Составление схемы обработки проб твердых полезных ископаемых

Работа в опробовательской лаборатории должна производиться в соответствии с инструкцией. К инструкции прилагается схема, составленная с учетом конкретной обстановки (имеющееся дробильное оборудование, сита и пр.).

Условия производства работ весьма различны и привести стандартную схему обработки проб невозможно. Здесь даются лишь общие указания по этому вопросу на примере обработки пробы медной руды.

Пример. Проба, полученная в результате объединения нескольких бороздовых проб медной руды, характеризуется равномерным содержанием меди (К = 0,2). Начальный вес пробы Q1 = 60 кг, диаметр кусков ее наиболее крупной фракции d1 = 50 мм. На месте производства работ имеются: лабораторная щековая дробилка (типа Блека), валки, дисковый истиратель, крупные сита 20, 12 и 8 мм и мелкие сита от 8 до 150 меш.

Приводим примерную схему последовательности работ:

1. Решение вопроса о возможности сократить данную пробу без измельчения.

Без измельчения проба может быть сокращена в п раз, если будет иметь место следующее равенство или неравенство:



Далее проверить, можно ли сократить пробу без измельчения в два раза. Если это возможно, то должно иметь место следующее равенство:



или неравенство



В том случае, когда Q1 > Kd12 в 4 раза, проба может быть сокращена в 4 раза. Если же Q1 < 4Кd12, то сокращение возможно только в два раза. При Q1 > Kd12 в 8 раз, возможно сокращение в 8 раз, и т. д.

В данном случае проба Q1 меньше не только 2Kd12, но и Kd12 (Kd12 = 0,2x50в2 = 500), т.е. сокращение без измельчения невозможно.

2. Решение вопроса, до какого размера кусков (частиц) необходимо измельчать рудный материал пробы, чтобы оказалось возможным сократить ее, например, вдвое, т. е. до Q2 = Q/2 = 30 кг.

Решая уравнение Q2 = Kd22 относительно d2 находим, что пробу нужно измельчать до 12 мм:

Степень измельчения Su = d1/d2 при этом будет близка к 4.

Если же принять ее близкой к 6, т. е. дробить начальную пробу не до 12, а до 8 мм, то степень сокращения Sc = Q1/Q2 окажется приблизительно равной 4, т. е. проба может быть сокращена приблизительно в 4 раза.

В самом деле:

принимается ближайшая меньшая величина Sc =4.

Остановившись на степени измельчения d1/d2 = 6, мы приблизительно на 30% снижаем производительность дробления против той, которая имела бы место при = 4, зато в дальнейшем измельчаем на валках не 30 кг, а только 15 кг. Некоторое снижение производительности измельчения при такой его крупности обычно оказывается практически несущественным.

Таким образом, удобнее принять в первой стадии процесса обработки следующие показатели: дробление до 8 мм, степень измельчения Sc = 6, степень сокращения Sc = 4.

При пользовании способом квартования и автоматическими делителями проба сокращается каждый раз надвое. Делению пробы пополам соответствует один прием сокращения.

Зависимость между степенью сокращения Sc и числом приемов сокращения т можно выразить в следующем виде:

Для первой стадии рассматриваемой схемы обработки пробы число приемов сокращения m, соответствующее Sc = 4, определяется из уравнения:

Сокращением пробы Q1 (измельченной до d2 = 8 мм) в 4 раза, которому должно предшествовать ее перемешивание, и кончается первая стадия обработки (рис. 170).

Измельчение до 8 мм сопровождается поверочным просеиванием на сите 8 мм. Задача этого просеивания — контроль дробления. Куски руды, не прошедшие через сито, додрабливаются.

При ручном измельчении контрольное просеивание является в то же время и вспомогательным. Контрольное просеивание позволяет разгружать плиту или ступу от материала, уже измельченного до необходимой крупности, который затрудняет додрабливание более крупного материала.

Специального вспомогательного просеивания всей начальной пробы Q2 (на том же сите до дробления) не ставим, так как при крупном и среднем механическом дроблении в этом обычно не бывает необходимости. Вспомогательное просеивание может быть полезным лишь при мелком измельчении и то лишь в том случае, если время, потребное для него, окажется значительным, снижающим производительность обработки проб.

При ручном же измельчении специальное вспомогательное просеивание, производимое до измельчения пробы, чаще всего бывает необходимым во всех стадиях процесса обработки. При этом время, погребное на дробление со вспомогательным просеиванием, обычно оказывается (в случае крепких передней крепости руд) значительно меньшим, чем без него. Следует, однако, помнить, что при обработке золотых руд с крупным золотом от просеивания в последних стадиях обработки необходимо воздерживаться, так как возможно застревание золотинок на ситах. В этом случае лучше итти на заведомое переизмельчение рудного материала.

3. Решить вопрос о рациональном измельчении во второй стадии обработки. При этом, как и для первой стадии, следует учитывать необходимость минимальной затраты времени в этой и последующих стадиях обработки.

Относительно большой вес пробы Q2 = 15 кг (d2 = 8 мм) позволяет вести вторую стадию обработки со степенью измельчения (Su = d2/d3) = 3, т. е. дробить пробу до 8 меш (2,4 мм) и сократить ее до веса Q3 = Q2/8 = 1,8 кг. При меньшем весе пробы Q2 может быть принята большая степень измельчения до 4—8.

