Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

При послойном вскрытии штабеля руды или концентрата отбор

проб производят из каждого слоя с учетом требований, указанных

выше при послойном опробовании.

В случае опробования руды и концентрата, находящихся в шта-

белях, с помощью канав или шурфов отбор точечных проб произво-

дят по стенкам последних.

При бурении штабеля руды или концентрата (для материалов

крупностью до 10 мм) точечные пробы отбирают с каждого метра

буровой скважины.

Рис. 3. Места отбора точечных проб при непрерывной загрузке материала

Произведение числа точечных проб, отобранных от отдельных

скважин, на число скважин должно быть не менее числа точечных

проб, вычисленных по формуле (3).

§ 6. Опробование движущихся материалов

Отбор пробы от материала во время его движения предпочти-

телен, так как может быть произведен с большей точностью, чем от

неподвижного материала.

На обогатительных фабриках материал передвигается самоте-

ком по наклонным желобам и трубопроводам либо с помощью раз-

личных транспортных устройств (конвейеров, насосов, пита-

телей).

Опробование материалов, находящихся в движении (сухих и в

виде пульпы), может быть произведено двумя основными методами:

выборочным и методом сечений.

Отбор пробы выборочным методом производится вручную, ме-

тодом сечений — как вручную, так и механическим путем.

Проба.

Проба

[Г7Г~~1

\:-::'--'->\

Проба У/У//////

Остаток

Проба

Выборочный метод применяется при погрузке или разгрузке

вагонеток или во время погрузки, разгрузки или транспортировки

материала перелопачиванием. В этом случае каждая определенная

лопата или вагонетка направляется непосредственно в пробу.

Наиболее распространенный и точный — метод сечений. Он за-

ключается в том, что некоторая часть потока движущегося мате-

риала непрерывно или периодически через равные промежутки вре-

мени отсекается в пробу.

Различают продольный и поперечный методы сечений (рис. 4).

Метод продольных сечений (см. рис. 4, а) заключается

в том, что поток материала делится на ряд отдельных струй, при

этом в пробу отводится це-

ликом и непрерывно одна

или несколько таких струй.

Метод продольных сечений

можно применять для отбо-

ра пробы измельченного и

однородного материала. В

этом случае также необхо-

димо учитывать явление се-

грегации, происходящее в

процессе передвижения ма-

териала и способствующее

увеличению неоднородности

продольных струй. При дви-

жении по желобу верхние

слои материала состоят пре-

имущественно из более

крупных кусков с малой плотностью, а ближе ко дну располага-

ются мелкие частицы.

При отборе проб методом продольных сечений необходимо, что-

бы все слои были представлены в пробе пропорционально содержа-

нию в них материала разной крупности.

Методом поперечных сечений (см. рис. 4, в) отбира-

ются одинаковые порции материала по всей ширине движущегося

потока через определенные и равные промежутки времени. На точ-

ность опробования методом поперечных сечений влияет неоднород-

ность потока в продольном направлении.

Пробы методом поперечных сечений отбираются ручным или ав-

томатическим способами. Основными недостатками ручного спосо-

ба опробования являются трудность равномерного по времени от-

бора отдельных порций, а также влияние субъективного фактора.

Поэтому для получения более надежных результатов желательно

использовать механические или автоматические способы отбора

проб.

Тем не менее ручное опробование до сих пор находит примене-

ние в основном на обогатительных фабриках небольшой произво-

дительности. При ручном опробовании применяют лопаты, ковши,

черпаки различной формы, ящики и др.

Рис. 4. Схема отбора материала методом

сечений:

а — продольным, б — поперечным

Опробуемый, поток руды

I \ I

При опробовании руды пробником-ковшом пересекают весь дви-

жущийся поток материала в поперечном направлении; если проб-

ник не охватывает всего потока, его перемещают попеременно в

разные слои потока.

Автоматическое опробование осуществляется пробоотборника-

ми, которые, в зависимости от принципа действия, подразделяются

на два типа: стационарные пробоотборники (сократители), непре-

рывно отсекающие часть материала в пробу в продольном направ-

лении потока, и механические пробоотборники, отбирающие пробу

в поперечном сечении всего потока, через определенные интервалы

времени.

