CC BY
7
1кающис при разработке генерального плана промышленного предприятия, прорабатываются 1сксно с привлечением епециалистов разного профиля, однако большую часть из них прихо-решать техноло! ам и инженерам-строителям.
ТОВАРНЫЙ БАЛАНС НА АСБОФАБРИКАХ
КОЖЕВНИКОВА В. А. Научно-исследовательский и просктно-конструкторский институт асбесювой промышленности
Товарный баланс охватывает работу и состояние всей фабрики. Основное его назначение -мь производства с целью устранения возможных потерь ценного компонента и опредсле-показатслей работы фабрики. Для товарного баланса определяют невязку - разницу между »ми полезного компонента, поступившего и выходящего за пределы фабрики в учтенных
При извлечении из ссрпентинитовых руд металлического магния, оксида магния, диоксида ния и других минералов составление товарного и технологического балансов будет понят-и обычным. Специфика составления технологического и товарного балансов асбеста заклю-я в наличии расчетного коэффициента (прироста асбеста +0,5 мм), который показывает уве-нис массовой доли асбеста в процессе вскрытия волокна в операциях дробления и рас пушки +0,5 мм и класса (-0,5+0,25) мм, имеющегося в исходной руде и в качестве наполнителя онично входящего в волокно класса +0,5 мм. За счет изменения удельной поверхности того волокна происходит в разной степени адсорбирование тонкодисперсной фракции -75 мм, что также приводит при анализе к увеличению массовой доли асбеста +0,5 мм. Массо-доля асбеста +0,5 мм в исходной руде, цюдукгах обогащения определяется согласно утвержденной методике с привлечением ручного груда (после каждой операции дробления и классификации продукта на механическом сите волокно вручную извлекается волосяной щеткой). В зязи с этим лабораторный анализ определения массовой доли асбеста можно хараетсризовать пх щадящий, без переизмельчения и псрсраспушки асбестового волокна с достижением удель-яой поверхности волокна на уровне 4,5-8,0 тыс. см /г. В промышленных условиях в процессе •скрытия и извлечения асбеста, транспортирования концентратов разного качества системами •мевмотранспорта со скоростью от 18 до 25 м/с происходит увеличение удельной поверхности юлокна в хвостах обобщения и готовой продукции в сравнении с удельной поверхностью волокна в исходной руде при лабораторном анализе в 1,7-2,0 раза, или с 4,5-8,0 до 9,0-14,0 тыс. см /г, и дополнительное вскрытие коротковолокнистого асбеста класса (-0,5+0,25) мм. массовая доля которого в исходной руде изменяется от 1,0 до 5,0 %, поэтому в продуктах обогащения доля этого класса также будет изменяться.
Разрыв в товарном балансе, как и в технологическом, обусловлен превышением массы асбеста в готовой продукции и хвостах обогащения в 1,5-2,0 раза в сравнении с массой асбеста в ■сходной руде. Поэтому товарный баланс асоссга составляется согласно отраслевой инструкции с применением расчетного коэффициента, т. с. отношения суммарной массы асбеста в конечных продуктах обогащения (асбест шести групп, хвосты обогащения, щебень) к массе его в исходной руде по лабораторному анализу:
Товарный баланс асбеста на базе гидроклассификации, по фракции +0,071 мм в волокне (М. А. Белов, В. А. Шалюгина), составляется также с применением расчетного коэффициента:
Кис, .0,071 X Кр = Кт«о.07| +Км <0.071 •
Плюсовая невязка 2-3 %, согласно Правилам рациональной комплексной переработки минерального сырья (твердые полезные ископаемые), утвержденным I осгортехнадзором России
15.09.98 г. (постановление № 59) и евсденныы в действие 01.01.99 г., корректируется повы содержания в исходной руде. Для уравнивания масс волокна при составлении товарного асбеста одним из вариантов можно считать применение расчегного коэффициента.
Предложены способы составления товарного баланса асбсста по фр. +0,14(^0,075) мм локне с использованием различных корректирующих коэффициентов на короткое волокно нечных продуктах обогащения (В. А. (Палки сна):
1. По фракции +0,14 мм в волокне с коррелирующим коэффициентом на короткое в конечных продуктах обогащения:
Кие»кии" (Кно.14 + Кц^мУ!, 129.
