размер

прореза составляет не менее трехкратного размера максимально-

го куска опробуемого материала. Его также погружают до дна

опробуемой массы и поворачивают для заполнения трубки опро-

буемым материалом.

Удобнее двойной щуп, состоящий из'двух труб, которые входят

одна в другую. Обе трубы имеют продольные прорезы и ручки ''на

одном конце. Другой конец внешней трубы разделан копьем. Внут-

ренняя труба может поворачиваться относительно внешней, благо-

даря чему прорез открывается и закрывается.

Щуп погружают толчками в опробуемую массу в закрытом со-

стоянии, поворотом внутренней трубы прорез открывают, вращени-

Рис. 1. Совок для ручного отбора проб Рис. 2. Размещение точек при отборе

проб из железнодорожных вагонов

ем рукоятки внешней трубы щуп заполняется опробуемым материа-

лом, затем прорез снова закрывают и щуп извлекают.

Meтод вычерпывания. В массе руды и концентрата с кус-

ками размером менее 50 мм, расположенных равномерным слоем,

в намеченных точках выкапывают лунки глубиной 0,2—0,4 м. Вдоль

стенки лунок снизу вверх по прямой линии совком (рис. 1) отбира-

ют точечную пробу в один прием и ссыпают ее в соответствующее

ведро или другую тару с крышкой. Причем материал с совка не

должен ссыпаться обратно в лунку. Не допускается брать пробу

со дна лунки.

В зависимости от максимального размера куска определяется

масса точечной пробы и выбирается соответствующий размер сов-

ка (табл. 1).

Таблица 1

Зависимость массы точечной пробы и размеров совка

от размера максимального куска

Максимальный

размер куска,

мм

До 50

» 10

» 1

Масса то-

чечной

пробы, кг

2,0

1,0

0,1

150

100

Размер, мм

120

130

Отбор проб из железнодорожных вагонов.;-и

других транспортных емкостей. Отбор проб от руды- и

концентрата, погруженных в железнодорожные вагоны, произво-

дят с учетом крупности. Число точечных проб, приходящихся на

отдельный вагон, определяют согласно формулам (2) и (3).

Точки отбора точечных проб от руды и концентрата, погружен-

ных в вдгоны равномерным слоем, размещают в соответствии с

рис. 2 (на расстоянии не менее 0,5 м от борта вагона).

При расположении материала конусами его рекомендуется

предварительно разровнять, после чего наметить точки отбора то-

чечных проб. Если материал разровнять невозможно, места отбора

точечных проб должны располагаться на 7з,

/з высоты и у основа-

ния конуса.

Отбор проб от руды и концентрата, загружаемых в баржи и

склады, производится следующим образом.

1. При погрузке и разгрузке судна, баржи и склада с помощью

периодически заполняемого и опорожняемого погрузочного устрой-

ства (грейфера, ковша, опрокидывающейся вагонетки и т. п.) то-

чечные пробы отбирают вручную без образования лунки от опреде-

ленного числа сосудов (например, от каждого сосуда).

Число рабочих циклов, через которые следует отбирать точеч-

ные пробы,

у =-- M[M

N, (

)

где М

— масса материала в объеме погрузочного устройства, т.

2. При непрерывной погрузке руды или концентрата на суда,

баржи и склады в виде конуса точечные пробы отбирают по мере

наращивания последнего конуса, а именно при загрузке 7з массы

конуса отбирают 7з числа точечных проб, установленного по фор-

муле (2).

После загрузки

конуса отбирают еще 7з и после образования

конуса оставшуюся 7з точечных проб.

Места отбора точечных проб должны располагаться по трем об-

разующим конуса, расположенным под углами 120°. Эти образую-

щие для каждого последующего слоя должны смещаться относи-

тельно друг друга на угол 40° (рис. 3).

Отбор проб руды или концентрата из штабелей

производят при невозможности опробования материала в процессе

перегрузки.

При отборе проб от материала, находящегося в неподвижном

состоянии, необходимо, учитывая высоту штабеля, выбрать наибо-

лее рациональный вариант.

При высоте штабеля не менее 1,5 м всю поверхность штабеля

или его части разбивают на квадраты, число которых должно быть

равно числу точечных проб. Отбор точечных проб производят из

середины квадрата, с учетом крупности материала.

Опробование руды и концентрата, находящихся в штабелях вы-

сотой более 1,5 м, производят способами, обеспечивающими равно-

мерный отбор точечных проб из всего объема опробуемого мате-

риала,— перемешиванием грейфером, вскрытием по слоям, образо-

ванием канав и шурфов или бурением.

При перемешивании руды или концентрата грейфером точечные

пробы отбирают, как указывалось в п. 1.