НИТУ «МИСиС»
В.А. Игнаткина
_____________
ОСНОВЫОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Методические рекомендации для выполнения
Части домашнего задания
Москва 2017
Методические рекомендации по выполнению домашнего задания часть 3 по дисциплине "Основы обогащения полезных ископаемых". Самостоятельная работа студентов в форме выполнения домашнего задания позволяет закрепить знания по дисциплине, получить умения, навыки расчетов баланса ценного компонента, качественно-количественной схемы флотации.
3Расчет баланса металлов и качественно-количественной схемы флотации
1. Основные данные:
- технологические показатели процесса обогащения: содержание металла в исходной руде и продуктах обогащения, выход продуктов, извлечение металла;
- уравнение баланса металла;
- особенности принципиальных схем флотации моно- и полиметаллических руд.
2. Расчет баланса металла и качественно-количественной схемы флотации монометаллической руды.
Расчет баланса металла монометаллической руды
Технологический баланс металлов составляется по данным химических анализов руды и продуктов обогащения и сухой массы переработанной руды за определенный период времени. Технологический баланс необходим для оперативного контроля и управления ходом технологических процессов, соблюдения кондиций на получаемые концентраты и хвосты, и определения извлечения металлов в концентраты.
Баланс металла рассчитывается по технологическим показателям руды и конечных продуктов обогащения (концентрата и хвостов). Введем следующие обозначения:
α, β, θ - соответственно содержание металла в исходной руде, в концентрате и хвостах;
γисх., γк, γхв. - соответственно выход исходной руды (γисх.=100%) концентрата и хвостов, % ε - извлечение металла в руде равно 100%;ε - извлечение металла в концентрат, %;
ε - потери металла в хвостах, %.
Количество металла в руде равно его количеству в концентрате, и хвостах:
100α= γк ∙β+ γхв. ∙θ
100α= γк ∙β+ (100-γк.) ∙θ
Выход концентрата для однокомпонентной руды:
.
Извлечение металла в концентрат рассчитывается по формуле
,
а если выход концентрата неизвестен, то
.
Потери металла в хвостах составят:
εхв=100-εк, так как ε= εк+ εхв=100%.
Пример расчета
Рассчитать баланс металла при обогащении медно-порфировой руды, содержащей 0,5% меди (αCu=0,5%); медный концентрат, полученный в результате обогащения этой руды по схеме, представленной на рис.1, содержит 18% меди (βCu= 18%) при извлечении меди в концентрат εCu=92%; производительность фабрики равна 10000 т/сут. На рисунке 1 приведена схема с показателями обогащения меди по конечным продуктам флотации.
Рисунок 1 - Схема с исходными данными для расчета баланса
Баланс по конечным продуктам монометаллической руды можно рассчитать из схемы, представленной на рисунке 1, либо в табличной форме. Исходные данные вносим в соответствующие графы таблицы баланса металлов (табл.1).
Определяется выход медного концентрате:
Тогда выход хвостов:
Извлечение меди в хвосты (потери меди):
εCu/хв=100-92=8%.
Содержание меди в хвостах:
υCu=εCu/хв∙α/γхв=80,5/97,45=0,041%.
Затем определяется масса полученных продуктов - медного концентрата и хвостов - по заданной производительности фабрики.
Масса медного концентрата:
Мк=10000∙2,55/100=255 т/сут.
Масса хвостов:
Mхв= 10000 - 255 = 9745 т/сут.
Таблица 1 - Баланс металла
Продукты | Выход продукта | Содержание меди βCu, % | Извлечение меди εCu, % | |
% | т/сут. | |||
Cu - концентрат | 2,6 | 18,00 | 92,0 | |
Хвосты | 97,4 | 0,041 | 8,0 | |
Исходная руда | 0,5 |
Из рассчитанного баланса металла технологические показатели по исходному и конечному продуктам переносятся на схему (рис. 2). Нумеруются все операции, продукты. Исходя из практики обогащения медных руд принимаются следующие значения содержаний меди в продуктах разделения: β1=8%; β2=0,2%; β4=2%; β5 =0,8%.
При назначении содержания металла в продуктах разделения следует пользоваться допустимыми значениями степени обогащения (степени концентрации) К=β/α, которые могут быть достигнуты в различных операциях флотации. Степень обогащения в основных операциях составляет 5-20 (при расчете принципиальных схем флотации бедных руд можно принять К=100-200); в перечистых -1,2-3, причем в каждой последующей операции перечистной флотации степень обогащения должна уменьшаться.
Рисунок 2 - Принципиальная схема флотации медно-порфировой руды
Расчет качественно-количественной схемы флотации монометаллической руды
Расчет схемы ведется снизу вверх, т.е. от последних операций к первой. После составления и решения системы линейных уравнений для каждой операции разделения, определяются выходы всех продуктов.
Для каждой операции разделения составляются уравнения баланса по массе продуктов и по ценному компоненту.
Перечистная флотация
Уравнение баланса по массе продуктов
γ1= γ3+ γ4. (4.4)
Уравнение баланса по ценному компоненту
γ1∙β1= γ3∙β3+ γ4∙β4. (.5)
Решается система линейных уравнении
γ1= γ3+ γ4,
γ1∙β1= γ3∙β3+ γ4∙β4.
Из таблицы 1 баланса металла известно, что
γ3=2,6, тогда γ1 =2,6 + γ4
После подстановки в уравнение значений γ1, β1, β3и β4 получается:
(2,6 + γ4)·8=2,6·18+ γ4∙2
Это уравнение решается относительно γ4, в результате чего находится γ4=4,3; γ1=6,8.
Контрольная флотация
Аналогичным путем составляются уравнение баланса для операции III:
γ2= γ5+ γ6,
γ2∙β2= γ5∙β5+ γ6∙β6. (6)
γ6=97,5 (из таблицы баланса металла)
γ2= γ5+97,5.
Системе уравнений (6) решается относительно γ5:
(γ5+97,5)·0,2=γ5∙0,8+97,5∙0,041
γ5=25,8; γ2=25,8+97,5=123,3.
По известным значениям γ3и γ4определяется γ1 :
γ1= γ3+ γ4=2,6+4,3=6,9
Затем рассчитывается значения извлечения металла в каждом продукте по формуле