| Плот-ность, кг/м3 | Выход, % от | Содержание Fe,% | Произве-дение | Всплывшие фракции | Потонувшие фракции | |||||
| класса | руды | Выход,% | Содерж. Fe,% | Произве-дение | Выход,% | Содерж. Fe,% | Произве-дение | |||
| -2750 | 34,3 | 30,27 | 0,6 | 20,58 | 34,3 | 0,6 | 20,58 | 100,0 | 1,68 | 167,727 |
| 2750-2850 | 8,7 | 7,64 | 1,18 | 10,266 | 43,0 | 0,72 | 30,846 | 65,7 | 2,24 | 147,147 |
| 2850-3000 | 6,9 | 6,13 | 1,69 | 11,661 | 49,9 | 0,85 | 42,507 | 57,0 | 2,4 | 136,881 |
| 3000-3200 | 6,7 | 5,87 | 3,48 | 23,316 | 56,6 | 1,16 | 65,823 | 50,1 | 2,5 | 125,220 |
| +3200 | 43,4 | 38,31 | 2,66 | 101,904 | 100,0 | 1,68 | 167,727 | 43,4 | 2,66 | 101,904 |
| Итого | 100,0 | 88,82 |
-для получения марганцевых концентратов с содержанием марганца 40%, 41%, 42%, 43% из всех классов крупности индекс гравитационной обогатимости равен меньше 0,1. что характеризует данный тип руды как легко обогатимую [3,5,7];
-содержание железа во всех концентратных фракциях не превышает 5-6%, а показатель отношения содержания марганца к железу более 7, что соответствует требованию к концентратам используемых для производства ферросплавов[6];
-степень концентрации металла по данной пробе для всех классов крупности составляет: по марганцу 1,9¸1,98(средняя 1,94), а по железу 1,45¸2,9 (средняя 2,18). Степень концентрации по железу возрастает от крупных классов к мелким.
3.1.3 Расчет ожидаемых результатов обогащения
На основании полученных результатов исследований фракционного состава, с целью определения возможных показателей при обогащении данной руды отсадкой по реально действующей технологической схеме выполнен расчет ожидаемых результатов.
Первоначально определяется диапазон крупности совместно обогащаемых классов руды. Согласно техническим требованиям на марганцевые концентраты минимально допустимое содержание марганца в концентрате должно составлять порядка 40%. Для получения концентратов с данным содержанием в реальных условиях, с учетом потерь и засорений, для расчета необходимо принять содержание марганца в концентрате на 2-3% выше чем требуемое. В связи с этим, для расчетов принимаем содержание марганца в концентрате 43% без учета потерь и засорения. По кривым обогатимости (рисунки А.1-А.5) для каждого класса крупности определяются плотности разделения, соответствующие принятому содержанию в потонувшей фракции (концентрате) [2, 4, 5]. Плотность разделения по классам, при содержании марганца в тяжелой фракции 43%, составит: -40+20 мм -3250 кг/м3; -20+10 мм -3200 кг/м3; -10+5 мм 3200 кг/м3; -5+2,5 мм -3250 кг/м3; -2,5+1,25 мм -3250 кг/м3. Следовательно, возможно совместное обогащение различных классов крупности, в том числе и суммарного класса -40+1,25 мм по плотности 3200-3230 кг/м3.
Далее выполняется расчет теоретического баланса продуктов гравитационного обогащения для различных классов крупности. По данным фракционных анализов (рисунки А.1, А.6, А.7) расчитываем теоретические балансы продуктов обогащения для следующих классов крупности; -40+20 мм и -20+1,25 мм (таблица 16) и -40+1,25 мм (таблица 17).
