Технологія попереднього збагачення марганцевих руд

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ ПОПЕРЕДНЬОГО ЗБАГАЧЕННЯ МАРГАНЦЕВИХ РУД

Азарян Володимир Альбертович

Кривий Ріг - 2003

Анотація

Азарян В.А. Технологія попереднього збагачення марганцевих руд. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.08 - збагачення корисних копалин, Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2003.

Обґрунтовано можливість розробки комплексної технології попереднього збагачення окисних, карбонатних і змішаних марганцевих руд.

Для встановлення можливості застосування комплексного фото- і гамма-гамма методів попереднього збагачення марганцевих руд визначені первинні фактори, що впливають на інформативність фото- і гамма-випромінювання. Як первинні фактори у роботі досліджено повний речовинний склад руд, масова частка марганцю, щільність, гранулометричний склад, вологість, контрастність і структурно-текстурні особливості руд.

За результатами досліджень розроблені технологічні схеми попереднього збагачення марганцевих руд. При цьому для сортування змішаних руд необхідно застосувати фотометричний метод і як критерій порога поділу використовувати відбивні властивості змішаних марганцевих руд, а для сортування окисних і карбонатних руд застосувати гамма-гамма метод.

Ключові слова: попереднє збагачення, гамма-випромінювання, інверсійна зона, ефективний атомний номер, фотометрія, ядернофізичні методи.

Аннотация

Азарян В.А. Технология предварительного обогащения марганцевых руд. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.08 - обогащение полезных ископаемых Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2003.

Обоснована возможность разработки комплексной технологии предварительного обогащения окисных, карбонатных и смешанных марганцевых руд. Рассмотрены основные критерии формирования предобогащения.

Для установления возможности применения комплексного фото- и гамма-гамма методов предобогащения марганцевых руд определены первичные факторы, влияющие на информативность фото- и гамма-излучения при взаимодействии этих полей с марганцевыми рудами. В качестве первичных факторов в работе исследованы полный вещественный состав руд, представленный как эффективный атомный номер, массовая доля марганца, плотность, гранулометрический состав, влажность, контрастность и стуктурно-текстурные особенности руд.

Теоретически и экспериментально доказано, что в комплексной технологии предварительного обогащения марганцевых руд целесообразно использовать ядернофизические и фотометрические методы в условиях подземной добычи и на обогатительных фабриках.

По результатам исследований физико-химических свойств и сортировки окисных, карбонатных и смешанных руд фотометрическим и радиометрическим методом разработаны технологические схемы предварительного обогащения марганцевых руд. При этом для сортировки смешанных руд, необходимо применить фотометрический метод и в качестве критерия порога разделения использовать отражательные свойства смешанных марганцевых руд, а для сортировки окисных и карбонатных руд применить ядернофизический метод.

Получены основные закономерности изменения контрастности окисных, карбонатных, окисно-карбонатных руд, а также интенсивности интегрального потока отраженного фото и гамма-излучения в зависимости от физико-химических свойств марганцевых руд, что позволило разработать комплексную технологию предобогащения и испытать макеты фотометрического и радиометрического сепараторов.

Ключевые слова: предварительное обогащение, гамма-излучение, инверсионная зона, эффективный атомный номер, фотометрия, ядернофизические методы.

Abstract

Azaryan V.A. Development of technology of preliminary enrichment of manganous ores - manuscript.

Thesis for the degree of the candidate of technical sciences in speciality 05.15.08 - dressing of mineral resources - Krivoy Rog Technical University, Krivoy Rog, 2003.

The possibility of elaborating the complex technology of the preliminary dressing of oxides, carbonaceous and blended ores has been substantiated.

There is theoretically and experimentally proved the expediency of application of nuclear-physical and photometric methods in the complex technology of the preliminary dressing of manganese ores under condition of underground mining and at ore dressing plants. Besides, the photometric methods are to be applied for blended ore classification and reflective properties of blended manganese ores are to be used as the criteria of the separation threshold while nuclear-physical methods are to be applied for sorting the oxides and carbonaceous ores. There has been stated the basic regularity of alternation of contrast range of oxides, carbonaceous and blended ores, as well as the intensity of the integral flow of the reflected photo and gamma radiation depending on physical and chemical properties of manganese ores, which has provided for the possibility of elaborating the complex technology of the preliminary dressing and testing the models of photometric and radiometric separators.

