9.6. Формы представления фракционных характеристик

Фракционные характеристики как способ описания свойств обогащенной руды всегда использовались для выбора схем и предсказания результатов обогащения. Так как фракционные характеристики по плотности фракций полно характеризовали свойства углей, то для обогащения угля они были развиты в наибольшей мере.

Недостатком представленных характеристик γ(ρ)иα(ρ)является их дискретность, что затрудняет выбор граничной плотности, не совпадающей с граничной плотностью фракций. Решением является изображениеγ(ρ)не в виде гистограммы, а в виде суммарной (кумулятивной) характеристики - аналогичной характеристике гранулометрического состава. Это позволило превратить ступенчатую гистограмму в непрерывную кривую, рис.9.7. По этой кривой можно определить выход всплывших и потонувших фракций при любой произвольной плотности.

Вторым недостатком явилось то, что фракционных характеристик две. Для определения качества всплывшей фракции следует обратиться к зависимости α(ρ)и формулам расчета качества фракций.

Более рациональное представление фракционных характеристик предложено Цыпиным Е.Ф.[38] вслед за Тихоновым О.Н. [39].

В

Рис. 9.7. Фракционная характеристика частная и суммарная

полне логично было бы рассчитать заранее качество продукта и изобразить на этом рисунке не толькоγ(ρ) и α(ρ), но иβ(ρ)иυ(ρ)как для всплывших, так и для потонувших фракций, рис.9.8.

Рис.9.8. Суммарные фракционные характеристики по выходу γ и качеству всплывших υ и потонувших β фракций

О

Рис. 9.9. Типичный вид кривых Анри-Рейнгардта

днако, в свое время Анри и Рейнгардт изобразили эти кривые по другому рис.9.9. Это изображение и носит их имя. Фракционные характеристики они изобразили в осяхγ и β. Так как значения α, β и υ для одних и тех же выходов фракций различны, пришлось нарисовать 3 кривые, да и ось γ была взята не от 0 к 100, а от 100 к 0. В итоге появились известные кривые, а чтобы не потерять разделительный признак – плотность, пришлось ввести еще одну ось δ и изобразить дополнительную кривую для определения плотности.

Вопросам построения и анализа фракционных характеристик в таком виде посвящена большая литература, но нам они кажутся неудобными.

Гораздо яснее использовать либо исходные фракционные характеристики γ(ξ) и α(ξ), либо кумулятивную γ(ρ) с кривыми β(ρ) и υ(ρ), как на рис. 9.8.

Рис. 9.10. Специфические фракционные характеристики (разделительный признак непосредственно не представлен)

В некоторых случаях удобно характеризовать фракции одной величиной – извлечением, например при выщелачивании для фракций разной крупности, рис.9.10. а и при флотации частиц разной крупности, рис.9.10. б. В этом случае речь о качестве концентрата не идет. Такие зависимости дополительно показывают возможности разделительных признаков, в частности растворимости и флотируемости от крупности.

9.7. Фракционирование по крупности

Наиболее известная фракционная характеристика любого продукта – гранулометрический состав. На рис. 9.11. представлена частная и кумулятивная фракционная характеристика.

Э

Рис. 9.11. Фракционная характеристика по крупности.r – частный выход,

R_- – суммарный выход по «минусу»

та характеристика должна быть дополнена α – функцией, но так как фракционную характеристику по крупности используют, в основном, для расчетов процессов дробления, измельчения и классификации, в которых самоцелью является выделение именно выходов различных фракций крупности, то α – функцию не учитывают.

Однако, получение полной фракционной характеристики, т.е. не только γ(d); но и α(d) позволяет по-другому взглянуть на руду и принять новые технологические решения.

Так, известно (считается), что окисленные никелевые руды необогатимы. Поэтому добытая руда с массовой долей никеля >1,3 % поступает в плавку, а руда с массовой долей никеля менее 1,3 % считается некондиционной.

На рис. 9.12. представлена фракционная характеристика никелевой руды по крупности. Средняя массовая доля никеля в руде 1, 21 %, т.е. в целом руда некондиционная.

Установлено, что использование такого разделительного признака, как крупность, позволяет выделить часть руды с массовой долей никеля более 1,3% [40].

На рис.9.12 хорошо видно, как удобно использовать совмещенные суммарные фракционные характеристики. Так, из рис. 9.12. следует, что при желании получить обогащенную руду (концентрат) с массовой долей никеля 1,5 % нужно разделить руду по крупности 2 мм. При этом получим выход концентрата 58,6 %, и хвосты с массовой долей 0,80 %.

И

Рис. 9.12. Фракционная характеристика никелевой руды

спользование селективного разрушения крупных классов руды в роторной дробилке позволило выделить в класс -2+0 мм 81,4 – 92,1 % никеля с массовой долей – 1,58 %. Массовая доля никеля в отвальных хвостах составила 0,5 – 0,9 %.

В итоге предложена схема обогащения с использованием разделительного признака – крупность, позволившая эффективно использовать некондиционную руду, рис. 9.13 [40].

Рис.9.13. Схема обогащения никелевой руды. Разделительный признак - крупность

Аналогичная ситуация складывается при обогащении асбестовой руды [41]. На рис. 9.14. а представлены гранулометрические характеристики асбестовой руды и извлечение асбеста (по плюсу) после II стадии дробления и извлечения асбеста в классы крупности после III стадии дробления рис. 9.14. б. Из него следует, что руда крупностью более 40 мм практически не содержит асбеста.

Рис. 9.14. Зависимость суммарного извлечения асбеста от крупности после второй (а) и третьей (б) стадии дробления

В итоге на асбестообогатительных фабриках используются фрагменты схемы обогащения асбестовой руды с использованием крупности как разделительного признака, рис. 9.15.

Рис. 9.15. Фрагменты схемы обогащения асбестовой руды с использованием крупности как разделительного признака

Обогащение (фракционирование) по крупности используется также при обогащении золота, алмазов для отсева крупных классов, не содержащих самородков или крупных алмазов, при обогащении каолина, а также для удаления необогатимых классов асбеста (-0,5 мм), алмазов (-2 мм) и др.