Таблица 16 - Теоретический баланс продуктов гравитационного обогащения для классов -40+20 мм и -20+1,25 мм
| Плотность фракций, кг/м3, продукты | Выход, % от | Содержание Mn,% | Извлечение,% от | ||
| класса | руды | класса | руды | ||
| -3230 +3230 | 57,0 43,0 | 28,99 21,87 | 4,23 43,0 | 14,35 85,65 | 5,7 43,3 |
| класс -40+20мм | 100,0 | 50,86 | 20,9 | 100,0 | 49,0 |
| -3200 +3200 | 55,0 45,0 | 20,55 16,81 | 4,48 43,0 | 11,3 88,7 | 4,24 33,31 |
| класс -20+1,25 мм | 100,0 | 37,36 | 21,81 | 100,0 | 37,55 |
| отсев -1,25+0 мм | - | 11,78 | 24,96 | - | 13,45 |
| Руда | - | 100,0 | 21,7 | - | 100,0 |
| Обогащенная руда | 38,68 | 43,0 | 76,61 |
Таблица 17-Теоретический баланс продуктов гравитационного обогащения суммарного класса -40+1,25 мм
| Плотность фракций, кг/м3, продукты | Выход, % от | Содержание Mn, % | Извлечение, % от | ||
| класса | руды | класса | руды | ||
| -3230 +3230 | 51,15 37,05 | 6,47 43,0 | 17,19 82,81 | 15,25 73,42 | |
| класс -40+1,25мм | 88,22 | 21,81 | 100,0 | 88,67 | |
| Отсев -1,25+0 мм | 11,78 | 24,96 | 11,33 | ||
| Руда | 100,0 | 21,7 | 100,0 |
Далее расчитываются результаты возможного гравитационного обогащения осуществляемого в промышленном аппарате (отсадочной машине). Определенные значения индексов гравитационной обогатимости для отдельных и для суммарных классов крупности меньше 0,1, (таблица 18) подтверждают возможность использования процесса отсадки [7].
Таблица 18- Показатели индексов гравитационной обогатимости
| Содержание Mn в тяжелой фракции,% | Величина индекса гравитационной обогатимости, рассчитанная для различных классов крупности | ||||||
| -40+20 мм | -20+10 мм | -10+5 мм | -5+2,5 мм | -2,5+1,25 мм | -20+1,25 мм | -40+1,25 мм | |
| 0,033 | 0,057 | 0,057 | 0,071 | 0,083 | 0,05 | 0,083 | |
| 0,038 | 0,056 | 0,05 | 0,063 | 0,044 | 0,06 | 0,06 | |
| 0,042 | 0,06 | 0,039 | 0,091 | 0,076 | 0,055 | 0,048 | |
| 0,097 | 0,063 | 0,053 | 0,09 | 0,09 | 0,07 | 0,02 |
Согласно используемой технологии обогащения, отсадке подвергаются следующие классы: -40+20 мм и -20+1,25 мм, а так же, как альтернативный вариант, обогащение широкого класса крупности -40+1,25 мм. Учитывая, что перед обогащением на отсадочных машинах производится классификация руды на данные классы крупности, принимается эффективность грохочения 95%. С учетом принятой эффективности грохочения расчитывается фракционный состав надрешетных продуктов для классов -40+20 мм; -20+1,25 мм и -40+1,25 мм, приведенный в таблицах 19-24.
