Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

металла в каждом концентрате за декаду или месяц на содержание

того же металла в переработанной руде за тот же период и умно-

жением частного на 100.

§ 4. Учет механических потерь и продуктов

незавершенного производства

Механические потери на обогатительных фабриках слагаются

из потерь концентратов и материала при переливах пульпы с ма-

шин, транспортировке, в сливах сгустителей и фильтров, при выпу-

ске пульпы из аппаратов.

Потери, связанные со сливами сгустителей и фильтров при систе-

матическом опробовании их на содержание твердого и металлов

в нем, определяются довольно точно.

Потери, связанные с неполадками в технологическом процессе,

переливы пульпы, выпуск материала из аппаратов определяются

приблизительно с учетом объема выпущенных материалов, плотно-

сти и содержания в них металла.

Учет части механических потерь бывает связан с местными усло-

виями и универсальных методов для них не может быть предло-

жено.

Учет незавершенного производства и остатков руды на начало

и конец отчетного периода определяется: маркшейдерскими заме-

рами руды, поступившей с рудников и не подвергшейся измельче-

нию в мельницах, с определением содержания металлов в ней по

специально отбираемым пробам или по данным поставщиков или

расчетам по фабричному опробованию; маркшейдерскими замера-

ми концентратов, не принятых ОТК, полупродуктов и других ме-

таллсодержащих материалов, находящихся на промежуточных

складах, в отстойниках или других емкостях, с отбором и анализом

специальных проб этих остатков или по результатам ежемесячного

накопительного учета; количеством металла в промпродуктах, чер-

новых и готовых концентратах, находящихся в сгустителях, по спе-

циальной методике и инструкции.

Драгоценные металлы или компоненты-спутники, не выделяе-

мые в отдельные концентраты, учитываются в товарном балансе

металлов по содержанию их в руде и продуктах обогащения на ос-

новании анализа среднесуточных или средних пятидневных или де-

кадных проб, составленных из дубликатов сменных проб.

В товарном балансе металлов суммарное количество перерабо-

танной руды и остатков незавершенного производства на начало от-

четного периода и количество металлов в них должны быть равны

сумме количества товарных концентратов и других реализуемых ме-

таллсодержащих продуктов, остатков незавершенного производства

на конец отчетного периода, хвостов и учтенных механических по-

терь и металлов в них.

Если при составлении товарного баланса металлов обнаружи-

вается неравенство количества металлов в переработанном сырье

(руда, продукты незавершенного производства и др.) и полученных

продуктах обогащения (концентраты, хвосты, продукты незавер-

шенного производства, механические учтенные потери), то руковод-

ствуются следующими положениями:

недостача металла в продуктах обогащения до --2 % корректи-

руется пропорциональным изменением содержания его в исходной

руде (снижением) и отвальных хвостах (повышением);

избыток металла в продуктах обогащения до -f-2 % относится

на повышение содержания его в руде;

при разрыве баланса свыше +2 %, а также при постоянном зна-

ке разрыва баланса металла в течение трех месяцев подряд главным

инженером предприятия назначается специальная комиссия для

проверки правильности определения исходных данных для состав-

ления товарного баланса металлов, по рекомендациям которой кор-

ректируется баланс металлов и намечаются мероприятия по устра-

нению причин разрыва баланса.

Товарное извлечение металлов в концентраты в балансе метал-

лов с начала года определяется делением содержания металлов в

товарном концентрате с начала года на содержание того же ме-

талла в переработанной руде с начала года.

Показатель товарного извлечения с начала года независимо от

равенства или неравенства с технологическим извлечением коррек-

тировке не подлежит.

Квартальные, полугодовые и годовые товарные балансы ме-

таллов составляются по данным накопленных товарных балансов

металлов.

Гл ава V

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МИНЕРАЛОВ

И РУД

§ 1. Определение объемной массы

и пористости руды

Для контроля технологического процесса и обогатительных ап-

паратов необходимо знание плотности и насыпной массы, удельной

поверхности и других физических характеристик отдельных мине-

ралов, входящих в состав руды, и самой руды в целом. Так, знание

плотности минерала и руды необходимо при определении и контро-

ле гравитационных методов.

Знание удельной поверхности весьма полезно при изучении опе-

раций измельчения, так как работа дробления прямо пропорцио-

нальна вновь образованной поверхности.