Стационарные пробоотборники применяются для

мелкозернистых однородных материалов, при этом отбираемая

проба сокращается. К ста-

ционарным относятся труб-

чатые, желобчатые и струй-

чатые пробоотборники.

Наиболее простым явля-

ется трубчатый пробоотбор-

ник, представляющий собой

вертикальную стальную или

чугунную трубу, состоящую

из ряда секций. В каждой

секции установлена ворон-

ка, по которой движущийся

поток руды направляется на

находящийся в центре тру-

бы вертикальный отбойник,

разделяющий поток на две

равные части. Одна из них

по наклонной плите выводится из процесса в боковую трубу, дру-

гая — проходит в расположенную ниже воронку. Операция деле-

ния может повторяться.

Механические пробоотборники различаются для су-

хого материала и для пульпы. Они отличаются конструкцией отсе-

кателя и характером его движения: пробоотборники с прямоли-

нейным движением отсекателя (ковшовые с простым и сложным

движением ковша) и пробоотборники с вращающимся или качаю-

щимся отсекателем.

Цепной ковшовый пробоотборник с прос ты м

движением ковша (рис. 5) состоит из двух пар ведущих и

ведомых звездочек / и двух бесконечных роликовых цепей 2, к ко-

торым прикреплены один или два ковша-отсекателя 3. Цепи натя-

гиваются при помощи винтовых устройств. Пробоотборники с про-

стым движением ковша характеризуются степенью сокращения

опробуемого материала от 20 до 250.

Ковш, перемешаясь вместе с верхней частью роликовой цепи, пе-

ресекает поток руды по всей его ширине и отбирает пробу. При

Рис. 5. Цепной ковшовый пробоотборник с

простым движением ковша:

в — ширина ковша; L — расстояние между

центрами приводной и хвостовой звездочек;

R — радиус приводной звездочки

огибании приводной звездочки ковш переворачивается и проба вы-

сыпается в сборный бункер.

Масса отбираемой пробы

M=Qb

, (7)

где Ь

— ширина ковша-отсекателя, м; р

— число ковшей.

Число точечных проб отсечек в 1 ч

iV = 3600y/?

/L, (8)

где v — окружная скорость пересечения ковшом потока руды, м/с

о = 2я/?п

/60, (9)

где R — радиус колеса-звездочки, м; п

— частота вращения коле-

са-звездочки, мин

-1

; L — длина цепи пробоотборника, м.

Масса точечной пробы

= Mjn

= Qb

l3600v. 10)

Техническая характеристика цепных ковшовых пробоотборников

сыпучих материалов различных конструкций

Ширина между| стенками отсекателя, мм

Вместимость ковша, дм

Число отсечек в 1 ч

Длина хода, мм

Скорость движения отсекателя, мм/с . .

Мощность электродвигателя, кВт ....

Производительность по потоку опробуемого

материала, т/ч 750—800 —

Секторный пробоотборник — наиболее распространенный меха-

нический пробоотборник для сухих сыпучих материалов (рис. 6).

Он состоит из двух полых усеченных конусов 1 и 2, соединенных

своими основаниями. Верхний ко-

нус 2 имеет боковые воронки 3,

которые, вращаясь, пересекают

поток материала (движущегося

по желобу 5) и отбирают от него

пробу, которая через нижний ко-

нус 1 и патрубок 7 поступает в

приемник. Частота вращения от-

секателя подбирается таким об-

разом, чтобы кусок материала,

попавший на наклонную плос-

кость отсекателя, мог свободно

скользить вниз.

Частота отсечек проб зависит

от степени неоднородности мате-

риала. Пробы отсекаются тем ча-

ще, чем более неоднородный ма-

териал.

Механобр

26-ОП

250

1—12

2500

600

0,85

Южшахто-

проекта

75—300

—-

6—27

900—1300

158

0,7

Рис. 6. Секторный пробоотборник

Число отсечек в 1 ч

jV = 60m

n, (11)|

где т

— число секторов; п — частота вращения отсекателя, мин

-1

Масса пробы, которую могут отбирать секторные пробоотбор-

ники, определяется по формуле

= 2,78Q$m

, (12)-

где р — угол сектора опробователя, градус, т

— число секторов;

производящих отбор пробы.

