Глава 15. Изменчивость характеристик руд. Усреднение руд и управление качеством продукции

15.1. Влияние изменчивости массовой доли извлекаемого компонента

И других факторов на извлечение

Любой технологический процесс должен быть настроен на переработку руды определенного состава. Изменение состава руды приводит к изменению показателей процессов обогащения.

Показано, что извлечение в процессах обогащения непосредственно связано с изменчивостью свойств перерабатываемой руды. Чем больше среднеквадратичное отклонение качества руды S_α, тем больше потери извлечения, рис. 15.1.

Рис. 15.1. Общий характер изменения потерь извлечения Δε от S_α. (а) и реальное изменение извлечения меди в коллективный концентрат с увеличением коэффициента вариацииV_αмеди в питании флотации на СП «Эрдэнэт»

Это несколько упрощенное представление о влиянии изменчивости руды на потери извлечения. Следует учитывать спектральные характеристики этой изменчивости, т.е. скорость изменений. Указанный на рис. 15.1 график изменения потерь извлечения справедлив только для той составляющей дисперсии S²_α, которая не снижается за счет сглаживающих свойств технологического процесса либо воздействия систем управления.

Опытными переработками партий руды с одной и той же массовой долей молибдена показано, что извлечение металла в концентрат из усредненной руды на 2 – 2,2 % выше, чем из не усредненной (Жирекенский ГОК) [11].

Обеспечение стабильности сырья в течение 15 – 17 смен на Карагайлинском ГОКе приводит к приросту извлечения свинца на 5,3 % и цинка на 6,7 %. При этом основное усреднение осуществляется в штабелях в объемах руды, соответствующих недельной производительности фабрик. Валовое усреднение в штабелях производится на карьерном складе и дробленой руды на фабричном складе. Целесообразно также перспективное и оперативное планирование ведения горных работ.

15.2. Причины изменчивости качества руды

Рудные минералы распределены в руде неравномерно.

Бедные руды характеризуются правосторонним ассиметричным распределением массовой доли в точечных пробах, отобранных от достаточно большого рудного блока. На рис. 15.2 представлено реальное распределение массовой доли молибдена в руде [11]. Это значит, что поступающая на фабрику руда будет иметь большую изменчивость во времени, рис.15.3. При этом для бедных руд будут характерны «всплески» массовой доли молибдена вверх.

Асимметрия распределений создается за счет появления участков руд с высокой массовой долей компонентов [116].

Рис. 15.2. Правоасиметричное распределение массовой доли молибдена в пробах руды, отгружаемой в карьере

Рис. 15.3. Изменчивость массовой доли в руде для правоасимметричных распределений (для бедных руд)

Снижение отрицательного влияния изменчивости свойств руды возможно путем усреднения и сортировки.

При распределениях массовой доли компонентов в пробах, близких к симметричным (уголь, бокситы), и сравнительно малой дисперсии качества целесообразно использование складов-смесителей.

При большой дисперсии качества (фосфориты) целесообразна крупнопорционная сортировка на условные сорта, внутрисортовое усреднение в сортовом складе смесителе с последующей шихтовкой или раздельной переработкой сортов.

При существенно асимметричных распределениях целесообразна мелкопорционная сортировка с целью выделения богатых порций руды или порций пустой породы с последующей их подшихтовкой к руде или удаления в отвал.

Сортировка самосвалов на руднике Мурунтау по вещественному составу рудной массы позволяет выделить из нее 23,5 % некондиционной руды с массовой долей золота 1,43 г/т, направляемой на обогащение и 76,5 % забалансовой руды, направляемой на накопительный склад. Массовая доля золота 0,68 г/т [71].

Для сравнительно богатых руд возможна левосторонняя асимметрия, рис.15.4. График изменения качества поступающей на фабрику руды будет иметь характерные «всплески» вниз, рис. 15.5.

Асимметрия распределения создается за счет включений пустых пород и некондиционных руд.

Рис. 15.4. Гистограмма распределения массовой доли железа для Качканарского месторождения

Рис. 15.5. Реальный график изменения массовой доли железа в руде, поступающей на фабрику