Для определения объемной или насыпной массы берется любой

тарированный сосуд объемом V и массой Р

. Сосуд наполняется

материалом до краев при встряхивании сосуда (постукивание дном

о стол). Избыток материала удаляется сверху линейкой или стек-

лянной палочкой, а сосуд взвешивается. Масса сосуда с материа-

лом — Pj. Тогда объемная масса

A = (P

)/V.

Пористость материала

Б = (б — Д)/б,

где б — плотность материала, г/см

§ 2. Определение плотности руды

Плотность определяют взвешиванием куска руды сначала в воз-

духе, а затем в воде. Погрешность взвешивания допускается 0,01 —

0,022, что обеспечивается использованием аналитических весов.

Плотность подсчитывается по формуле

б = т]{т — т

где т и Ш\ — масса куска в воздухе и воде, г.

При массовом определении плотности кусков для ускорения

взвешивания можно воспользоваться квадрантными весами Марго-

лина (рис. 22). Устроены они следующим образом: на правом плече

рычага подвешены две чашки. Нижняя из них в процессе работы

находится в воде, налитой в сосуд. Масса чашек уравновешивается

контргрузом, помещенным на левом плече.

Плотность определяется взвешиванием куска на верхней чашке.

Масса куска определяется по шкале. После этого образец перено-

сят на нижнюю чашку, предварительно с помощью щипцов его дер-

Рис. 22. Схема квадрантных весов Марголина

жат в воде для удаления с поверхности пузырьков воздуха. При

погружении в воду кусок теряет часть своей массы, в результате че-

го левое плечо рычага опускается вниз и стрелка на конусе рычага

показывает на шкале массу куска в воде.

§ 3. Определение плотности порошка с помощью

пикнометра или мерной колбы

Точность определения зависит от чистоты пикнометра и удале-

ния воздуха из воды и порошка. Пикнометр промывают сначала

горячей смесью бихромата калия с серной кислотой, затем водопро-

водной и дистиллированной водой, высушивают и взвешивают. За-

тем пикнометр наполняют до метки дистиллированной кипяченой

водой из бюретки и снова взвешивают. Пикнометр снова высушива-

ют, высыпают в него навеску материала 5—10 г и с материалом

снова взвешивают. После этого пикнометр доливают примерно на

две трети кипяченой дистиллированной водой, поворачиванием

и встряхиванием удаляют воздух из порошка до прекращения вы-

деления пузырьков и (при точных определениях) помещают в ва-

куум-эксикатор для полного удаления воздуха и полного смачива-

ния порошка. Если при встряхивании вынутого из эксикатора пик-

нометра не наблюдается выделение воздуха, его доливают водой до

метки и еще раз взвешивают.

Плотность рассчитывается по формуле

6= (А-В)7ж/[(С--£)-(£>-£)],

В я А — масса сухой колбы и масса сухой колбы с материалом,

г; С и D — масса колбы с водой и с материалом, г; у

— плотность

воды при температуре опыта.

§ 4. Определение степени измельчаемости руды

Степень измельчаемости руды является относительной величи-

ной, так как измельчаемость данной руды определяют в сравнении

с другой, принятой за единицу. Знание степени измельчения необхо-

димо при сравнении работы измельчптельных агрегатов или отде-

лений измельчения, работающих на разных рудах, и для проектиро-

вания фабрик при выборе аппаратуры.

Определение степени измельчения проводится двумя способами.

В первом случае сравниваемые руды дробятся до крупности

—3 мм, затем отсевается мелочь размером —0,10 мм. Навески ма-

териала класса —3 +0,10 мм измельчаются в шаровой мельнице

при одинаковых условиях в течение различного времени: одну на-

веску в течение 10, вторую 20, третью — 40 и четвертую 60 мин (для

каждой руды). Затем определяется удельная поверхность мате-

риала, полученного в результате измельчения.

Если удельная поверхность испытуемой руды Si, а стандартной

, коэффициент измельчаемости данной руды выразится как отно-

шение поверхностей:

K = S

. '

Так как в зависимости от продолжительности или тонкости из-

мельчения коэффициент К может быть различен, применяют дру-

гой метод для его определения.

Во втором случае навески каждой руды измельчаются в течение

азличного времени и подвергаются комбинированному ситовому

нализу с определением в каждой навеске классов —0,074, —0,15,

0,21 и —0,30 мм. Затем по результатам ситового анализа строится

афик зависимости в координатах выход классов и время измель-

ения (рис. 23).