По результатам расчетов строятся кривые гравитационной обогатимости для надрешетных продуктов классов -40+20 мм; -20+1,25 мм; -40+1,25 мм (рисунки А.8-А.10). Используя данные кривых обогатимости расчитываем ожидаемые результаты отсадки, вышеперечисленных классов. При обогащении отсадкой учитывается величина средневероятного отклонения Е, которая учитывает зависимость между плотностью фракции и их извлечением, аналогичную интегральной кривой нормального распределения случайных величин. Так как отсадке подвергаются
Таблица 19 -Фракционный состав надрешетного продукта класса -40+20 мм
| Плотность фракций, кг/м3 | Класс-40+20 мм | Класс-20+1,25 мм | Надрешетный продукт | ||||||
| Выход, % от | Содержание Mn, % | Выход, % от | Содержание Mn, % | Выход, % от | Содержание Mn, % | ||||
| класса | руды | класса | руды | класса | руды | ||||
| -2750 | 35,32 | 17,96 | 1,65 | 33,0 | 0,62 | 1,87 | 35,24 | 18,58 | 1,66 |
| 2750-2850 | 8,99 | 4,57 | 5,28 | 8,2 | 0,16 | 4,93 | 8,95 | 4,72 | 5,27 |
| 2850-3000 | 7,63 | 3,88 | 14,11 | 6,0 | 0,11 | 16,4 | 7,6 | 3,99 | 14,17 |
| 3000-3200 | 5,86 | 2,98 | 17,34 | 7,7 | 0,14 | 21,04 | 5,9 | 3,13 | 17,52 |
| +3200 | 42,2 | 21,47 | 42,05 | 45,1 | 0,84 | 43,0 | 42,31 | 22,31 | 42,09 |
| Итого | 100,0 | 50,86 | 20,9 | 100,0 | 1,87 | 21,81 | 100,0 | 52,73 | 20,97 |
Таблица 20 -Фракционный состав надрешетного продукта класса -40+20 мм с учетом эффективности грохочения
| Плотность фракций, кг/м3 | Выход, % от | Содержание Mn, % | Всплывшие фракции | Потонувшие фракции | |||
| класса | руды | Сумм. выход, % | Содержание, % | Сумм. выход, % | Содержание, % | ||
| -2750 | 35,24 | 18,58 | 1,66 | 35,24 | 1,66 | 100,0 | 20,97 |
| 2750-2850 | 8,95 | 4,72 | 5,27 | 47,19 | 2,24 | 64,76 | 31,49 |
| 2850-3000 | 7,6 | 3,99 | 14,17 | 51,79 | 4,12 | 55,81 | 35,7 |
| 3000-3200 | 5,9 | 3,13 | 17,52 | 57,69 | 5,5 | 48,21 | 39,08 |
| +3200 | 42,31 | 22,31 | 42,09 | 100,0 | 20,97 | 42,31 | 42,09 |
| Итого | 100,0 | 52,73 | 20,97 |
Таблица 21 -Расчет фракционного состава надрешетного продукта класса -20+1,25 мм
| плотность фракций, кг/м3 | Класс-20+1,25 мм | Класс-1,25+0,0 мм | Надрешетный продукт | ||||||
| Выход, % от | Содержание Mn, % | Выход, %от | Содержание Mn, % | Выход, %от | Содержание Mn, % | ||||
| класса | руды | класса | руды | класса | руды | ||||
| -2750 | 32,94 | 11,69 | 1,87 | 33,3 | 0,2 | 1,83 | 32,95 | 11,89 | 1,87 |
| 2750-2850 | 8,2 | 2,91 | 4,93 | 5,2 | 0,031 | 5,16 | 8,15 | 2,941 | 4,93 |
| 2850-3000 | 6,03 | 2,14 | 16,4 | 4,0 | 0,024 | 13,17 | 6,0 | 2,164 | 16,36 |
| 3000-3200 | 7,75 | 2,75 | 21,04 | 5,8 | 0,035 | 21,4 | 7,7 | 2,785 | 21,04 |
| +3200 | 45,08 | 16,00 | 43,0 | 51,7 | 0,31 | 43,17 | 45,2 | 16,31 | 43,0 |
| Итого | 100,0 | 35,49 | 23,03 | 100,0 | 0,6 | 24,96 | 100,0 | 36,09 |