Scale: Radiation, Inversion a zone, Effective nuclear number, Photometer, Preliminary enrichment, Nucleus-physical methods, Neutron-Activation a method.

1. Загальна характеристика дисертаційної роботи

Актуальність роботи. Запаси марганцевих руд в Україні складають близько 3 млрд. тон. Основні обсяги зосереджені в Нікопольському і Велико-Токмацькому родовищах. Приблизно 90% запасів припадає на важкозбагачувальні змішані і карбонатні руди.

Найбільш коштовними вважаються концентрати, що одержують з окисних руд, але їхні запаси вичерпуються і, за прогнозами, до 2010 року будуть цілком відпрацьовані.

Для підвищення технічних та техніко-економічних показників збагачення марганцевих руд необхідна підготовка вихідної сировини, тому обґрунтування ефективної технології попереднього збагачення є важливою задачею.

Проблема підвищення якості марганцевого концентрату дуже актуальна. Одним з можливих шляхів її рішення є обґрунтування і розробка технології попереднього збагачення, яка містить у собі селективну вибірку, а також оперативний контроль і керування якістю мінеральної сировини з використанням спеціальних фізичних методів. При цьому відтинається гірська маса, в якої масова частка цінного компонента нижче, ніж встановлені порогові значення, що дає можливість виділити технологічні типи руд і одержати значний економічний, соціальний і екологічний ефект.

Технологія попереднього збагачення марганцевих руд дозволить мінімізувати втрати і засмічення руд при видобутку і підвищити якість концентратів при збагаченні.

До методів попереднього збагачення відносяться ядернофізичні і фотометричні методи. Аналіз наукових праць свідчить, що для ефективного застосування цих методів у технології попереднього збагачення марганцевих руд недостатньо досліджені закономірності взаємодії радіаційних і оптичних полів з гірськими породами, що враховують такі показники, як повний речовинний склад мінеральної сировини, вміст корисного компонента, щільнісні характеристики, вологість, гранулометричний склад.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана автором відповідно до цільових галузевих програм "Розробка методів і засобів оперативного контролю і керування якістю мінеральної сировини" від 06.06.1996 р. і 07.07.2000 р., а також відповідно до держбюджетної НДР, виконаної в 1997-2002 р. (№ держреєстрації 0197U017672) по темі № 30-55-97 "Разработка теоретической и технической базы для создания комплекса технических средств контроля физико-механических и химико-минералогических характеристик сырья и продуктов обогащения полезных ископаемых".

Ідея роботи полягає в застосуванні результатів взаємодії оптичних і радіаційних полів з гірськими породами.

Метою роботи є обґрунтування і розробка технології попереднього збагачення марганцевих руд для підвищення якості концентрату при збагаченні.

Завдання дослідження для досягнення поставленої мети в роботі визначені і вирішені наступні задачі:

дослідження закономірностей, що враховують результати взаємодії радіаційних і фотометричних полів з різними типами марганцевих руд у залежності від їх фізико-хімічних властивостей;

дослідження закономірностей, що впливають на параметри датчиків та джерел випромінювання, а також геометрії виміру інтенсивності інтегрального потоку розсіяного фото- і гамма-випромінювання;

розробка математичної моделі оптимізації геометричних параметрів виміру інтегрального потоку розсіяного гамма-випромінювання;

дослідження і класифікація факторів, які впливають на точність оперативного контролю масової частки марганцю у вихідній руді і концентраті;

розробка математичної моделі сортування марганцевих руд для встановлення відповідності між масовою часткою корисного компонента та інтегральним потоком розсіяного гамма-випромінювання;

обґрунтування та розробка технологічних схем попереднього збагачення окисних, карбонатних і змішаних марганцевих руд в умовах підземного видобутку, а також збагачувальної фабрики.

Об'єкт дослідження - окисні, карбонатні та змішані марганцеві руди Нікопольського та Велико-Токмацького родовищ.

Предмет дослідження - закономірності між ефектами взаємодії радіаційних та оптичних полів і фізико-хімічними властивостями гірських порід.

Методи досліджень - теоретичні та інструментальні: планування експериментів, математична обробка їх результатів, хімічний аналіз речовинного складу руд. Використано теорії взаємодії радіаційних та оптичних полів з гірськими породами. Для математичної обробки результатів досліджень застосовувалися методи найменших квадратів і факторного аналізу. При оптимізації геометричних параметрів блоку реєстрації фото- і гамма-випромінювання, відбитого від контрольованої гірничої маси, використаний математичний метод моделювання.

