1.4 Кен байытудың технологиялық көрсеткіштері

Бір ғана көрсеткіш арқылы кенді байытудың технологиялық көрсеткіштерін бағалауға болмайды.

Байыту үдірісін толығымен сипаттаушы бірнеше негізгі көрсеткіштерді ескеру қажет. Негізгі көрсеткіштерге мыналар жатады:

- бастапқы шикізаттағы және байыту өнімдеріндегі компоненттердің құрамы;

- байыту өнімінің шығымы;

- байыту өніміндегі компоненттерді алу;

- пайдалы компоненттің концентрат дәрежесі және байыту кезінде жеткізілетін қысқарту дәрежесі;

- байыту тиімділігі.

Компоненттің құрамы деп компонент массасының өнім массасына қатынасын атайды. Компоненттердің құрамы негізінде химиялық талдаумен анықталады және процентпен (%), бірлік бөлік немесе бағалы металдар үшін тоннадағы грамм (г/т) мөлшерімен көрсетіледі. Компоненттердің құрамын грек әріптерімен көрсету қабылданған: α (альфа) – бастапқы кендегі металдың құрамы; β (бета) – концентраттағы немесе өнеркәсіптік өнімдегі металдың құрамы; φ (тэта) – қалдықтағы (үйіндідегі) металдың құрамы.

Байыту өнімінің шығымы деп алынған өнім массасының бастапқы шикізаттың қайта өндеудегі массасына қатынасын атайды. Өнім шығымдары процентпен немесе бірлік бөлікпен көрсетіледі және γ (гамма) әрпімен белгіленеді.

Байыту өніміндегі компоненттерді алу деп өнімдегі компонент массасының бастапқы пайдалы қазбадағы сол компонент массасына қатынасын атайды. Компоненттерді алу процентпен немесе бірлік бөлікпен көрсетіледі және ε (эпсилон) әрпімен белгіленеді.

Концентрат дәрежесі немесе байыту дәрежесі деп концентраттағы пайдалы компонент құрамының оның бастапқы шикізаттағы құрамына қатынасын атайды. Концентрат дәрежесі (немесе байыту дәрежесі) бастапқы шикізаттағы компонент құрамымен салыстырғанда концентраттағы пайдалы компонент құрамының неше есе өскенін көрсетеді. Концентрат дәрежесі К әрпімен белгіленеді. Неғұрлым концентрат дәрежесі мен компоненттерді алу жоғары болса, соғұрлым байыту үдірісінің тиімділігі жоғары болады.

Қысқарту дәрежесі деп кен массасының одан алынған концентрат массасына қатынасын атайды. Яғни, ол концентрат массасының кен массасынан неше рет аз екенін көрсетеді. Қысқарту дәрежесі R әрпімен белгіленеді.

Байыту тиімділігі деп іс жүзінде алынған концентраттағы бағалы заттың массасының өсуінің теориялық түрде бағалы зат концентратқа толық бөлінгендегі массасының өсуіне қатынасын айтады. Байыту тиімділігі байыту үдірісінің іс жүзінде идеальдыға жақындалу дәрежесін сипаттайды. Бұл көрсеткіш процентпен немесе бірлік бөлікпен көрсетіледі және Е әрпімен белгіленеді.

Пайдалы қазбаларды байытудың барлық технологиялық көрсеткіштері бір-бірімен тығыз байланысты. Сондықтан бір көрсеткіштің мағынасын (мәнін) біле тұра, есептік жолмен басқа көрсеткіштердің мәндерін табуға болады. Егерде бізге бастапқы шикізаттағы және байыту өнімдеріндегі пайдалы компоненттің құрамы белгілі болса, онда байыту өнімінің шығымын, концентраттағы пайдалы компонентті алуды және т.б. есептеуге болады.

Егерде бастапқы шикізаттың массасын Q_Ш, байыту өнімдерінен алынған концентраттың массасын Q_K, және қалдықтың (үйіндінің) массасын Q_Ү деп белгілесек, онда концентрат шығысын γ_К және үйінді шығысын γ_Ү төменгі формулалар бойынша анықтауға болады:

γ_К = 100 Q_K / Q_Ш; γ_Ү = 100 Q_Ү / Q_Ш.

Байыту өнімдерінің ақырғы шығыстарының қосындылары бастапқы шикізаттың шығысына тең болатындықтан, оларды 100 % қабылдай, қайта өнделген материалдың балансын келесідей құрауға болады:

Q_Ш = Q_K + Q_Ү, немесе γ_Ш = γ_К + γ_Ү.