§ 7. Опробование пульпы

Отбор пробы от потоков пульп обычно производится методом

поперечных сечений ручным и механическим способами.

Для опробования пульпы ручным способом применяются пробо-

отборники различных конструкций и форм.

Чаще всего при ручном отборе проб пульпы используется круж-

ка вместимостью 1 л со щелевидным носком шириной не менее

трехкратной величины максимального размера опробуемого мате-

риала. Отбор точечных проб пульпы кружкой следует произво-

дить на перепаде потока и добиваться постепенного заполнения

кружки через щелевидныи носок при равномерном пересечении

потока пульпы по всей его ширине.

Масса точечных проб должна быть не менее рассчитанной по>

формуле (1).

Рис. 7. Винтовой пробоотборник типа АП:

1 — отсекатель для горизонтального потока пульпы; 2 — каретка; 3 — направляющие;

4 — ходовой винт; 5 — ограничитель хода каретки; 6 — маточная гайкам 7 — ролики;

8 — электродвигатель

Минимальное число точечных проб, отбираемых от опробуемого

потока пульпы за контролируемый интервал времени, должно быть

не менее вычисленного по формуле

(13)

где t — коэффициент надежности опробования, равный квантилю

нормального распределения при заданном уровне доверительной ве-

роятности (при 95 %-ной доверительной вероятности, равной 1—2);

V — коэффициент вариации содержания компонента, %; б — допу-

скаемая погрешность опробования, которая может быть не менее

погрешности принятого ме-

тода химического анализа

определяемого компонен-

та, %•

Ручной отбор проб пульп,

находящихся в различных

емкостях (сгустителях, ча-

нах, отстойниках), произво-

дится методом вычерпыва-

ния специальными пробни-

ками-желонками. Пробник

сверху закрыт крышкой,

нижнее разгрузочное отвер-

стие— пробкой. При опро-

бовании пробник с за-

крытой крышкой погру-

жают в пульпу на необ-

ходимую глубину, затем

крышку приподнимают про-

волочной тягой, пробник

поднимают и пробу разгру-

жают через нижнее отвер-

стие в специальную емкость.

Этот способ опробования в

основном используется при

снятии остатков для состав-

ления балансов.

Механическое опробование основано на принципе поперечных

сечений потоков. Имеются несколько типов механических пробоот-

борников для опробования потоков пульп.

Винтовой пробоотборник типа АП (рис. 7) состоит из

каретки с укрепленным на ней ножевым отсекателем и ходового

винта, который получает вращение от электродвигателя. Каретка

приводится в движение от ходового винта и перемещается по на-

правляющим вправо и влево в зависимости от направления враще-

ния электродвигателя.

Длина хода каретки регулируется перестановкой ограничителей.

Автоматическое включение электродвигателя производится пуска-

телем от реле времени. При пересечении отсекателем потока мате-

Рис. 8. Пробоотбиратель вертикальный для

пульпы ПВП:

/ — полый вал; 2, 5 — фланцы; 3 — вертикаль-

ный корпус; 4 — сектор; 6 — шарикоподшип-

ник; 7 — приемник; 8 — концевой выключатель;

9 — редуктор; 10 — электродвигатель; 11 — щель

риала часть его, попадая во внутреннюю полость отсекателя, шлан-

гом отводится в сборник для пробы.

Пр обоотборник Механобра с электромеханическим ре-

ле времени характеризуется прямолинейным движением отсекате-

ля. Механизм включает каретку, которая перемещается по двум

параллельным направляющим, установленным на специальной

стойке.

Пр обоотбиратель вертикальный для пульпы

П В П (рис. 8) состоит из вертикального корпуса 3 и отбирающего

устройства, вращающегося в горизонтальной плоскости и пред-

ставляющего собой полый вал 1 с сектором 4. Электродвигатель

через редуктор приводит в реверсивное движение вал. Угол поворо-

та сектора 90°. Для реверсивного вращения электродвигателя при-

меняются концевые выключатели. В крайних положениях установ-

лены амортизаторы, предохраняющие сектор от ударов. Сектор

пересекает поток пульпы через заданные промежутки времени. Ото-

бранная порция пульпы через щель проходит в сектор и далее по

полому валу попадает в приемник для пробы.