Наукові положення

Використання оптико-фізичних властивостей та некогерентного розсіяного гамма-випромінювання для сортування окисних, карбонатних та змішаних руд на продукти збагачення в умовах підземної розробки та збагачувального виробництва дозволяє знизити втрати та засмічення марганцевої сировини при видобутку та підвищити її якість при переробці.

Підвищення ефективності сепарації марганцевих руд досягається визначенням координати точки інверсії та вибору максимального інтегрального потоку розсіяного випромінювання за допомогою математичних моделей оптимізації геометричних параметрів вимірювальної системі та критерію розпізнання образів ("руда-порода").

Наукова новизна полягає в тому, що:

встановлено основні закономірності взаємодії радіаційних і фотометричних полів з марганцевими рудами, які враховують у комплексі, на відміну від раніше відомих, повний речовинний склад мінеральної сировини, масову частку корисного компонента, щільність, вологість і гранулометричний склад;

розроблено математичні моделі оптимізації геометричних параметрів виміру інтенсивності інтегрального потоку розсіяного гамма-випромінювання, котрі дозволяють визначити координати точки інверсії відбитого випромінювання та підвищити точність сепарації марганцевих руд;

розроблено технологію попереднього збагачення окисних, карбонатних і змішаних марганцевих руд, яка передбачає комплексне застосування радіометричної і фотометричної сепарації.

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується використанням сучасних теорій і експериментальних даних взаємодії радіаційних і фотометричних полів з гірськими породами, лабораторними випробуваннями з використанням еталонів, методик за держстандартами та високоточної сучасної апаратури; результатами аналітичних досліджень з побудовою математичних моделей досліджуваних процесів, а також промисловими випробуваннями методів попереднього збагачення марганцевих руд в умовах Чкалівської збагачувальної фабрики ВАТ "Орджонікідзевський ГЗК" і шахти № 1 Таврійського ГЗК, при цьому розбіжність між отриманими теоретичними та практичними даними не перевищила величини 1.78% абс.

Наукове значення полягає у встановленні закономірностей та практичному застосуванню результатів взаємодії оптичних і радіаційних полів з гірськими породами для обґрунтування і розробки технологічних схем попереднього збагачення мінеральної сировини.

Практичне значення роботи полягає в тому, що обґрунтовано технологічні схеми попереднього збагачення марганцевих руд в умовах підземного видобутку; розроблена і випробувана комплексна технологія попереднього збагачення окисних, карбонатних і змішаних марганцевих руд. Виготовлені і випробувані діючі моделі приладів радіометричного і фотометричного сортування марганцевої руди Таврійського й Орджонікідзевського ГЗК. Вперше на збагачувальній фабриці Орджонікідзевського ГЗК випробувано і впроваджено метод оперативного контролю якості продуктів відсадження як елемент технології попереднього збагачення, що дозволяє підвищити якість концентратів вищих сортів.

Особистий внесок автора. Наукові результати роботи отримані автором самостійно. Виготовлення моделей сепараторів, а також їх випробування здійснювалося при особистій участі автора.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи і наукові результати досліджень були подані й обговорені на міжнародних симпозіумах - "Якість-96" (12-15 листопада 1996 р., м. Кривий Ріг), "Якість-99" (12-17 липня 1999 р., м. Ялта.), "Якість-2002" (30 листопада - 1 грудня 2002 р., м. Кривий Ріг), науково-технічної конференції "Проблеми оперативного контролю якості руд" (КТУ, 3-4 червня 1998 р., м. Кривий Ріг), науково-технічних радах Таврійського та Орджонікідзевського гірничо-збагачувальних комбінатів (1990-1993 р.) і державної акціонерної компанії "Укррудпром" (1999-2002 р.), науково-технічної конференції "Проблеми оперативного контролю якості руд" (КТУ, 24-27 листопада 2001 р., Кривий Ріг), на "Форумі гірників-2002" (16-19 жовтня 2002 р., Національний гірничий університет, м. Дніпропетровськ).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 16 наукових праць, у тому числі: 14 наукових статей в фахових виданнях і два патенти України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів, висновків і додатків. Робота викладена на 190 ссторінках машинописного тексту, містить 50 рисунків, 22 таблиці, 6 додатків на 23 сторінках, список використаної літератури з 117 найменувань на 11 сторінках.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві: [1, 2, 3] - розроблена методологія оперативного контролю і управління якістю руд чорних металів, досліджені фактори, що впливають на точність оперативного контролю якості мінеральної сировини; [5, 7] - отримані основні закономірності зміни контрастності, а також інтенсивності інтегрального потоку відбитого фото- і гамма-випромінювання; [6] - обрані оптимальні параметри взаємного розташування джерела, датчика і проби; [10] - розроблена математична модель вибору координат точки заінверсійної зони; [13] - розроблена методика формування комплексної технології попереднього збагачення марганцевих руд.