Таблица 22 -Фракционный состав надрешетного продукта класса -20+1,25 мм с учетом эффективности грохочения
| Плотность фракций, кг/м3 | Элементарные фракции | Всплывшие фракции | Потонувшие фракции | |||
| Выход от кл.,% | Содержание Mn, % | Выход от класса,% | Содержание Mn, % | Выход, % | Содержание Mn, % | |
| -2750 | 32,95 | 1,87 | 32,95 | 1,87 | 100,0 | 23,05 |
| 2750-2850 | 8,15 | 4,93 | 41,1 | 2,48 | 67,05 | 33,47 |
| 2850-3000 | 6,0 | 16,36 | 47,1 | 4,25 | 58,9 | 37,42 |
| 3000-3200 | 7,7 | 21,04 | 54,8 | 6,61 | 52,9 | 39,8 |
| +3200 | 45,2 | 43,0 | 100,0 | 23,05 | 45,2 | 43,0 |
| Итого | 100,0 | 23,05 |
Таблица 23 -Расчет фракционного состава надрешетного продукта класса -40+1,25 мм с учетом эффективности грохочения
| Плотность фракций, кг/м3 | Класс-40+1,25 мм | Класс-1,25+0,0 мм | Надрешетный продукт | ||||||
| Выход, % от | Содержание Mn, % | Выход, %от | Содержание Mn, % | Выход, %от | Содержание Mn, % | ||||
| класса | руды | класса | руды | класса | руды | ||||
| -2750 | 34,3 | 30,27 | 1,74 | 33,3 | 0,2 | 1,83 | 34,30 | 30,47 | 1,74 |
| 2750-2850 | 8,7 | 7,64 | 5,14 | 5,2 | 0,031 | 5,16 | 8,63 | 7,671 | 5,14 |
| 2850-3000 | 6,9 | 6,13 | 14,94 | 4,0 | 0,024 | 13,17 | 6,92 | 6,154 | 14,93 |
| 3000-3200 | 6,65 | 5,87 | 19,16 | 5,8 | 0,035 | 21,4 | 6,65 | 5,905 | 19,17 |
| +3200 | 43,45 | 38,31 | 42,52 | 51,7 | 0,31 | 43,17 | 43,50 | 38,62 | 42,53 |
| Итого | 100,0 | 88,22 | 21,81 | 100,0 | 0,6 | 24,96 | 100,0 | 88,82 | 21,85 |
Таблица 24 -Фракционный состав надрешетного продукта класса -40+1,25 мм с учетом эффективности грохочения
| Плотность фракций, кг/м3 | Элементарные фракции | Всплывшие фракции | Потонувшие фракции | |||
| Выход от кл.,% | Содержание Mn, % | Выход от кл.,% | Содержание Mn, % | Выход, % | Содержание Mn, % | |
| -2750 | 34,3 | 1,74 | 34,3 | 1,74 | 100,0 | 21,85 |
| 2750-2850 | 8,69 | 5,14 | 42,93 | 2,42 | 65,7 | 32,3 |
| 2850-3000 | 6,92 | 14,93 | 49,85 | 4,16 | 57,07 | 36,46 |
| 3000-3200 | 6,65 | 19,17 | 56,5 | 5,93 | 50,15 | 39,43 |
| +3200 | 43,5 | 42,53 | 100,0 | 21,85 | 43,5 | 42,53 |
| Итого | 100,0 | 21,85 |
крупные и ширококласифицированные классы величина Е принимается в диапазоне 0,1-0,15 [7]. К расчету принимается:
Е=0,1 при отсадке класса -40+20 мм;
Е=0,15 при отсадке класса -20+1,25 мм и для суммарного класса -40+1,25 мм.
Для определения пределов диапазонов плотностей потерь и засорений в отсадочной машине используется методика расчета, учитывающая зависимость между эффективной плотностью фракций и их извлечением в продукты, обогащения типа [7]:
(rр- ∆)×к + ∆; (1)
(2)
где rр- плотность разделения, кг/м3; ∆ - плотность среды (∆ = 1000 кг/м3); к-коэффициент, определяемый по формуле 
, а J – погрешность разделения равная 
Расчитываем пределы диапазонов плотностей для ожидаемых результатов обогащения класса -40+20 мм.