2. По фракции +0,075 мм в волокне с коэффициентом, учитывающим попадание в асбест коротковолокнистого асбеста кл. (-0,5+0,25) мм:
Кис*«».075= Kt.0.075/1,144+ K„.o.o7j •
3.1 lo фракции +0,075 мм в волокне +0,5 мм с коэффициентом, учитывающим в ТО" бесте массовую долю фр. -0,5+0,075 мм:
Кис* »0.07$ (♦0.5) К,л .0,075 X 0.634+ Кх, .0.075 (.0.5)
или по волокну +0,5 мм с равновесным содержанием фр. -0,075 мм в исходной руде и ко продуктах обогащения:
Кисч'0.5*(Kt ,,0.075 X 0,634+ К„, «0.075(»0.5)У Рисх*0.075 ,
где К - общее обозначение массы ценного компонента в продукте.
Составление товарного баланса асбеста с корректировкой конечных продуктов на к кое волокно (варианты 1, 2 и 3) не соответствует требованиям, предъявляемым к соста! товарного баланса. Во-первых, использование единого корректирующего коэффициента ис ет фактическое значение массовой доли коротковолокнистого асбеста: в зависимости от ка исходной руды массовая доля коротковолокнистого асбсста в конечных продуктах обог также будет изменяться. Во-вторых, плюсовая невязка в данном случае корректируется у шепнем количества готовой продукции, что недопустимо при составлении товарного В-третьих, волокно исходных и конечных продуктов характеризуется различным соде фр. -0,075 мм по фактическим данным и уравнивать их по содержанию фр. -0,075 мм явл некорректным (вариант 3).
Исследования, проведенные е 2002 году, показали, что составление товарного баланса беста возможно без расчетного коэффициента или каких-либо корректирующих коэффиц Однако величина невязки не укладывается в 2-3 % согласно нормативному документу, в к должны входить учет незавершенного производства и погрешности определения масс и вых долей.
Товарный баланс асбеста составлен по вариантам на основе фактических измерений с ределением относительной невязки, %:
базовому (в исходной руде и хвостах обогащения - волокно +0,5 мм, в готовой про. - +0,4 мм) - за месяц с учетом незавершенного производства
А от" (К,.о.4+К„,о>-Кис«.0.5)х 100/Кисх*О,5 I
по волокну одного класса крупности +0.5 мм во всех балансовых продуктах - за мсс« учетом незавершенного производства и смену - без учета
Аоп,= (К,ч).5+Кк».О.гКис,.о.5)Х ЮО/Ки.,.0.5 ;
по волокну одного класса крупности +0,25 мм во всех балансовых продуктах - за смену учета незавершенного производства.
Аоп.- (КгЦ>^5+К„Ц)1»5-КиС*.0^5)х 100/КИ<,.О.25 •
Кроме того, в связи со специфичностью данного минерала, при составлении товарного ба-учтены систематические погрешности, увеличивающие массу волокна в балансовых про-и влияющие в конечном итоге на величину невязки: массовая доля тонкодисперсной пыли 1-0,075 мм и коротковолокнистого асбеста фр. (-0,425+0,075) мм.
На данный момент в асбестовой промышленности нет прибора контроля для определения в кл.+0,5 мм массовой доли фр. -0,5+0,075 мм. Однако на основе прибора ПК-2А, с помо-которого определены массовая доля фракций -0,425+0,075 и -0,075 мм для составления то-баланса, возможно создание прибора для определения фракций -0,5+0,075 и -0,075 мм. позволило бы дополнительно снизить величину относительной невязки товарного баланса
Вышеуказанные систематические погрешности учтены во всех балансовых продуктах - в <е исходной руды, хвостов обогащения, готовой продукции и продуктов незавершенного эдетва, что является основным условием правильного составления товарного баланса. Результаты составления товарного баланса асбеста по вариантам за месяц и смену приведе-I в табл. 1 и на рис. I.