2. Основний зміст роботи

У вступній частині обґрунтована актуальність роботи, її зв'язок з науковими програмами, сформульовано мету і задачі досліджень, наведено наукові положення, новизна, апробація результатів досліджень, наукова і практична цінність отриманих результатів.

Розділ 1 містить результати аналізу літературних джерел по темі дисертації.

За даними Большакова А.Ю., Товстенка Ю.Г., Очкура А.П., Мокроусова В.А. і інших на процес збагачення руд припадає 20...35% експлуатаційних витрат, 20...30% капітальних вкладень і 16...29% живої праці в гірничо-металургійній галузі, а втрати витягу при традиційному методі збагачення змішаних марганцевих руд досягають 40%, при цьому засмічення концентрату складає більш 10%.

У роботах Малахова Г.М., Губіна Г.В., Близнюка Г.І., Ярославцева В.Ф., Товстенка Ю.Г., Балдіна С.А., Большакова А.Ю., Волощука С.Н., Єгіазарова Б.Г., Ревнівцева В.І., Крапивського Є.І., Лемана Є.П., Полуляха О.Д. наведені результати теоретичних і експериментальних розробок, що підтверджують доцільність і економічну ефективність застосування методів оперативного контролю і управління якістю мінеральної сировини. У цих роботах як критерій поділу використовується тільки масова частка корисного компонента без урахування речовинного і мінералогічного складу руд. Даний критерій поділу не може бути використаний без додаткових досліджень при формуванні технології попереднього збагачення марганцевих руд.

Теоретичні аспекти радіометричних методів і конструктивні особливості сепараторів розглянуті в роботах Мокроусова В.А., Остроумова Г.В., Кузнєцова А.П., Гольбека Г.Р., Архіпова О.А., Лілеєва В.А., Літвінцева Е.Г., Тіщенко К.І., Цибулевського Ю.Є. В якості інформаційних ознак використовуються масова частка корисного компонента і контрастність мінералів, що утворюють руди, по показникам відбитого гамма- та фото-випромінювання. Але без обліку повного речовинного складу мінеральної сировини, тобто без ефективного атомного номера, ці методи не можуть бути повноцінно використані для поділу марганцевих руд на продукти збагачення.

Близькими аналогами розробки технології попереднього збагачення марганцевих руд є роботи Каширного Г.І., Проняєва В.Н., Ципіна Е.Ф., Wylil A.W., Eisler P.L., Мокроусова В.А., Литвинцева Е.Г., Тищенко К.І., Тимофєєвої М.Х. та ін. У цих роботах наведено результати досліджень фотометричного сортування окисно-карбонатних руд. Але, як і в попередніх роботах, відсутня технологія попереднього збагачення змішаних марганцевих руд в умовах підземного видобутку і на збагачувальних фабриках.

Аналіз збагачуваності різних технологічних типів марганцевих руд, приведений у роботах Литвинцева Е.Г., Тіщенка К.І., Тимофєєвої М.Х., Карпецької Н.Н. показує, що не вдається одержати чисті карбонатні й окисні концентрати. Це викликано тим, що карбонати знижують масову частку марганцю в окисних концентратах, а бідні різновиди окисних руд у карбонатних концентратах збільшують відсоток кремнезему і зменшують частку основ (CaO+MgO). У публікаціях Тітлянова Є.А. приведені результати попереднього збагачення з використанням гамма-абсорбційного методу. Недоліком цього метода є необхідність у постійної величезності кусків гірничої маси. Крім того, використання джерела цезій-137 знижує поріг чутливості, тому що при цьому на інтенсивність пройденого гамма-випромінювання впливає щільність, а не масова частка марганцю, що також приводить до зниження ефективності попереднього збагачення.