§ 8. Подготовка проб

Отобранные пробы в зависимости от их назначения проходят

предварительную подготовку и разделку по схеме, включающей не-

сколько стадий обработки, состоящей из следующих операций:

дробление, перемешивание и сокращение с доведением массы про-

бы до минимально необходимой (рис. 9).

Точность результатов опробования зависит как от правильно-

сти отбора пробы, так и от метода ее дальнейшей обработки.

Выбор числа стадий подготовки, и соответственно I стадии, пол-

ностью зависит от размера максимального куска в объединенной

пробе.

Сокращение объединенной пробы на различных стадиях ее

подготовки в зависимости от категории однородности руды или

концентрата производят до минимальных масс, указанных в

табл. 2.

Таблица 2

Зависимость минимальной массы т^ (кг) пробы от категории

однородности руды или концентрата

Категория однородности руды

или концентрата

Весьма однородная (до 13 кг)

Однородная (св. 13 до 20 кг)

Среднеоднородная (св. 20 до

33 кг)

Неоднородная (св. 33 кг)

Коэффи-

циент

0,06

0,10

0,15

0,20

Максимальный размер куска, мм

до 25

(I стадия)

100

125

до 12

(II стадия)

ДО 4

(III стадия)

1,0

2,0

2,5

3,5

ОБЪЕДИНЕННАЯ ПРОБА РУДЫ

Подсушка (при необходимости)

/ стадия

Дробление да 25 мм

-г

Перемешивание

Сокращение

Л стадия

Дробление 12 мм

Перемешивание

1( Остаток

Дробление до 4 мм

Грохочение

+4 мм

Ш стадия

Перемешивание

Сокращение

\ Сокращение

~~^__ Не менее 1 8 кг }

1 Перемешивание Остаток

\ —т^—

Деление на 4 пробы по 2 кг

I '. для определения влаги

\-4мм \ в руде

~) Остаток

Измельчение до 1,5(1 мм)

JY стадия

Грохочение

\ +1,5 (1мм) \1~1,5(-1мм)

Перемешивание

ОБЪЕДИНЕННАЯ ПРОБА КОНЦЕНТРАТА

Ид к

paL

'щение

Остаток

| Доизмельчение до 0,1 мм

I ~ ~" ТроТо ч~ёнйе~1 f "

0,1мм 11-0,1 мм

Перемешивание

\не менее If

1,5 кг Остаток

Окончательная

стадия

_Пер£мешивание

^нение_на_3_пробь^ jw 0,5кг

для определения благи в кон-

центрате

Деление на пробы для определения химического состава

(число проб уотанавливается~п^е~класова"нию)

Рис. 9. Принципиальная схема подготовки проб

Минимальную массу пробы, полученной после сокращения,

вычисляют по формуле

та = kd

max'

(14)

где k — коэффициент, зависящий от однородности руды или кон-

центрата, выбираемый по таблице; d

max

— размер максимального

куска в пробе, мм.

Из объединенной пробы руды после дробления ее до крупности

12 мм, тщательного перемешивания шпателем или пятикратного

пересыпания в закрытом сосуде выделяют четыре пробы массой

по 2 кг каждая для определения влаги. Две пробы используют для

анализа, а две другие хранят в герметически закрытых сосудах на

случай повторных анализов. Для определения содержания влаги

из объединенной пробы тонкозернистых материалов (концентра-

тов) выделяют три пробы массой 0,5 кг каждая при первом сок-

ращении.

Пробы продуктов, содержащих значительное количество вла-

ги, перед подготовкой предварительно обезвоживаются и сушатся.

Сушка производится в сушильных шкафах при температуре не

превышающей 100 °С во избежание потерь в результате пережога

проб.

Дробление материала проб крупностью 25—70 мм производит-

ся в щековых дробилках. Более крупные куски руды дробятся

вручную на специальных стальных плитах размером от 750x750

до 1500X2000 мм при толщине 50—75 мм.

Для дробления материала крупностью 10—30 мм предназначе-

ны валковые дробилки, для более тонкого измельчения использу-

ются дисковые и вибрационные истиратели, а также лабораторные

шаровые мельницы.