Таблица 1
Ретулктаты гогтанлеиия тпмрнпгп баланса ягйт» пп вариантам
Ьфши состав.>сни* баланса Учет систематических погрешностей
без учета массовой лоли фракции -0.075 мм массовой лоли фржций (-0.425*0.075) и -0.375 мм
кяесяц Еюовый Во юлокму +0.5 мм 77,9 55.2 48.2 29.4 17,4 2.5
«»вый 68.9 42,9
Зо волокну +0,5 мм 46.8 23,8
1о волокну +0,25 мм 36.4 И.9
Как видно из табл. 1 и рис. 1, учет указанных систематических погрешностей при состав-«и товарного баланса асбеста позволяет значительно снизить величину относительной невяз-
- по базовому варианту за месяц с 77,9 до 17.4 %, или на 60,5 %, при учете двух системати-IX погрешностей и за смену с 68,9 до 42,9 %, или на 26,0 % (при учете одной систематиче-погрешностн);
- по волокну +0,5 мм за месяц с 55,2 £о 2,5 %, или на 52,7 %, при учете двух систематиче-шмрешностей, за смену с 46,8 до 23,8 %, или на 23,0 % (при учете одной систематической шности);
- по волокну +0,25 мм за смену с 36,4 до 11,9 %, или на 24,5 %, при учете одной снстема-кой погрешности, так как определение содержание фр. -0,25+0,075 мм в настоящее время
существующих приборах контроля невозможно.
Полученные величины относительной невязки товарного баланса асбеста обоснованны, по базовому варианту относительная невязка без учета систематических погрешностей со-вила 77,9 %. При учете массовой доли фр. -0,075 мм в балансовых продуктах невязка снизи-ь до 48,2 %. Таким образом, на данную систематическую погрешность в невязке приходится "".9-48,2 = 29,7 %. При учете двух систематических погрешностей (массовой доли фр. 425+0,075 и -0,075 мм) относительная невязка снизилась до 17,4 %. Таким образом, на систе-ческую погрешность - массовую долю фр. -0,425+0,075 мм, приходится 48,2-17,4 = 30,8 %. ительная невязка баланса по волокну одного класса крупности +0,5 мм с учетом двух сис-ических погрешностей составила 2,5 % против 17,4 % по базовому варианту. Слсдовательна учет в балансовых продуктов волокна разной крупности (в исходной руде и хвостах +0,5 в готовой +0,4 мм) приходится 17,4-2,5 ■ 14,9 %. Величина относительной случайной погрешности невязки, рассчитанная на основе фактических данных июля 2002 г., составила:
- без учета количества измерений ± 16,6 %;
- с учетом количества измерений ± 4,0 % (если массовые доли асбеста в балансовых проектах считать накопленными результатами).
а
■Баланс по волокну +0.5 мм
без учета систематических с учетом систематических погрешностей
пмршюстей фр.-0.075 мм фр.(-0.425-Ю.075) мм
И -0.075 ММ
Рис. I. Снижение относительной невязки товарного баланса асбеста при учете систематических погрешностей по вариантам: а - по данным июля 2002 г.; б - по смене Баланс базовый - по волокну +0,5 мм в исходной руде и хвостах обогащения и +0,4 готовой продукции
бет учен» систематических погрешностей
с учетом систематической пмрешности фракции -0,075 мм
—А—Баланс по волокну +0,25 мм Таким образом, общая допустимая невязка товарного баланса по базовому варианту
вила:
- без учета количества измерений 29,7+30,8+ 4,9 ± 16,6=75,4 ± 16.6-92,0 + 58,8 %; -сучетом количества измерений 75,4± 4,0=79,4 + 71,4 %,
т. е. фактическая невязка 77,9 % входит в рассчитанные диапазоны.
При составлении товарного баланса с учетом систематической погрешности - массовой ли фр. -0,075 мм - допустимая относительная невязка составила:
- без учета количества измерений 30,8+14,9 ± 16,6-45,7 ± 16,6-62,3 + 29,1 %; -с учетом количества измерений 45.7± 4.0^49.7 + 41.7 %.
т. е. фактическая невязка 48,2 % входит в рассчитанные диапазоны.
