CC BY
37
УДК 622.7 А.Н. Храмов
ОПТИМИЗАЦИЯ КРУПНОСТИ ДРОБЛЕНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ФЛЮОРИТОВОЙ РУДЫ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ
Оптимизация крупности дробления при подготовке флюоритовой руды для предварительного обогащения производится путем проведения серии опытов по дроблению исследуемой руды с различной степенью и изучение зависимости показателя порционной контрастности от степени дробления без мелкой фракции
Ключевые слова: оптимизация, крупность дробления, минеральное сырьё, обогащение, показатель порционной контрастности, мелкая фракция.
Динамика изменения качества добываемых твердых полезных ископаемых показывает, что содержание в них полезных компонентов систематически снижается. Эта тенденция закономерна в связи с невосполнимостью запасов полезных ископаемых в недрах земной коры и прогрессирующими темпами потребления материалов, получаемых из минерального сырья.
Вовлечение в эксплуатацию месторождений бедных, забалансовых и труднообогатимых руд, залегающих в сложных горно-геологических условиями, применение для отработки таких месторождений высокопроизводительного горного оборудования и систем с массовым обрушением снижают качество сырья, поступающего на обогащение, усложняют технологические схемы его переработки.
В этих условиях возрастает роль развития системы управления качеством добываемых руд. В основе такой системы — принципиально новая стратегия обогащения, основное отличие которой от существующей технологии состоит в том, что она предусматривает предварительную концентрацию полезных компонентов в ис-
ходной руде на всех стадиях добычи и переработки полезных ископаемых: с момента исследования руд в условиях их естественного залегания вплоть до их измельчения на обогатительной фабрике. [1]
Использование операций предварительной концентрации руд в свою очередь предполагает совершенствование и создание принципиально новых методических основ проведения исследований на обогатимость минерального сырья, в частности методического подхода к отысканию оптимальной крупности дробления при подготовке руды для обогащения.
Общетеоретической основой этой технологии является представление о контрастности руд, а ее методической и технической базой — ядернофизические методы опробования и радиометрические методы обогащение
руд.
Природные факторы, характеризующие минеральное сырьё и определяющие возможность применения радиометрической сепарации, в равной степени относятся и к гравитационным методам обогащения. Важнейший из них - неравномерность оруденения в
недрах, обусловленная морфологией рудных тел, их мощностью, характером контактов с породами и другими геологическими явлениями. От неравномерности оруденения зависит контрастность руды.
Под контрастностью руды понимается степень неравномерности распределения полезного компонента в отдельных кусках руды. В случае фракционирования пробы руды на элементарные объёмы (фракции, порции и т.п.) по какому-либо разделительному признаку, в соответствии с содержанием полезного компонента, что собственно происходит при реальных разделительных процессах в любом обогатительном аппарате, корректнее воспользоваться термином порционной контрастности руд.
Количественной характеристикой (показателем) контрастности пробы минерального сырья является средневзвешенное относительное отклонение содержаний ценного компонента в кусках (фракциях) от среднего его содержания в пробе. Значение величины показателя контрастности может изменяться в пределах от 0 до 2,0. В настоящее время широко используется классификация, характеризующая обогатимость минерального сырья в зависимости от величины показателя контрастности [2].
Изучение и оценку при подготовке минерального сырья для предварительного обогащения с целью отыскания оптимальной степени дробления предлагается проводить в следующем порядке:
- отбор от массы исходного сырья представительной пробы, разделение её на 4-6 равнозначных рабочих проб и их дробление с различной степенью дробления на промышленной или лабораторной дробилке в зависимости от исходной крупности;
- окращение проб дробленых продуктов, рассев по классам крупности и
фракционирование каждого класса по какому-либо разделительному признаку (плотности, интенсивности вторичного излучения, визуальной контрастностью и т.д.);
- определение метода обогащения и нижнего предела (границы) крупности дробления для выбранного обогатительного аппарата;
- расчет и анализ значений показателя порционной контрастности как отдельных узких классов крупности, так и в целом дробленых проб;
- построение графической зависимости, определение математической модели и графическое или математическое определение оптимальной степени дробления исследуемого сырья при подготовке к обогащению для заданного обогатительного аппарата.
Объектом изучения по данному методическому подходу послужили результаты опытов по дроблению пробы флюоритовой руды месторождения Бор-Ундур на ГОКе «Бор-Ундур» СО «Мон-голросцветмет». Исходная проба руды отбиралась с ленты транспортера после двух стадий дробления (крупного - в ТТТДП 9*12 и среднего - в КСД-1750). После отмывки по классу -5 мм проба подвергалась сокращению и делению на четыре части (пробы №1, 2, 3, 4), каждую из которых раздробили с разной степенью в лабораторной щековой дробилке с размерами разгрузочной щелью соответственно 36, 32, 25 и 12 мм. Продукты дробления рассеяли на классы крупности, которые, в свою очередь, в соответствии с содержанием флюорита, разобрали на фракции - «концентрат», «сростки богатые», «сростки бедные», «порода» по методике [3]. По результатам химического анализа каждой фракции проводился контрольный расчет баланса минерала по классам крупности и в целом по пробе.