Перемешивание. Перед каждой операцией сокращения

пробы необходимо тщательно перемешивать, так как от этого в

значительной степени зависит точность дальнейших определений.

Существуют несколько способов перемешивания.

Перемешивание проб массой 100 кг и более производят пере-

лопачиванием или методом кольца и конуса, перемешивание проб

меньшей массы — перелопачиванием или перекатыванием на гиб-

кой, плотной, гладкой подстилке.

Способ перелопачивания заключается в том, что двое рабочих

перебрасывают пробу в другое место, становясь с двух противо-

положных сторон кучи и перебрасывая материал с лопаты пооче-

редно. Эту операцию нужно повторить несколько раз.

Способ кольца и конуса осуществляется на площадке

с гладкой поверхностью, лучше всего на металлических листах или

плитах.

Материал пробы первоначально раскладывают в кольцо и за-

тем пересыпают в кучу конической формы, для чего двое рабочих

с лопатами становятся с противоположных сторон кольца и пооче-

редно забрасывают материал с лопаты в середину кольца. Пере-

мещаются они так, чтобы постоянно оставаться на противополож-

ных сторонах кольца. При этом для уменьшения влияния сегрега-

ции необходимо забирать весь материал в каждом пункте кольца

целыми секторами, включающими как крупный, так и мелкий ма-

териал. После того как материал собран в конус, его разворачи-

вают при помощи специальной доски, вдавливая ее в вершину и

вращая вокруг оси конуса до образования плоского диска. Полу-

ченный диск снова пересыпают в кольцо и повторяют процесс пе-

ремешивания указанным способом несколько раз.

Способ перекатывания заключается в том, что проба

перекатывается несколько раз, по клеенке, для чего берут клеенку

за противоположные по диагонали углы и перемешивают находя-

щуюся пробу последовательным поднятием и опусканием их. Этот

способ обычно применяют для мелкого материала массой не более

25 кг, для крупного материала он непригоден из-за явлений сег-

регации.

Способ просеивания заключается в просеивании про-

бы через сито с диаметром отверстий, в 2—3 раза большим раз-

мера наиболее крупных зерен. Операцию просеивания повторяют

несколько раз. Этот способ применим для небольшого количества

мелкого материала.

Механическое перемешивание проводят в специаль-

ных аппаратах-смесителях и также для этих целей можно исполь-

зовать лабораторные мельницы.

Сокращение. При разделке проб последующей операцией

после перемешивания является сокращение пробы.

Сокращение может производиться ручным или механическим

путем.

В практике для сокращения материала применяют следующие

способы: квартование, квадратование, сокращение при помощи

делителей и др.

Способ квартования. Перемешанный материал, находя-

щийся в штабеле конической формы, разравнивают в плоский

диск небольшой равномерной толщины. После чего образованный

диск делится двумя взаимно перпендикулярными бороздами на

четыре сектора. Два противоположных сектора соединяют, обра-

зуя сокращенную пробу, а два других сектора отбрасывают.

Для разделения диска на сектора пользуются доской или же-

лезной пластиной, а лучше использовать крестовину, специально

изготовленную из дерева или листового железа. При проведении

операции сокращения крестовину необходимо вдавливать в опро-

буемый материал, пока она не коснется поверхности, на которой

производится сокращение. Затем два противоположных сектора

отбрасываются, крестовина убирается, а оставшиеся два сектора

смешивают и образуют сокращенную пробу.

Способ квартования является наиболее распространенным ме-

тодом сокращения. Масса опробуемого материала для примене-

ния этого способа сокращения не должна превышать 50 кг.

К преимуществам способа квартования относятся отсутствие

дорогого оборудования, возможность применения к рудам всех

типов, удобство наблюдения за опробуемым материалом.

Способ квадратования заключается в том, что пробу

тщательно перемешивают и разравнивают на чистом гладком ли-

сте в виде тонкого слоя одинаковой толщины. Затем слой делят

на равные квадраты, после чего из каждого квадрата отбирают

небольшие порции по всей толщине слоя материала. Отдельные

порции объединяют с получением средней пробы. Если проба ока-

залась большой, операцию сокращения повторяют.

Этот способ применяется при окончательном сокращении про-

бы при подготовке ее к химическому анализу.