При составлении товарного баланса с учетом двух систематических погрешностей - м вой доли фр. -0,425+0,075 и -0,075 мм -допустима? относительная невязка составила:
- без учета количества измерений 14,9 ± 16,6=31,5 +-1,7 %,
- с учетом количества измерений 14,9 ± 4,0= 18,9 + 10,9 %, т. с. фактическая невязка 17,4 % входит в рассчитанные диапазоны. Аналогично можно вать величины относительной невязки и по волокну +0,5 мм.
312
Составление товарного баланса асбеста по волокну +0,5 мм позволяет, кроме учета двух сис-Ьитических погрешностей, исключить систематическую погрешность учета волокна разной ^»аности в балансовых продуктах. В этом случае допустимая погрешность невязки будет равна Врчайной: Р Д*« = ± Р Дои так как систематическая погрешность невязки исключена полиостью, ^рфоятная систематическая погрешность приблизительно равна нулю.
Для изучения изменчивости величин относительной невязки баланса по фактическим дан-Шт работы фабрики за период с января 2002 года по февраль 2003 года составлен товарный ба-Ьк асбеста по базовому варианту и определена относительная невязка (табл. 2, рис. 2):
- без учета систематических погрешностей;
- с учетом систематической погрешности фр. -0,075 мм.
Как видно из табл. 2 и рис. 2, относительная невязка баланса по базовому варианту характе-кг-ется широким диапазоном - 36,1 +90,5 % при среднем значении 65 %. Среднеквадратичное Воонение составило 15,1 %. При учете в балансовых продуктах систематической погрешности к -0,075 мм диапазон относительной невяз<и составил 17,1 + 56,4 % при среднем значении 37,4 К Среднеквадратичное отклонение составило 12,0 %. Доля систематической погрешности фр. -■75 мм в невязке колеблется от 19,0 до 34,1 % при среднем значении 27,6 %. Соответственно и Кн второй систематической погрешности фр. -0,425+0,075 мм также будет характеризоваться кокой изменчивостью.
Таблииа 2
Результаты составления товарного баланс» асбеста по базовому варианту с определением относительной погрешности
Относительная невязка
г.. товарного баланса. % Дол« систематической погрешно-
1 ОД, месяц без учета с учетом фр. сти фр. -0.075 мм в относительной
систематических погрешностей -0.075 мм невязке. %
Январь 54.9 30,9 24.0
Февраль 66.6 39,9 26,8
Март 75.4 42.0 33,4
Апрель 82,8 50,3 32,5
Май 69,6 37,5 32,1
Июнь 90.5 56,4 34,1
Июль 77,9 48,2 29,7
Август 71,3 38,6 32,7
Сентябрь 73,8 53,5 20,3
Октябрь 58,0 33,5 24,5
Ноябрь 50,7 29,0 21,7
Декабрь 36,1 17,1 19,0
Шг,
Январь 53,0 25,2 27,8
Февраль 49,0 21,6 27,4
Статистические
величины:
min 36,1 17,1 19,0
max 90,5 56,4 34,1
Среднее 65,0 37,4 27,6
Среднеквадратичное
Отклонение (S), % 15,1 12,0 5.1
Дисперсия (SJ). %3 228,7 143,9 25,8
Исходя из полученных результатов исследования изменчивости, подтверждается вывод о яевозможности использовать какие-либо единые корректирующие коэффициенты для уравнивания масс балансовых продуктов при составлении товарного баланса. Товарный баланс асбеста необходимо составлять по фаюическим данным работы фабрики, чтобы не искажать массовые доли классов и фракций в балансовых продуктах.
1234 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2
Мест.
• без учета систематических погрешностей
* с учетом систематической погрешности фр -0,075 мм
Рис. 2. Изменение величины относительной невязки товарного баланса асбеста по базовому варианту за период с января 2002 г. по февраль 2003 г.
Таким образом, полный учет систематических погрешностей при составлении баланса зволяст значительно снизить величины относительной невязки по базовому варианту до 17,4 при составлении товарного баланса по волокну одного класса крупности +0,5 мм - до 2,5 %. верный баланс асбеста возможно и необходимо составлять по фактическим данным 5сз при ния каких-либо расчетных и корректирующих коэффициентов на короткое волокно.