Рис. 23. Определение относительной

измельчаемости стандартной (/, 2) и

испытуемой (Г, 2') руды:

1, 1' •

100*

крупность —0,3 мм; 2, 2' — круп-

ность —0,074 мм

О 10 20 30 W SO SO

Время измельченир, мин

Рис. 24. Прибор для определения

удельной поверхности порошков по

воздухопроницаемости при атмосфер-

ном давлении:

/ — манометр; 2 — группа; 3 — кран;

4 — плунжер; 5 — кювета

Относительная измельчаемость определяется проведением пря-

мых, параллельных оси абсцисс, через точки, соответствующие оп-

деленной тонкости помола, например 70 % класса —0,074 мм или

% класса —0,30 мм, до пересечения с соответствующими кри-

выми. Затем опускаются перпендикуляры на ось абсцисс и находит-

ся продолжительность измельчения для каждой руды при одинако-

вой тонкости помола. Например, для получения 70 % класса

—0,074 мм испытуемую руду следует измельчать в течение Т мин,

а для стандартного— Г

. Таким образом, измельчаемость руды об-

ратно пропорциональна продолжительности измельчения и выра-

жается следующим коэффициентом:

К =Т

/Т.

§ 5. Определение удельной поверхности

Удельная площадь поверхности минеральных частиц выража-

ется в квадратных сантиметрах на грамм материала и служив для

характеристики тонких материалов. Зная удельную поверхность^

ожно вычислить средний диаметр.

Различают внешнюю поверхность, т. е. геометрическую, и внут-

реннюю, включающую поверхность микротрещин и микропор,

а также дефектов кристаллической решетки. Полная поверхность

равна сумме внешней и внутренней.

Внешнюю поверхность обычно определяют методами фильтра-

ции газа через слой спрессованного порошка, а полную — адсорб-

ционными методами или методом теплот смачивания.

Для контроля обогатительных процессов важна внешняя по-

верхность и ее определяют более простыми методами.

Метод воздухопроницаемости. Для определения

удельной поверхности наиболее удобным является прибор Сомин-

ского и Ходакова (рис. 24). Кювета прибора представляет собой

цилиндрическую камеру, перегороженную на определенной высоте

перфорированным диском. На внешней поверхности кюветы нане-

сена миллиметровая шкала. Материал уплотняется плунжером, ко-

торый подогнан к кювете с просветом 0,15 мм. К плунжеру при-

креплена планка с нониусом, которая вместе со шкалой на внеш-

ней поверхности кюветы позволяет измерять толщину слоя.

Разрежение под слоем создается резиновой грушей с клапанами.

Воздухопроницаемость определяют по скорости уменьшения разре-

жения под слоем с помощью манометра и секундомера. Удельная

поверхность определяется следующим образом. Навеску предвари-

тельно высушенного при температуре 105—100 °С материала массой

т—10у/3

(у — ПЛОТНОСТЬ материала, г/см

) высыпают на кружок

фильтровальной бумаги, вырезанной по внутреннему диаметру кю-

веты. Слой выравнивают, покрывают сверху вторым кружком

фильтровальной бумаги и уплотняют плунжером, который после

измерения высоты слоя выводят из кюветы. Открывают кран и гру-

шей создают разрежение. Затем кран закрывают и измеряют время

/ опускания жидкости между двумя рисками (при быстром оседа-

нии — между верхней и нижней, при медленном — между верхней

и средней).

Удельная поверхность (см

/г) определяется по формуле

m '

где k — постоянная прибора; m — навеска материала;

М= — (ha — m/8)

I7n"-

h — высота слоя материала; о — площадь поперечного сечения кю-

веты; ц — вязкость воздуха; б — плотность, г/см

Для облегчения вычислений М и Vt определяют по таблицам.

Постоянную прибора k определяют градуировкой по порошку

с известной удельной поверхностью. Для средней и нижней рисок

постоянная прибора различна. После градуировки нельзя изменять

длину резиновых трубок или изменять их на трубки другого диамет-

pa. Также не рекомендуется заменять другие детали прибора, в про-

тивном случае потребуется снова его градуировка.