Аналіз літературних джерел по темі дослідження показав, що недоліки існуючих методів збагачення марганцевих руд створюють об'єктивні передумови для розробки технології попереднього збагачення, що забезпечує можливість мінімізації втрат марганцю при видобутку та засмічення концентрату, а також створює умови для раціонального використання мінеральних ресурсів.

У розділі 2 наведені результати досліджень фізичних властивостей марганцевих руд і одержано закономірності взаємодії радіаційних і фотометричних полів з гірськими породами.

Для встановлення можливості комплексного застосування фото- і гамма-гамма методів попереднього збагачення марганцевих руд визначені первинні фактори, що впливають на інформативність фото- і гамма-випромінювання при взаємодії цих полів з марганцевими рудами. Як первинні фактори в роботі досліджено повний речовинний склад руд, представлений як ефективний атомний номер, масова частка марганцю, щільність, гранулометричний склад, вологість, структурно-текстурні особливості руд, а також контрастність утворюючих руди мінералів по показникам відбитого гамма- та фото-випромінювання.

Ефективний атомний номер Z_еф визначається елементним складом мінеральної сировини і не залежить від особливостей хімічних зв'язків та фізичного стану середовища. Z_еф дозволяє багатокомпонентну гірничу масу розглядати як двокомпонентне (бінарне) середовище, що складається з корисного компонента і наповнювача, або як квазібінарне середовище Для встановлення бінарності чи квазібінарності обчислюємо С як відношення ефективних атомних номерів проби і наповнювача. Якщо С>1.2, середовище є бінарним, при цьому забезпечується поділ вихідної руди на продукти попереднього збагачення з імовірністю 95%. Якщо ж 1.1<С<1.2, то контрольоване середовище квазібінарне і ядернофізичні методи не забезпечують ефективне попереднє збагачення.

За результатами досліджень встановлено, що для гірничої маси з вмістом окисних руд С>1.47, карбонатних C>1.35. Змішані марганцеві руди по відношенню їх складових мають C<1.07. Отже, гірнича маса з окисними або карбонатними марганцевими рудами відноситься до бінарних середовищ, а змішані руди - до квазібінарних. Тому для їх поділу на окисні та карбонатні різновиди необхідно застосувати інший метод.

З цією метою був досліджений фотометричний метод. Зв'язок речовинного складу з оптичними характеристиками мінералів є підставою для ідентифікації кусків руд по відбивній здатності мінералів, що їх складають. В результаті дослідження відбивної здатності окісних і карбонатних руд отримані наступні дані: контрастність (М) по показнику відбитого фото-випромінювання окисних руд змінюється у межах 0.3...0.35, карбонатних руд - у межах 0.4...0.5. Контрастність змішаних руд змінюється у межах - 1.32...2.1, що дозволяє віднести ці руди до висококонтрастних і здійснити їхній якісний поділ фотометричним методом.

Результати дослідження і класифікації повного речовинного складу, масової частки, щільності, гранулометричного складу, вологості, контрастності і структурно-текстурних особливостей марганцевих руд дозволяють зробити висновки: ефективне попереднє збагачення марганцевих руд можливо забезпечити тільки комплексним методом - для сортування змішаних руд необхідно застосувати фотометричний метод, а для окисних і карбонатних марганцевих руд доцільно застосувати гамма-гамма метод.

У розділі 3 наведені результати досліджень основних факторів, що впливають на ефективність попереднього збагачення марганцевих руд, а також математична модель оптимізації параметрів геометрії виміру розсіяного гамма-випромінювання. Дослідженнями встановлено, що на точність сортування та оперативного контролю якості марганцевих руд найбільш впливають: геометричні параметри датчика, джерела гамма-випромінювання, захисних контейнерів; кути падіння і реєстрації гамма-випромінювання; енергія, активність, період напіврозпаду джерела та інтенсивність первинного гамма-випромінювання.

Інтенсивність гамма-випромінювання, що падає на досліджувану поверхню, розраховується по формулі:

, імп/сек,

Де Q - активність джерела гамма-випромінювання;

h - відстань від детектора до досліджуваної поверхні;

- кут падіння гамма-випромінювання на досліджувану поверхню;

dS - площа "плями" потоку гамма-випромінювання на поверхні.

Інтенсивність потоку гамма-випромінювання, відбитого від досліджуваної поверхні, що досяг детектора, знаходиться по формулі:

, імп/сек.,

Де В - перемінна, яка не залежить від геометричних параметрів;

R - відстань від джерела до детектора.

