1. Расчет качественно-количественных схем переработки полезных ископаемых

1.1. Общие положения

Расчет качественно-количественных схем переработки полезных ископаемых сводится к нахождению выхода и количества (массы) всех продуктов переработки, массовой доли и извлечения компонентов в них. Исходными данными для расчета являются технологическая схема переработки полезного ископаемого и ряд значений технологи-

ческих показателей, задаваемых перед началом расчета.

В качестве задаваемых показателей для расчета могут служить массовые доли (содержания) компонентов в продуктах, извлечения ценных компонентов в продукты обогащения, реже – выходы продук-

тов обогащения. Обязательно задается производительность фабрики или отделения по исходной руде (т/ч или т/год). В определяемое по вы-

ражению (1.1) число задаваемых показателей производительность не входит. Задание исходных показателей для расчета качественно-коли-

чественных схем может проводиться на основе имеющейся информа-

ции об исходной руде, требованиях к качеству получаемых концентра-

тов и извлечениях ценных компонентов в них. Перед началом расчета все продукты схемы должны быть пронумерованы. Нумерацию лучше осуществлять сверху вниз и слева направо.

В расчетах качественно-количественных схем обогащения, проводимых студентами при выполнении курсовых и дипломных проектов, рекомендуется задавать только массовые доли (содер-

жания) ценных компонентов в продуктах разделения. Эти данные определяются по результатам опробования продуктов на обогати-

тельной фабрике, либо задаются преподавателем. Общее количес-

тво задаваемых показателей для расчета качественно-количествен-

ных схем обогащения определяется следующим образом:

N_o6щ= c (n_p – a_p + 1) – 1, (1.1)

где с – количество расчетных компонентов (расчетными компонента-

ми являются ценные компоненты – медь, железо, цинк и пр. и, обяза-

тельно, «твердое» – перерабатываемая руда); п_р – количество продук -

тов разделения в рассчитываемой схеме (цикле); а_р – количество операций разделения в схеме (цикле).

Количество показателей, задаваемых для продуктов разделения, определяется по выражению:

N_пp = с (п_р – а_р). (1.2)

Количество показателей, задаваемых для руды (исходного про-

дукта)

N_p = N_o6щ – N_пp. (1.3)

Общее количество показателей, задаваемых для расчета качественно-количественных схем измельчения

N_o6щ = c (n_p – a_p + 1) + (п_изм – 1), (1.4)

где п_изм – количество операций измельчения в схеме.

Количество показателей, задаваемых для операций измельчения равно числу операций измельчения в схеме:

N_изм = п_изм. (1.5)

Количество показателей, задаваемых для продуктов разделения (классификации)

N_пр= c (n_p – a_p). (1.6)

Количество показателей, задаваемых для руды (исходного продукта)

N_p = N_общ – N_изм – N_пp. (1.7)

Расчет качественно-количественных схем можно осуществлять общим и итерационным методами.

Сущность общего метода расчета схем состоит в составлении и решении систем уравнений баланса по выходам и ценному компонен-

ту для всех операций схемы. В начале расчета составляется система уравнений для исходного и конечных продуктов схемы. Количество неизвестных в системе должно соответствовать числу уравнений в системе. Если такого соответствия нет, схема «разбивается» на отдель-

ные части (циклы), для которых такое соответствие будет иметь место. Дальнейший расчет производится снизу вверх по схеме. В конце рас-

чета осуществляется проверка. Расчет рекомендуется проводить от-

дельно по циклам (медному, цинковому, пиритному и др.) по основно-

му компоненту цикла (меди, цинку, сере). Значения технологических показателей рассчитываются с точностью до второго знака после запя-

той. Если в схему обогащения (флотации, магнитной сепарации и др.) включены циклы доизмельчения продуктов, то в начале расчета они «исключаются» из схемы и расчет производится только для операций обогащения. После этого операции доизмельчения «досчитываются» с учетом полученных технологических показателей.

Итерационный метод расчета (метод последовательного прибли-

жения) состоит в последовательном циклическом расчете технологи-

ческих показателей для всех операций сверху вниз по схеме, при этом выходы всех циркулирующих продуктов в начале расчета принимают-

ся равными нулю. Расчет осуществляется с использованием уравнений балансов и их производных, изучаемых студентами в рамках техноло-

гического курса. В конце каждого «просчета схемы» (итерации) осу-

ществляется проверка – условие выхода из цикла, согласно которому сумма выходов всех конечных продуктов схемы должна быть равна выходу исходного продукта. Если это условие не выполняется, произ-

водится повторный расчет схемы по тому же принципу, что и в преды-

дущей итерации, но с учетом полученных в ней значений технологи-

ческих показателей, в том числе и для циркулирующих продуктов.

Итерационный расчет схем лучше выполнять с использованием компьютера. Для этого необходимо составить программу расчета, опе-

раторами которой будут являться соответствующие уравнения балан-

сов. В программе должен быть организован соответствующий цикл с заданием исходных показателей и условия выхода из цикла. Данный расчет может быть выполнен на кафедре обогащения полезных ископаемых при участии консультанта раздела.