Таким образом, в этой стадии процесса обработки принимаем следующие показатели: степень измельчения Su = 3, дробление до d3 = 2,4 мм (8 меш), степень сокращения Sc= 8, число приемов сокращения т — 3, вес пробы Q3 = 1,8 кг.

4. В третьей стадии провести измельчение до 1,4 мм (12 меш). Степень сокращения при этом будет равна 4, число приемов сокращения 2, вес пробы Q4 = 0,45 кг.

Четвертая стадия обработки заключается в доведении пробы до 100 или 150 меш и в сокращении ее в три приема до Q5 = 0,055 кг.

Таким образом, рассмотренная схема состоит из четырех стадий сокращения, с числом приемов сокращения: в первой стадии два, во второй три, в третьей два и в четвертой три (см. рис. 170).

Если же имеется сито с размером отверстий 2 мм, то можно ограничиться и тремя стадиями, минуя второе дробление на валках с 2,4 до 1,4 мм. Тогда дробление во второй стадии процесса обработки следует вести не до 2,4, а до 2 мм, и вес пробы может быть принят равным — 0,9 кг. Этот вес будет надежным, так как Qz > Kd32; Kd32 = 0,2*2в2 = 0,8. В соответствии с этим число приемов сокращения во второй стадии окажется равным не 3, а 4, так как степень сокращения Sс = Q2/Q3 = 15/0,9 = 16. Тогда в третьей, последней, стадии проба будет измельчаться также до 100—150 меш, но с последующим сокращением не в три, а в четыре приема, приблизительно до 0,055 кг.

При отсутствии сита с диаметром отверстий 1 или 2 мм также можно ограничиться тремя стадиями обработки, но обработка была бы менее удобной, чем по рассмотренной выше второй схеме.

Можно было бы, например, исключив второе дробление на валках с 2,4 до 1,4 мм (третью стадию), вести измельчение с 2,4 мм последовательно до 100—150 меш и лишь по окончании этого измельчения произвести сокращение (Q3 = 1,8 кг) до конечной пробы. Однако обычно бывает целесообразно загружать дисковые истиратели, по возможности, небольшим количеством рудного материала (в соответствии с принятой схемой измельчения), поэтому на измельчение до 100—150 меш обычно берут материал с сита 12 меш (1,4 мм), а не с 8—6 меш. Все это приходится учитывать, конечно, лишь тогда, когда обрабатывается много проб. При малом же их числе подобные вопросы особо большого практического значения не имеют, и любой из трех рассмотренных вариантов схем обработки проб может быть принят.

При большом объеме работ трудоемкий процесс тонкого измельчения необходимо производить не в одну стадию, а в две. Так, рассмотренное раньше (см. рис. 170) измельчение с 1,4—2 мм рационально вести не сразу до 100—150 меш, а сначала до 20—35 меш (0,8—0,4 мм), осуществляя в этой промежуточной стадии соответствующее измельчению сокращение рудного материала.

В конечной стадии обработки материала, измельченного до 100—150 меш, его разделяют на пробу и дубликат. Это необходимо тогда, когда пробы сдаются для анализа не в свою (имеющуюся на месте) лабораторию.

Если же имеется своя химическая или пробирная лаборатория, в дробильном цехе которой и производится обработка, дубликаты проб брать не следует. В этом случае остатки аналитических проб увеличенного веса должны храниться в лаборатории длительное, а иногда неограниченное время, с таким расчетом, чтобы использование их в целях составления объединенных проб представилось возможным в любое время. В том случае, когда на месте производства работ тонкого измельчения не производится, дубликаты проб отбираются при той же крупности рудного материала, при которой он отсылается в лабораторию для дальнейшей обработки и анализа.

Размер конечной пробы, измельченной до 100—150 меш, принят в рассмотренном примере равным приблизительно 55 г. Он вполне достаточен для определения основного и других компонентов в пробе (кроме золота, платины и серебра). Вообще же следует иметь в виду, что размер конечной (аналитической) пробы должен согласовываться с лабораторией, производящей анализы.

Начальные веса проб не являются постоянными; они подвержены часто весьма значительным колебаниям, которые должны быть учтены при обработке проб. Если они находятся, например, в пределах 80—20 кг (крупность рудного материала обычно остается относительно постоянной) и для данного типа руд принят коэффициент К = 0,2, то обработка ведется в соответствии со схемой, составленной для пробы весом 60 кг. При этом пробы весом от 80 до 60 кг проходят все стадии и приемы, изображенные на схеме (см. рис. 170); пробы весом 30—40 кг сокращаются в первой стадии уже не в два, а в один прием, а для проб порядка 20 кг сокращения после измельчения до 8 мм не производится.

При такой обработке имеет место некоторый перерасход времени и средств. Если при этом через опробовательскую лабораторию проходит большое число проб, то целесообразно составить несколько схем, которые с технико-экономической точки зрения более соответствуют имеющим место разным весам начальных проб. Однако наличие нескольких (2—4) схем имеет и свои недостатки. Оно требует частого регулирования дробильного оборудования и более опытного обслуживающего персонала.

В конкретной обстановке поставленный вопрос решается в зависимости от результатов технико-экономического подсчета с учетом прочих условий.