Для определения удельной поверхности материалов менее

1500 см

/г с целью повышения точности следует брать навеску, чис-

ленно равную удесятеренной плотности, и измерять время падения

столба манометра между нижними рисками. Величину М в этом

случае находят в той же таблице, но

для Уз измеренной высоты слоя. _

Удельную поверхность рассчитывают

по формуле

м УТ

S= 1,736

mlO;

Для измерения удельной поверхно-

сти менее 500 см

/г применяют прибо-

ры (рис. 25), у которых разрежение

создается аспиратором (сосудом) Ма-

риотта. Кюветы у этих приборов вы-

сокие, так как требуют больших на-

весок минерала.

Воздухопроницаемость в этом слу-

чае определяют по скорости вытека-

ния жидкости из аспиратора и изме-

рении разрежения под слоем по ма-

нометру.

Приборы, основанные на фильтра-

ции газа, необходимо периодически

проверять на герметичность. Для это-

го в кювету вставляют пробку и со-

здают разрежение грушей или аспи-

ратором. При хорошей герметизации

приборов разрежение остается по-

стоянным длительное время.

Рис. 25. Прибор для определе-

ния удельной поверхности гру-

бодисперсных материалов:

/ — аспиратор; 2 — манометр;

3 — порошок; 4 — кювета

§ 6. Определение крупности прорастания и характера

вкрапленности руды

Определение крупности прорастания и характера вкрапленности

исходной руды и продуктов обогащения важно для определения не-

обходимой крупности измельчения руды и промежуточных продук-

тов.

Для определения крупности прорастания руды применяются раз-

личные методы.

Макроскопическое изучение руды и ручная раз-

борка. При исследовании руды и отбора проб на химический

анализ нужно определить возможность отбора штуфных ценных

минералов и кусочков пустой породы различной крупности для ми-

кроскопического анализа. Анализ дает возможность установить це-

лесообразность выделения части пустой породы без тонкого измель-

чения. Если анализом определена такая возможность, проводят

ручную разборку по классам ситового анализа исходной руды. Раз-

борку начинают с класса —25+18 мм и кончают на классе —6 +

-j-З мм. В каждом классе должно быть примерно 500 частиц. Каж-

дую пробу обмывают водой для удаления шламов и повышения ин-

тенсивности окраски и сортируют на три группы: пустая порода,

сростки ценных компонентов и штуфные куски. Затем каждую груп-

пу взвешивают, измельчают и подвергают химическому анализу.

Метод пригоден для вольфрамовых, оловянных и других руд ред-

ких металлов, обогащающихся главным образом гравитационными

методами.

Для более точного определения срастаемости и вкрапленности

полезных минералов применяются рассев материала по

классам и фракционное деление по плотности, что

дает возможность количественно оценить распределение свободных

минеральных зерен и сростков по фракциям различной плотности

и крупности.

Для крупных классов ситового анализа, например —25+18

и —18+10 мм, можно применить метод взвешивания. Для

ускорения процесса взвешивания используют весы Марголина. От

каждого класса крупности отбирают квартованием пробу, куда

должно войти 150—200 кусков. Все куски разбивают на фракции

различной плотности, г/см

: -<2,б5; 2,65—2,7; 2,7—2,8 и т. д. Каж-

дую фракцию после взвешивания измельчают и определяют на со-

держание ценных компонентов, после чего подсчитывают извлече-

ние их в каждую фракцию.

Классы тоньше 3 мм целесообразно подвергать разделению в тя-

желых жидкостях. Нижний предел разделения — класс +20 мкм.

Разделение классов менее 20 мкм неточно и нецелесообразно, так

как полезные минералы в большинстве случаев в этих классах на-

ходятся в свободном виде. В качестве тяжелых жидкостей исполь-

зуются жидкость Туле, представляющая водный раствор двуйоди-

стой ртути Hgl

и йодистого калия, бромоформ СНВгз, тетрабром-

этан или четырехбромистый ацетилен СНВг

-СНВг

плотностью

2,95—3 г/см

, хлористый цинк.

Определение крупности прорастания сульфидов надежно и про-

сто производится с помощью микроскопического анализа шлифов

материала, рассеянного на классы.

Когда содержание сульфидов в руде относительно мало, целесо-

образно микроскопическому анализу подвергнуть тяжелые фрак-

ции после разделения в тяжелых жидкостях материала различных

классов крупности.

Разделение по фракциям различной плотности в тяжелых жид-

костях является обязательной операцией при исследовании углей.

Содержание металла в наиболее легких фракциях показывает

минимальное количество металла в хвостах при данной крупности

и дает представление о необходимой степени измельчения для от-

деления пустой породы.