Плотность разделения (rр) составляет 3250 кг/м3, тогда погрешность разделения 
коэффициент 
Диапазоны пределов плотностей легких фракций, извлекаемых в тяжелый продукт по формуле (2) составят:
Диапазоны пределов плотностей тяжелых фракций, извлекаемых в легкий продукт по формуле (1) составят:
(3,25-1)×1,045+1=3350 кг/м3; (3,35-1) ×1,045+1=3460 кг/м3; (3,46-1) ×1,045+1=3570 кг/м3; (3,57-1) ×1,045+1=3650 кг/м3.
Для расчета ожидаемых результатов отсадки используются данные кривых обогатимости надрешетного продукта класса -40+20 мм, рисунок 18. Результаты расчета приведены в таблице 25. По расчитанным результатам обогащения составляется практический баланс, который приведен в таблице 26.
Таблица 26 -Практический баланс продуктов ожидаемого гравитационного обогащения класса -40+20 мм отсадкой
| Продукты обогащения | Выход, % от | Содержание Mn, % | Извлечение, % от | ||
| класса | руды | класса | руды | ||
| Легкая фракция | 59,4 | 31,33 | 6,71 | 18,97 | 9,66 |
| Концентрат | 40,6 | 21,4 | 41,85 | 81,03 | 41,3 |
| класс -40+20 мм | 100,0 | 52,73 | 20,97 | 100,0 | 50,96 |
Аналогично расчитываются ожидаемые результаты обогащения отсадкой класса -20+1,25 мм. Для этого расчета используем данные кривых обогатимости надрешетного продукта класса -20+1,25 мм (рисунок А.9). Результаты расчетов приведены в таблице 27.
По расчитанным результатам обогащения составляется практический баланс, приведенный в таблице 28.
Таблица 28 -Практический баланс продуктов ожидаемого гравитационного обогащения отсадкой класса -20+1,25 мм.
| Продукты обогащения | Выход, % от | Содержание Mn, % | Извлечение, % от | ||
| класса | руды | класса | руды | ||
| Легкая фракция | 56,34 | 20,33 | 9,76 | 23,86 | 9,14 |
| Концентрат | 43,66 | 15,76 | 40,2 | 76,14 | 29,2 |
| класс -20+1,25 мм | 100,0 | 36,09 | 23,05 | 100,0 | 38,34 |
На основании данных таблиц 26,28, расчитывается практический баланс обогащения отсадкой классов -40+20 мм и -20+1,25 мм, который приведен в таблице 29.
Таблица 25 -Расчет результатов отсадки надрешетного продукта класса -40+20 мм
| Плотность фракций, кг/м3 | Выход фракции легче верхнего предела, % | Выход данной фракции, % | Извлечение, фракций в легкий продукт. долях един. | Кол-во извлекаемых фракции, % | Средняя плотность, кг/м3 | Среднее содержание Mn, % | Кол-во извлекаемого компонента, усл. ед. |
| -2890 | 49,5 | 49,5 | - | - | - | - | - |
| 2890-2970 | 2,5 | 0,01 | 0,025 | 16,5 | 0,4125 | ||
| 2970-3060 | 54,5 | 2,5 | 0,05 | 0,125 | 17,5 | 2,1875 | |
| 3060-3150 | 1,5 | 0,16 | 0,24 | 4,32 | |||
| 3150-3250 | 0,37 | 1,11 | 18,5 | 20,535 | |||
| 3250-3350 | 0,37 | 1,11 | 41,07 | ||||
| 3350-3460 | 65,5 | 3,5 | 0,16 | 0,56 | 21,84 | ||
| 3460-3570 | 3,5 | 0,05 | 0,175 | 40,05 | 7,009 | ||
| 3570-3650 | 0,01 | 0,05 | 41,5 | 2,075 |
Таблица 27 -Расчет результатов отсадки класса -20+1,25 мм
| Плотность фракций, кг/м3 | Выход фракции легче верхнего предела, % | Выход данной фракции, % | Извлечение, фракций в легкий продукт, долях един. | Кол-во извлекаемых фракции, % | Средняя плотность, кг/м3 | Среднее содержание Mn, % | Кол-во извлекаемого компонента, усл. един. |
| -2680 | - | - | - | - | - | ||
| 2680-2800 | 0,01 | 0,1 | 1,5 | 0,15 | |||
| 2800-2930 | 0,05 | 0,35 | 2,8 | 0,98 | |||
| 2930-3060 | 0,16 | 0,96 | 7,0 | 6,72 | |||
| 3060-3200 | 0,37 | 2,22 | 21,5 | 47,73 | |||
| 3200-3350 | 0,37 | 2,22 | 40,05 | 88,911 | |||
| 3350-3510 | 0,16 | 1,12 | 42,0 | 47,04 | |||
| 3510-3690 | 0,05 | 0,55 | 43,0 | 23,65 | |||
| 3690-3880 | 0,01 | 0,08 | 46,0 | 3,68 |
Таблица 29 -Практический баланс продуктов гравитационного обогащения отсадкой классов -40+20 мм и -20+1,25 мм.