Сводная таблица показателей раскрываемости флюорита при различной степени дробления флюоритовой руды месторождения Бор-Ундур
№ п/п Наименование показателей Значения показателей
Проба № 1 (і = 4,0), (Дном = 75мм) Проба № 2 (і = 10,0), (Дном = 30мм) Проба № 3 (і = 13,6), (Дном = 22мм) Проба № 4 (і = 18,75), (Дном = 16мм)
1 Выход класса -25+5 мм, % 4Q,61 77,72 99,26 -
2 Выход класса -20+5 мм, % З1,9З 47,58 85,85 97,ЗЗ
З Выход класса -16+5 мм, % 24,48 32,5Q 65,25 78,5Q
4 Извлечение СаF2 в сростко-вую фракцию (еср), % 58,11 49,8Q 42,68 37,Q9
5 Показатель порционной контрастности в целом всей пробы (М) Q,887 Q,98Q 1,QQ2 1,QQ7
6 Показатель порционной контрастности пробы без класса - 5 мм (Мб) Q,893 Q,994 1,Q18 Q,959
7 Показатель порционной контрастности пробы с классом - 5 мм одной порцией (Мо) Q,852 Q,942 Q,963 Q,645
где I - степень дробления исходной руды номинальной крупностью 300мм; dн, крупность дробления
номинальная
Задача проводимых на ГОКе лабораторных и промышленных исследований состояла в выявлении оптимального диапазона крупности исходного питания отсадочной машины М-105. Нижняя граница диапазона крупности лимитировалась нормативными требованиями Г0СТ-29220-91, предъявляемые к плавиковошпатовой кусковой продукции (класс - 5 мм более 10%).
Обработанные результаты лабораторных опытов приведены в таблице. Данные таблицы (пункты № 1, 2, 3, 4) характеризуют собой в той или иной форме степень дробимости и раскрываемости изучаемого флюоритового сырья, но при этом выявить оптимальный диапазон крупности дробления не представляется возможным, т.к. как закономерности функций выходов различных классов, так и извлечения флюорита в сростковую фракцию от степени дробления имеют пропорциональные зависимости. Подобная зависимость прослеживается также функцией показателя
порционной контрастности в целом всей пробы (пункт 5, таблицы) от степени дробления, что логично в связи с очевидной закономерностью - чем больше степень дробления, тем выше степень раскрытия ценного компонента и соответственно показатель контрастности.
Если провести расчет показателя порционной контрастности дробленых продуктов без учета класса крупности - 5 + 0 мм или с классом - 5 + 0 мм одной порцией, т.е. без фракционирования данного класса (пункт 6, 7 таблицы) и представить в виде графических зависимостей от степени дробления руды, то характер функций приобретает экстремальный вид (рисунок). Т.е. на графиках (ряд 2 и ряд 3
- см. рисунок) появляются экстремумы, которые позволяют определить графическим или математическим путем числовое значение оптимальной степени дробления. Для данного флюоритового сырья оптимальная степень дробления составляет 13,3.
1,1
0,6 J-------------------------------------------------------------------—
О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Степень дробления исходной руды
Зависимость показателя порционной контрастности в целом всей пробы (ряд 1), пробы без
класса - 5 + 0 мм (ряд 2) и с классом - 5 + 0 мм одной порцией (ряд 3) от степени дробления руды
Промышленные испытания проводились в дробильном отделении обогатительной фабрики ГОКа «Бор-Ундур» с использованием в качестве верхнего сита на грохоте ГСТ-62 металлических плетеных сеток с размерами ячеек 32, 25, 20 и 16 мм. По результатам сравнительных промышленных испытаний, представленных в ранее опубликованной статье [4], установлено, что наиболее высокие технологические показатели обогащения дробленых флюоритовых руд методом отсадки получаются при классе крупности исходного питания -20 +5 мм, что соответствует значению степени дробления 13,3, выявленной при выше приведенном методическом подходе к решению данного вопроса.
В целом проведенные исследования дробимости и раскрываемос-ти флюоритовой руды выявили следующее:
- показатель порционной контрастности, полученный по результатам фракционной рудоразборки, является объективным критерием для оценки раскрываемости и инструментом для отыскания оптимальной степени дробления при подготовке флюоритовых руд к обогащению;
- снижение показателя порционной контрастности при степени дробления более 13,3 (при ^сх = 300 мм) флюори-товой руды происходит за счет избирательного разрушения (переизмельчения) зерен флюорита и перехода их в мелкие классы дробленого продукта.
Таким образом, использование показателя порционной контрастности дробленых флюоритовых руд возможно для решения двух задач: оценки гравитаци-
1. Ревнивцев В.И. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке.- М.: Недра, 1987.
2. Мокроусов В.А. Контрастность руд, ее определение и использование при оценке обо-гатимости. Минеральное сырье. - М.: 1960 -вып. 1.
онной обогатимости и поиска оптимальной крупности дробления на стадии предварительного обогащения.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Митрофанов С.И. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. - М.: Недра, 1974.
4. ФГУП «Издательский дом «Руда и металлы», Горный журнал 2002. №9. Н5ГД=Д
— Коротко об авторе ---------------------------------------------------------
Храмов Анатолий Николаевич - кандидат технических наук, доцент кафедры ОПИиВС Читинского государственного университета (ЧитГУ),
E-mail root@techuniv.chita.ru
ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор
Название работы
Специальность
Ученая степень
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЦЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ
МАЛЫШКИН Михаил Михайлович Геоэкологическое обоснование размещения буровых шламов в насыпи площадок скважин 25.00.36 к.т.н.
РОГАЧКОВ Антон Владимирович Обоснование способов обеспечения устойчивости подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления при разработке сближенных пластов 25.00.22 к.т.н.
