книги из ГПНТБ / Серго, Е. Е. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных фабриках учеб. пособие

Когда опробованию подвергается мелкозернистый мате­ риал, находящийся в старых высоких отвалах, отвал разби­ вают на квадраты размером 30—50м2, в центре которых же­ лоночным буром пробуривают скважины. Материал, полу­ ченный из каждой скважины, поступает в среднюю пробу.

Отбор товарных проб из железнодорожных и других транспортных сосудов. Товарная проба отбирается для опре­ деления качества отгружаемой потребителям продукции (исходной руды, концентрата и т. д.). Каждой шахте, руд­ нику, обогатительной фабрике устанавливаются ГОСТы или временные нормы на качество отгружаемой продукции. На основании данных анализа товарных проб осуществля­ ются приемка или браковка продукции, а также взаимо­ расчеты между поставщиками и потребителями.

Отбор товарных проб угля из железнодорожных вагонов производят от партии массой более 300 т. Если суточная производительность шахты или обогатительной фабрики (по рядовому углю, концентрату и др.) составляет меньше 300 т, разрешается накапливать пробу до тех пор, пока размер партии не достигнет 300 т.

Товарную пробу отбирают от каждой отгружаемой пар­ тии угля. Она составляется из отдельных частичных проб (порций), набираемых из всех вагонов партии.

Масса порций зависит от максимального размера кусков опробуемого угля:

составлять примерно 0,06 dmах, мм.

Количество отбираемых порций в пробу принимают со­ гласно данным табл. 7. Если опробуемая партия угля любой зольности имеет массу менее 300 т, то количество порций должно быть не менее 15.

Точки отбора порций определяют по схеме (рис. 9). Точ­ ки 1, 2, 3, 13, 14, 15 располагаются на расстоянии 1 ж от ло­ бовых стенок вагона, точки 4, 5, 6, 10, 11, 12 — на равном расстоянии от крайних и средних точек, точки 7 и 9 — на

61

на число вагонов. При этом отбирается не менее одной пор­ ции. Порции отбираются последовательно из каждого вагона.

Согласно табл. 7 необходимо отобрать 30 порций. От каждо­

Отбор товарных проб из вагонов рекомендуется произво­ дить механизированным способом. Новогорловским маши­ ностроительным заводом выпускается установка OB, состо­

62

ящая из прббоотборника с крышкой; винта, нижний конец которого связан с отводным рычагом крышки; редуктора; электродвигателя для внедрения пробоотборника в слой угля на 400 мм. при закрытом ковше, а затем еще на 200 мм при открытом ковше. Все это закреплено на каретке, кото­ рая перемещается по рельсам портала, поперек ж.-д. путей. Пробоотборник состоит из клиновидного захвата с крышкой и электродвигателя с редуктором [8].

После установки каретки в точке отбора пробы включа­ ется механизм внедрения пробоотборника и отбирается про­ ба. Затем крышка захвата закрывается, и пробоотборник с пробой поднимается в верхнее положение. Крышка откры­ вается, и проба ссыпается в воронку, расположенную на ка­ ретке. Затем каретка перемещается в другую точку отбора пробы, и цикл повторяется. По окончании отбора всех пор­ ций общая проба подвергается разделке в проборазделочной машине.

Крупность опробуемого угля 0—150 мм, максимальная влажность до 12%, масса порции 5-^10 кг, время отбора од­ ной порции 20—25 сек, глубина отбора проб 0,5—0,7 м, мас­ са одной лабораторной пробы 0,5—1,3 кг.

Ручной отбор проб из вагонов допускается в исключи­ тельных случаях. Порции отбираются из ямок на глубине 0,4 м, а при крупности опробуемого материала до 25 мм — с поверхности угля. Отбор товарных проб угля из шахтных вагонеток, применяемых для рельсового и монорельсового транспорта, производится в течение смены или суток. Число порций должно быть не менее 30. Масса порций применяет­ ся такая же, как и при опробовании угля в ж.-д. вагонах.

Отбор товарных проб железных и марганцевых руд, их концентратов, агломератов и окатышей осуществляется

впунктах сдачи и приемки товарной продукции. Перечи­ сленные виды продукции далее называются рудой. ГОСТом предусмотрен механический способ опробования руды из потока ее. К ручному отбору проб товарной руды следует прибегать в тех случаях, когда невозможно организовать механическое опробование. Отбор проб руды, погруженной

ввагоны, морские, речные суда и баржи, допускается про­ изводить вручную.

При отборе проб из вагонов количество порций принима­ ется согласно табл. 8. Это количество делится на число ва­ гонов с рудой, и частное округляется до целого числа в боль­ шую сторону. Число порций отбирается из каждого вагона

63

в морские и речные суда отбор порций должен производиться

синтервалом через установленное число рабочих циклов, величина которого определяется по формуле

где г — интервал отбора порций; М — масса опробуемого материала, т; тм— масса материала, перемещенного за один цикл погрузочного механизма, т \п — количество пор­ ций согласно табл. 8.