Залежність інтенсивності інтегрального потоку розсіяного гамма-випромінювання від відстані "джерело-проба" має форму дзвону, на вершині якого знаходиться точка інверсії. Заінверсійна зона менш чутлива до зміни відстані "джерело-проба", тому в даній роботі досліджується можливість підвищення точності сортування марганцевих руд з використанням саме цієї зони. При цьому координати точці інверсії визначаються по формулі:

, мм

Інтенсивність інтегрального потоку розсіяного гамма-випромінювання в точці інверсії обчислюється по формулі:

, імп/сек.

Ширина інверсійної зони розраховується по формулі:

мм.

Формула дозволяє побудувати математичну модель, за допомогою якої можливо розрахувати максимальну ширину інверсійної зони.

Результати дослідження первинних і вторинних інформаційних ознак різних типів марганцевих руд дали можливість для формування технології попереднього збагачення марганцевої руд.

У розділі 4 досліджена розробка елементів попереднього збагачення марганцевих руд, до яких можна віднести селективну виїмку, радіометричну сепарацію та фотометричне сортування.

Проведення випробувань діючої моделі радіометричного сепаратора та аналіз їх результатів показав, що підвищення масової частки марганцю складає в середньому 3.5%, а ефективність сортування змінюється від 0.8 до 0.92 у залежності від ступеня засмічення руди.

У табл. 1, 2 приведені показники результатів радіометричної та фотометричної сепарації, відповідно, як елементів технології попереднього збагачення.

Таблиця 1. Результати попереднього збагачення марганцевих руд методом радіометричного сортування

№ проб	Вага проб, кг	Mn, %	Руда	Порода	Ступінь засмічення проби "порожньою породою", %
			Вихід, %	Mn, %	Вихід, %	Mn, %
Окисна	2150	21.3	78	24.5	22	9.95	25
Карбон.	1730	18.8	63	22.8	37	11.99	39.5
Окисна	1820	27.6	81	31.6	19	10.55	17.9

Таблиця 2. Результати попереднього збагачення змішаних марганцевих руд методом фотометричної сепарації

№ п/п	Вага проби, кг	Масова частка Mn, %	Продукти збагачення
			Окисні	Карбонатні
			Mn, %	Вихід, %	Mn, %	Вихід, %
1	191	24.63	34.1	29.5	20.67	70.5
2	184	22.7	32.3	37.7	16.89	62.3
3	207	25.3	37.5	35.3	18.64	64.7

За результатами досліджень фізико-хімічних властивостей і сортування окисних, карбонатних і змішаних руд фотометричним і радіометричним методом розроблені технологічні схеми попереднього збагачення марганцевих руд.

У розділі 5 приведені результати промислових випробувань пристрою оперативного контролю масової частки марганцю в продуктах збагачення, який є елементом технології попереднього збагачення, на Чкалівській збагачувальній фабриці ВАТ "Орджонікідзевський ГЗК".

Для промислових випробувань було відібрано більш 100 проб у діапазоні масової частки марганцю від 8 до 49%, вологості проб 10...30%. Середня розбіжність між результатами хімічного аналізу і показаннями пристрою склала 0.68% абс., а надійність апроксимації R² при цьому 0.97. Встановлено, що зміна вологості марганцевих руд на один відсоток приводить до зміни показання пристрою на 0.2...0.25%. Враховуючи, що вологість марганцевих руд на різних стадіях переробки змінюється в широких межах (від 10 до 30%), то з метою підвищення точності контролю якості передбачено розробити кілька пакетів прикладних програм.

За результатами досліджень технології попереднього збагачення марганцевої руди була розроблена, виготовлена і випробувана, при участі автора, система безперервного контролю якості концентрату на конвеєрі другого елеватора, що зневоднює, відсаджувальної машини МО-212 в умовах Чкалівської збагачувальної фабрики ВАТ "Орджонікідзевський ГЗК".

Величина середньоквадратичного відхилення між показниками мікропроцесорної системи і результатами контрольних вимірів складає 1.54%.

Основні висновки

У дисертаційній роботі дано нове рішення актуальної наукової задачі по розробці технології попереднього збагачення марганцевих руд.

Основні науково-практичні результати роботи:

1. Встановлено основні закономірності взаємодії радіаційних і фотометричних полів з марганцевими рудами, які враховують у комплексі повний речовинний склад мінеральної сировини, масову частку корисного компонента, щільність, вологість і гранулометричний склад.