| Продукты обогащения | Выход, % от | Содержания Mn, % | Извлечение, % от | ||
| класса | руды | класса | руды | ||
| Легкая фракция | 59,4 | 31,33 | 6,71 | 18,97 | 9,66 |
| Концентрат | 40,6 | 21,4 | 41,85 | 81,03 | 41,3 |
| класс -40+20 мм | 100,0 | 52,73 | 20,97 | 100,0 | 50,96 |
| Легкая фракция | 56,34 | 20,33 | 9,76 | 23,86 | 9,14 |
| концентрат | 43,66 | 15,76 | 40,2 | 76,14 | 29,2 |
| класс -20+1,25 мм | 100,0 | 36,09 | 23,05 | 100,0 | 38,34 |
| Шламы -1,25+0 мм | 11,18 | 20,77 | 10,7 | ||
| Руда | 100,0 | 21,7 | 100,0 |
Для сравнения аналогично расчитываем ожидаемые результаты обогащения суммарного класса -40+1,25 мм. Плотность разделения для данного класса составляет 3230 кг/м3 (рисунок А.7). Пределы диапазонов плотностей легких фракций, извлекаемых в тяжелый продукт, составляют: 3230-3086кг/м3; 3086-2950 кг/м3; 2950-2820 кг/м3; 2820-2700 кг/м3.
Пределы диапазонов тяжелых фракций, извлекаемых в легкий продукт, составят: 3230-3380 кг/м3; 3380-3540 кг/м3; 3540-3710 кг/м3; 3710-3900 кг/м3.
Для расчета ожидаемых результатов отсадки используются кривые обогатимости надрешетного продукта для класса -40+1,25 мм (рисунок А.10).
Расчет приведен в таблице 30. По полученным результатам расчета составляем практический баланс, который представлен в таблице 31.
Таблица 30 -Расчет ожидаемых результатов отсадки класса -40+1,25 мм
| Плотность фракций, кг/м3 | Выход фракции легче верхнего предела, % | Выход данной фракции, % | Извлечение, долях един. | Количество извлекаемых фракции, % | Средняя плотность, кг/м3 | Среднее содержание Mn, % | Кол-во извлекаемого компонента, усл. един. |
| -2700 | - | - | - | - | - | ||
| 2700-2820 | 0,01 | 0,11 | 0,33 | ||||
| 2820-2950 | 0,05 | 0,3 | 14,5 | 4,35 | |||
| 2950-3090 | 0,16 | 0,96 | 19,2 | ||||
| 3090-3230 | 57,0 | 4,0 | 0,37 | 1,48 | 20,5 | 30,34 | |
| 3230-3380 | 63,5 | 6,5 | 0,37 | 2,405 | 96,2 | ||
| 3380-3540 | 6,5 | 0,16 | 1,04 | 41,5 | 43,16 | ||
| 3540-3710 | 0,05 | 0,45 | 42,5 | 19,125 | |||
| 3710-3900 | 0,01 | 0,14 | 44,5 | 6,23 |
