2.4. Технологические показатели обогащения

Основными технологическими показателями процессов обога­щения полезных ископаемых являются качество и выход продуктов, извлечение ценных компонентов.

Качество продуктов обогащения определяется содержанием ценных компонентов, вредных примесей, гранулометрическим сос­тавом и должно отвечать требованиям, предъявляемым к ним потребителями. Требования к качеству концентратов называются кондициями, регламентируются они ГОСТами, техническими условиями (ТУ) и временными нормами. Кондиции устанавливают среднее и минимально или максимально допустимое содержание различных компонентов в конечных продуктах обогащения и, если необходимо, содержание классов определенной крупности в получаемых продуктах или их гранулометрический состав.

Содержание компонентов в исходном полезном ископаемом (α), полученных концентратах () и хвостах () обычно дается в процентах, а содержание драгоценных металлов – в граммах на тонну продукта (г/т).

Выход продукта обогащения () - количество полученного продукта (концентрата, хвостов), выраженное в процентах или долях единицы к исходному. Суммарный выход всех продуктов обо­гащения должен соответствовать выходу исходного материала, принимаемому за 100 %. При разделении обогащаемого сырья на два конечных продукта – концентрат (с выходом _K) и хвосты (с выходом _ХВ) – это условие записывается равенством (2.1), на­зываемым уравнением баланса продуктов.

_K + _ХВ = 100 %. (2.1)

Считая, что количество ценного компонента в исходном (100) равно его суммарному количеству в концентрате (_K ) и хвостах (_ХВ), можно составить с учетом равенства (2.1) уравнение баланса компонента по исходному мате­риалу и продуктам обогащения

100 = _K  + (100 -_К). (2.2)

Решая уравнение (2.2) относительно _K (в %), получаем зависимости для расчета выхода концентрата и хвостов

_K = 100 (-)/( -); _ХВ = 100 (--)/( -). (2.3) Извлечение () – показатель, обозначающий, какая часть извлекаемого компонента, содержащегося в исходном материале, перешла в концентрат или другой продукт обогащения. Извлечение выражается в процентах, реже – в долях единицы и определяется как отношение массы компонента в данном продукте (_i_i) к его массе в исходном материале (100 ).

Извлечение компонента в концентрат составляет

, % (2.4)

Если выход концентрата неизвестен, то извлечение компонента в концентрат можно рассчитать по уравнению

, (2.5)

полученному подстановкой в уравнение (2.4) выражения для из уравнения (2.3).

Суммарное извлечение каждого компонента во все полученные конечные продукты обогащения составляет 100 %.

Извлечение ценных компонентов в концентрат при обогащении полезных ископаемых составляет от 60 до 95 % и выше.

Степень концентрации (R) – показатель, обозначающий во сколько раз увеличилось содержание полезного компонента в кон­центрате, по сравнению с его содержанием в исходном материале. Определяется как отношение содержания полезного компонента в концентрате (_К) к содержанию его в исходном материале ().

(2.6)

Степень концентрации при обогащении полезных ископаемых может быть от 2 до 100.

Степень сокращения (R) – показатель, обозначающий, во сколько раз масса полученного концентрата (_К) меньше массы переработанного полезного ископаемого.

Степень сокращения при обогащении полезных ископаемых мо­жет составлять от 2 до 50 и более.

Эффективность обогащения () полезного ископаемого при разделении его на два продукта обычно определяется по формуле Ханкокка-Луйкена:

(2.7)

Процесс весьма эффективен» если  > 75 %, эффективен, если  > 50 % и неэффективен, если  < 25 %.

Уровень комплексности использования минерального сырья оценивается обобщающим показателем – коэффициентом комплексно­сти (К_К), представляющим отношение стоимости извлеченных в товарную продукцию полезных компонентов к стоимости полезных компонентов в исходном сырье по единым ценам.

_, (2.8)

где М_ТПi и М_Сi – массовая доля ценных компонентов соответ­ственно в товарной продукции и в сырье; Ц_ОЦi - единые опто­вые цены, установленные на компоненты в товарном виде.

Пример. При обогащении железной руды (магнетитовых кварцитов), содержащей 35 % железа ( = 35 %), получен концент­рат с содержанием железа 65 % ( = 65 %) и хвосты с содержани­ем железа 10 % ( = 10 %). Определить технологические показа­тели обогащения.

Выход концентрата

.

Выход хвостов

.

Проверка:

Извлечение металла в концентрат

.

Извлечение металла в хвосты

.

Проверка:

.

Степень сокращения

.

Степень концентрации

.

Эффективность обогащения определяется с учетом того, что в исходной руде содержится один извлекаемый минерал – магнетит Fe₃O₄. Для данной руды _мин равно отношению содержания желе за в исходной руде к содержанию железа в минерале Fe₃O₄. Пос­леднее в долях единицы равно 0,724 (посчитано по атомным мас­сам элементов Fe и О в Fe₃O₄). Таким образом,

_мин = /0, 724 = 0,35100/0,724 = 48,3.

Тогда

Качественно-количественные показатели характеризуют техническое совершенство технологического процесса обогащения. При прочих равных условиях чем выше содержание ценного компонента в концентрате, его извлечение и показатели степени сокращения и концентрации, тем выше эффективность обогащения.

24