2. Розроблено математичні моделі оптимізації геометричних параметрів вимірювальної системі та критерію розпізнання образів ("руда-порода"), які дозволяють визначити координати точки інверсії відбитого випромінювання та підвищити ефективність попереднього збагачення марганцевих руд.

3. За результатами досліджень та класифікації факторів, що впливають на точність оперативного контролю масової частки марганцю, обґрунтовано та розроблено технологію попереднього збагачення окисних, карбонатних і змішаних марганцевих руд, яка передбачає комплексне застосування радіометричного і фотометричного сортування.

4. Використання радіометричного та фотометричного сортування підвищує масову частку корисного компоненту в марганцевій в руді на 3.5% і 6...17%, відповідно.

5. Для стабілізування процесу відсадки використано комбіноване розвантаження концентрату за допомогою радіометричного сортування, що дозволяє зменшити втрати при збагаченні до 10%.

6. Економічний ефект від впровадження комплексної технології попереднього збагачення складає 66.9 тис. грн. на один пристрій за рахунок збільшення виходу концентратів вищих сортів на 65 тис. т за рік, а сумарний річний розрахунковий економічний ефект від повномасштабного впровадження комплексної технології попереднього збагачення марганцевих руд тільки на ВАТ "Орджонікідзевський ГЗК" складе 333.5 тис. грн.

марганцевий руда підземний

Список опублікованих здобувачем робіт з теми дисертації

Азарян В.А, Азарян А.А. Проблема оперативного контроля и управления качеством руд черных металлов //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 1995 -№ 56. - С. 28-38.

Азарян А.А., Азарян В.А., Серебреніков В.М., Красуля О.С. Спосіб оперативного контролю та управління технологічними параметрами при переробці мінеральної сировині на конвеєрі та пристрій для його реалізації //Патент України № 20840А, Інститут держпатентної експертизи, г. Київ, 1995.

Азарян В.А, Трачук А.А. Исследование зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения от массовой доли марганца, влаги, гранулометрического и минерального состава концентрата //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 1998 - № 64. - С. 77-81.

Азарян В.А. Система автоматического контроля качества минерального сырья на конвейере. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 1998 - № 67. - С. 93-97.

Азарян В.А, Трачук А.А., Азарян Р.С. Методика исследований возможности использования гамма-гамма метода оперативного контроля качества марганцевых руд. //Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. - 1998 - № 66. - С. 84-88.

Азарян В.А, Трачук А.А. Исследование влияния массовой доли марганца и расстояния между детектором и поверхностью рассеивателя на интенсивность рассеянного гамма-излучения. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 1998 - № 67. - С. 87-89.

Азарян А.А., Азарян В.А, Цыбулевский Ю.Е. Устройства контроля загрузки конвейерной ленты. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 1999 -№ 68. - С. 100-105.

Азарян В.А. Исследование физических свойств смешанных марганцевых руд. //Сб. науч. тр. "Качество минерального сырья" - Кривой Рог. КТУ -2000. - С. 74-85.

Азарян В.А Исследование возможности сортировки марганцевой руды при подземной добыче в условиях Таврического ГОКа. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 2001 - № 74. - С. 93-100.

Азарян. А.А., Серебреников В.М., Колосов В.А., Азарян В.А. Математическая модель оптимизации геометрических параметров устройств контроля качества минерального сырья //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. -2001 -№ 75. - С. 73-78.

Азарян А.А., Азарян В.А., Болтенко Ю.І., Василенко В.Є., Горностаев А.В. Пристрій оперативного контролю вмісту корисного компонента в мінеральній сировині//Патент України № 45607А, Інститут держпатентної експертизи, г. Київ, 2001.

Азарян В.А, Цыбулевский Ю.Е. Автоматическое разделение минерального сырья фотометрическим методом. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. -2001 -№ 76. - С. 77-80.

Назаренко В.М., Азарян В.А. Комплексная сортировка и обогащение марганцевых руд. //Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 2002 -№ 78. - С. 77-80.

Азарян В.А. Испытание системы оперативного контроля массовой доли марганца в условиях ЧОФ ОГОКа //Сб. науч. трудов "Качество минерального сырья" -Кривой Рог. КТУ -2002. -С. 46-50.

Азарян В.А. Разработка технологии предварительного обогащения марганцевых руд.// Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию ГНИГРИ. - Кривой Рог: ГНИГРИ, 2003. - С. 250 - 256.

Размещено на Allbest.ru

...