Частичные пробы отбираются вручную с интервалом г от руды из мест взятия ее или от руды, высыпанной на спе-

64

Таблица 8

Характеристика однородности руды

циальную площадку. Порции отбираются из вновь образо­ ванной поверхности материала.

При отборе товарных проб руд цветных металлов и их концентратов применяется несколько вариантов размещения

мое число частичных.проб отбирается из каждого вагона. Точки отбора располагаются в шахматном порядке, по осям буферов, по диагоналям или конвертом. Это наиболее точный и самый трудоемкий способ ручного опробования ма­ териала в вагонах. Применяется он тогда, когда требуется точный контроль качества продукций каждого вагона.(не­ равномерные по содержанию руды цветных и благородных металлов).

П о в т о р о м у в а р и а н т у проба отбирается от маршрута, примерно так же, как и при опробовании руд

черных^ металлов. Расположение точек отбора частичных проб такое же, как и в первом варианте. Второй вариант менее трудоемок, чем первый, так как сокращается число частичных проб.

По т р е т ь е м у в а р и а н т у от маршрута отбира­ ется всегда равное число частичных проб независимо от числа вагонов в маршруте. Число частичных проб п от каждого вагона определяется по формуле

где N — общее минимально необходимое число частичных проб; т — число вагонов.

Точки отбора частичных проб располагаются по осям бу­ феров. Этот способ наименее трудоемок из всех способов ручного вагонного опробования.

Отбор проб угля из штабелей. Поверхность штабеля ус­ ловно делят параллельными его основанию линиями на рас­ стоянии 0,5 м одна от другой; нижняя линия проводится на расстоянии 0,25 м от основания штабеля. На каждой из этих линий через 2 м друг от друга намечают точки для от­ бора порций в штабельную пробу. В точках выкапывают лунки глубиной 0,4 м и со дна их отбирают по одной порции в пробу. Масса порции определяется делением общей массы пробы на число точек. Общая масса пробы при однородном составе угля принимается не менее 400 кг на каждые 100т; при опробовании неоднородного и загрязненного породой угля массу пробы увеличивают до 600 кг на 100 т. В этом случае расстояние между лунками должно быть не брлее 1,5 м.

Таким образом производят отбор проб от штабелей, име­ ющих высоту до 2 м. При большей высоте штабеля пробу отбирают во время погрузки угля послойно. После отгрузки верхнего слоя высотой 1,5 м отбирают следующую пробу и т. д.

Отбор проб, руды из штабелей. При систематическом опробовании штабелей и отвалов по мере наращивания их пробы отбирают так. По склону отвала условно проводят ряд параллельных основанию линий на расстоянии, кото­ рое зависит от толщины нарощенного слоя в течение суток: при толщине слояют 13 до 30 см расстояние между линиями принимают равным 2 м, при толщине более 30 см — 1,5 м. На параллельных линиях через каждые 1,5 м намечают точ­

66

ки, в которых отбирают порции в пробу методом вычерпы­ вания. Таким образом опробуется вся партия руды й отби­ рается средняя проба.

§ 3. ОПРОБОВАНИЕ ПОТОКОВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Отбор пробы сыпучего полезного ископаемого, находя­ щегося в движении, обычно производят методом сечений. Сущность его заключается в том, что некоторая часть потока материала при транспортировании на конвейерах или по желобам, а также при перегрузке непрерывно или пери­ одически, через определенные (равные) промежутки вре­ мени, отбирается в пробу. Этот метод наиболее точный.

Различают продольный и.поперечный методы сечений. Метод продольных сечений заключается в том, что движу­ щийся поток материала делится на ряд струй по его длине, в пробу отводят одну или несколько чередующихся струй. Метод поперечных сечений состоите том, что по мере движе­ ния потока материала от него через равные промежутки вре­ мени отсекают в пробу порции материала, пропорциональ­ ные толщине потока.

Первый метод применяется при опробовании мелкозер­ нистого или достаточно однородного по плотности и круп­ ности материала. Неоднородный материал при движении под­ вергается сегрегации, что обуславливает нарушение одно­ родности потока в поперечном сечении и снижает точность опробования, так как в пробу поступает материал не из всего сечения потока.

Более точным считается метод поперечных сечений, полу­ чивший широкое распространение на практике.

В тех случаях, когда опробованию подвергается слишком большой поток и его необходимо разделить на струи, при­ меняют комбинированный метод сечений, представляющий собой сочетание продольного и поперечного сечений.

На точность опробования методом поперечных сечений влияет только неоднородность потока в продольном направ­ лении. Чем резче меняется содержание полезного компонен­ та в опробуемом материале и толщина потока в продольном направлении, тем чаще должно производиться отсекание порций в пробу.