γ_Ш = 100 % тең екенін біле тұра, келесідей жазайық:

γ_К + γ_Ү = 100. (1.1)

Байыту өнімдеріндегі бағалы компонент массасының қосындысы бастапқы шикізаттағы оның массасына сәйкес болуы қажет. Бұл жағдайға бағалы компоненттің балансы деген атау беру қабылданған:

100 α = γ_К β + γ_Ү φ.

γ_Ү = 100 ^_ γ_К болғандықтан, келесідей болып шығады:

γ_К = 100 (α - φ) / (β - φ). (1.2)

γ_К = 100 - γ_Ү жағдайынан, келесідей болып шығады:

γ_Ү = 100 (β - α) / (β - φ).

Пайдалы компоненттен концентрат алу ε_К (%) келесі формула бойынша анықталады:

ε_К = γ_К β / α. (1.3)

Үйіндіні алу үшін ε_Ү (%) келесі формула қолданылады:

ε_Ү = γ_Ү φ / α. (1.4)

Егерде концентраттың және үйінділердің шығысы белгісіз болса, онда (1.3) және (1.4) формулалар келесі түрді қабылдайды:

ε_К = 100 β (α - φ) / [α (β - φ)];

ε_Ү = 100 φ (β - α) / [α (β - φ)].

Концентрат дәрежесі (байыту дәрежесі) төменгі формула бойынша анықталады:

К = β / α. (1.5)

Егерде концентрат шығысы бірлік бөлікпен көрсетілсе, онда қысқарту дәрежесі келесі формула бойынша анықталады R = 1 / γ_К. Егерде концентрат шығысы процентпен көрсетілсе, онда қысқарту дәрежесі келесі формула бойынша анықталады:

R = 100 / γ_К. (1.6)

Байыту тиімділігі Е (%) келесі формула бойынша анықталады:

Е = γ_К (β - α) / [α β_М^-1 (β_М - α)], (1.7)

мұндағы β_М – минералдағы пайдалы компоненттің құрамы, %.

(1.7) формула келесі түрді құрайды:

Е = (ε_К - γ_К) / (1 - α β_М^-1).

Бұл формулада бөлімше 1 - α β_М^-1 бірлік бөлікпен көрсетілген бастапқы шикізаттағы бос жыныстың құрамын білдіреді.

Кенді анықтауда бұл шама кейбір кезде тұрақты болады, онда байыту тиімділігін анықтау үшін қысқартылған кескінді қолдануға болады:

Е = ε_К - γ_К.

Қазіргі байыту фабрикаларында технологиялық көрсеткіштер байыту үдірістерін критериялық бағалауда қызмет атқарады.

Мысал. Байыту фабрикасына тәулігіне 5000 т мыс кені жеткізіледі. Бағалы минерал халькопирит. Бастапқы кендегі халькопириттің құрамы α₁ = 4 %, концентраттағы мыстың құрамы β = 22 %, ал үйіндідегі құрамы – φ = 0,2 %.

Байыту өнімінің шығымын, мыстан концентрат және үйінді алу, концентрат және қысқарту дәрежесін, байыту тиімділігін анықтау қажет етіледі.

Мыста халькопириттің құрамы (β_М) ≈ 34 % құрайтыны белгілі, онда бастапқы кендегі мыстың құрамы α келесіні құрайды:

α = α₁ β_М / 100 = 4 ^. 34 / 100 = 1,36 %.

(1.1) – (1.7) формулалар бойынша мыналарды анықтаймыз:

γ_К = 100 (α - φ) / (β - φ) = 100 (1,36 – 0,2) / (22 – 0,2) = 5,32 %;

γ_К + γ_Ү = 100 %; γ_Ү = 100 – 5,32 = 94,68 %;

ε_{К =} γ_К β / α = 5,32 ^. 22 / 1,36 = 86,06 %;

ε_{Ү =} γ_Ү φ / α = 94,68 ^. 0,2 / 1,36 = 13,94 %; К = β / α = 22 / 1,36 = 16,2;

R = 100 / γ_К = 100 / 5,32 = 18,8;

Е = γ_К (β - α) / [α β_М^-1 (β_М - α)] = 5,32 (22 – 1,36) / [1,36 ^. 34^-1 (34 – 1,36)] = 84,1 %.

Бір тәулікте алынған концентраттың массасы

Q_K = 0,01 Q_Ш γ_К = 0,01 ^. 5000 ^. 5,32 = 266 т.

Бір тәулікте алынған үйіндінің массасы

Q_ү = Q_Ш - Q_K = 5000 – 266 = 4734 т.