Минералогическое исследование легкой фракции показывает ха-

рактер сростков ценного минерала с породой.

Микроскопический анализ тяжелых фракций или шлифов мате-

риала тяжелой фракции дает представление о характере прораста-

ния тяжелых минералов между собой.

Глава VI

КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

§ 1. Контроль дробильного оборудования

Дробилки осуществляют чисто механический процесс, назначе-

нием которого является подготовка исходного материала к после-

дующим операциям обогащения.

Работа дробилок характеризуется производительностью; рас-

ходом электроэнергии; крупностью исходной и дробленой руды;

достигаемой степенью дробления — отношением средневзвешенно-

го диаметра кусков исходного питания к среднему диаметру кусков

дробленого продукта: номинальной степенью измельчения — отно-

шением размера наибольшего поступающего куска руды к размеру

разгрузочной щели дробилки; эффективностью — отношением по-

лезно проделанной работы к затраченной.

Расход энергии вычисляют по показаниям ваттметра.

В случае применения амперметров и вольтметров расход энергии

(кВт-ч) рассчитывается по формуле

= IUt cos

Уз",

где / — сила тока, A; U — напряжение, В; t — продолжительность

работы двигателя, ч.

Зная общий расход энергии и количество дробленой руды в тон-

нах, рассчитывают удельный расход энергии на 1 т дробленой руды.

Размер выпускных щелей конусных дробилок определя-

ют следующим методом: берут четыре свинцовых кубика (размером

для стандартной дробилки 40X40, для короткоконусной 12X12 см);

пускают дробилку и при работе последней одновременно с двух сто-

рон бросают в нее кубики. Минимальный размер сплющенной части

кубика принимают равным размеру выпускной щели дробилки.

Управление процессов дробления состоит в наиболее полном ис-

пользовании подводимой к агрегату энергии в результате оптималь-

ной загрузки дробилок. При выборе метода автоматического регу-

лирования исходят из положения, что потребляемая мощность дро-

билок пропорциональна полезно затраченной работе. Следователь-

но, установив потребляемую мощность при максимальной произво-

дительности дробилки, можно автоматически поддерживать этот

расход мощности и обеспечить наибольшую производительность

дробильных машин.

Автоматическое регулирование ведут не во всех стадиях дробле-

ния, а, как правило, выбирают стадию дробления до средней или

мелкой крупности продукта, где это можно осуществить с большей

эффективностью (наличие промежуточных емкостей, более однород-

ный размер кусков материала).

Так, используя этот принцип, автоматическое регулирование

загрузки руды в короткоконусиые дробилки осуществляют в зави-

симости от силы тока в цепи электродвигателя.

В схему автоматического регулирования дробилки

У (рис. 26) для контроля силы тока в цепь электродвигателя 2

,жж^

Рис. 27. Принципиальная схема ситового гра-

нулометра для дробленой руды:

/ — грохот; 2 — загрузочная воронка; 3, 5, 7 —

устройство соответственно: логическое, взвеши-

вающее и разгрузочное; 4 — система автомати-

ки (вторичный прибор); 6 — бункер; 8 — виб-

ратор

Рис. 26. Схема автоматического регулирования дробильных машин:

1 — дробилка; 2— электродвигатель; 3 — пусковой реостат; 4 — сеть переменного тока; 5 —

выпрямитель тока; 6 — автоматический регулятор; 7 — цепь постоянного тока, регулируе-

мого в зависимости от потребляемой дробильной мощности напряжения; 8 — электродвига-

тель постоянного тока; 9 — питатель руды

включается трансформатор тока, соединенный с автоматическим

регулятором 6 и электронным выпрямителем, управляющим шунто-

вым реостатом 3. Последний включен в цепь двигателя постоянного

тока 8, который приводит в движение питатель 9. Двигатель 8 пи-

тателя 9 получает ток от выпрямителя тока 5.

При перегрузке дробилки сила тока в цепи электродвигателя

увеличивается. В связи с этим увеличивается и сопротивление шун-

тового реостата, а также понижается частота вращения питателя

дробилки.

Для повышения коэффициента движения механизмов и произво-

дительности машин дробильного отделения необходимо осущест-

влять автоблокировку дробильных и транспортных аппаратов и

снабжать дробилки и грохоты реле мощности, которые должны вы-

ключать или снижать скорость питателей при перегрузке аппара-

тов.