Отбор пробы методом поперечных сечений осуществляет­ ся ручным или автоматическим способами.

При рт^шом отборе пробы применяются ковши, черпаки, ящики и т. д. С помощью этих средств движущийся поток

материала пересекается в поперечном направлении. Если пробоотборное устройство не охватывает всего потока, то его подставляют попеременно в разные слои потока.

Средства и методы, применяемые при ручном отборе проб, отличаются примитивностью, не обеспечивают достаточно высокой точности опробования и требуют значительных за­ трат труда.

При автоматическом опробовании обеспечиваются более качественные результаты отбора и разделки проб, что весьма важно при контроле технологических процессов на обогати­ тельных фабриках.

Автоматические пробоотбиратели по принципу действия подразделяются на два типа:

стационарные пробоотбиратели (сократители) — непре­ рывно отсекающие часть материала в. пробу в продольном направлении потока;

механические пробоотбиратели — отбирающие пробу по­ перечным сечением всего Потока, через определенные интер­ валы времени.

Стационарные пробоотбиратели (сократители) могут быть применены для мелкозернистых однородных материалов. От­ бираемая этими аппаратами проба тут же сокращается.

Существует много различных конструкций таких пробоотбирателей, работающих по принципу отсекания в пробу части материала в продольном направлении потока [10].

Вследствие явления сегрегации материала в потоке по­ добные пробоотбиратели дают искажения в представитель­ ности отбираемой пробы, поэтому они получили ограничен­ ное применение, главным образом для сокращения уже ото­ бранных проб после их предварительного измельчения.

Механические пробоотбиратели. В угольной и горноруд­ ной промышленности применяют механические пробоотби­ ратели различных конструкций. Эти аппараты классифици­ руются по конструкции и технологической характеристике. По конструкции пробоотбиратели могут быть разделены на секторные, ковшовые, шиберные и др.

По технологической характеристике различают пробо­ отбиратели с постоянной величиной произведения массы ча­ стичной пробы за одну отсечку на число отсечек в единицу времени и пробоотбиратели с переменным значением ука­ занных величин.

К механическим пробоотбирателям предъявляются сле­ дующие основные требования:

68

соблюдение весовых норм при отборе пробы; равномерное движение отсекателя поперек потока мате­

риала; обеспечение равных интервалов между отдельными отсеч­

ками и постоянной частоты отсечки; обеспечение отбора в пробу кусков полезного ископае­

мого всех размеров; небольшая высота;

простота конструкции, обеспечивающая легкий доступ ко всем частям пробоотбирателя для наблюдения за его работой, очистки и ремонта.

Институтом «Механобр» разработаны типообразные ряды механических пробоотбирателей для представительного опробования дробленых руд и пульп [17].

Отечественный и зарубежный опыт опробования потоков дробленых руд и пульп подтверждает необходимость приме­ нения механических пробоотбирателей с прямолинейным равномерным движением прТ)боотсекающего устройства.

Масса пробы, отбираемой таким пробоотбирателем, долж­ на быть не меньше минимальной массы представительной пробы, а количество отбираемых частичных проб за период отбора пробы — не меньше их минимального числа.

Воспользовавшись формулами (19) и (49), можно полу­ чить следующие зависимости:

рость движения пробоотсекающего устройства, м/сек-, пмех — число частичных проб, отбираемых пробоотбирателем за

час ^/7мех = —^ ) ; Т — период отбора пробы, ч.

Минимальное число частичных проб может быть рассчи­ тано также с помощью вариационного коэффициента (фор­ мула 11):

где t — коэффициент гарантии точности опробования, обыч­ но принимается t — 2; V — коэффициент вариации, равный

69

10—30%; Дхот — допустимая относительная погрешность опробования, величина которой обычно принимается равной 3%; Т—время опробования (обычно принимается равным 8 ч).

Производительность опробуемого потока Q на современ­ ных обогатительных фабриках колеблется от 200 до 1500 т/ч. Крупность дробленого исходного материала составляет от 10 до 50 мм. Скорость движения пробоотсекающего устрой­ ства ѵк для большинства механических пробоотбирателей находится в пределах 0,5—1,5 м/сек. Коэффициент К в фор­ муле (19) принимается по ГОСТ—14180—69 в пределах 0,06—0,20.

Ширина пробоотсекающего устройства b > 3d, где d — максимальная крупность зерен опробуемого материала.

Согласно ГОСТ 14180—69 максимальное число частич­ ных проб (в зависимости от неоднородности опробуемой ру­ ды) п = 480. Тогда масса пробы, отбираемой механическим пробоотбирателем за час:

Так как создать типоразмер пробоотбирателя, который обеспечивал бы отбор проб в таком широком диапазоне, не­ возможно, то рекомендована следующая группировка пара­ метров механического опробования [171:

70