Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности оптимизации глубины обогащения полиметаллических руд

Методические вопросы оптимизации качества концентратов (КК) - глубины обогащения руд - рассматривались в литературе, главным образом, применительно к обогащению однокомпонентного сырья; особенности решения этой задачи при переработке полиметаллических руд изучены не достаточно. На практике выбор рационального уровня КК при обогащении полиметаллических руд определяется интуицией исследователя или планируется от достигнутого уровня.

В литературе описано несколько десятков критериев оптимизации обогатительного процесса [1], большая часть которых оценивает эффективность обогащения только с технической стороны. Из экономических параметров в качестве критериев предлагались прибыль обогатительного и металлургического переделов, себестоимость и приведенные затраты на единицу готового металла с учетом металлургической переработки концентратов (например, в методике, разработанной Механобром и Гипромезом [2]).

Основным недостатком известных методик является то, что они предусматривают сравнение только различных вариантов тонины помола руды, технологии обогащения (с включением дофлотации и без нее и т.п.). При постоянной тонине помола и ли неизменности принципиальной схемы и режима обогащения, например, в условиях действующей фабрики, задача оптимизации КК не ставилась. Между тем, проблема выбора экономически наиболее выгодного качества концентратов существует в пределах любой схемы и режима обогащения и обусловливается, главным образом, возможностью широкого варьирования КК за счет изменения количества перечистных операций.

Методика оптимизации глубины обогащения должна учитывать оба способа управления качеством концентратов: за счет изменения схемы и режима обогащения и за счет изменения количества перечистных операций. Представляется целесообразной следующая постановка и последовательность решения задач (для однокомпонентного и полиметаллического сырья):

определение экономически наиболее эффективного КК из всех возможных, получаемых в пределах каждой технологической схемы обогащения изменением количества перечистных операций;

выбор из всех возможных схем и режимов обогащения экономически наиболее эффективных (оптимальное качество концентрата по выбранному варианту схемы и будет характеризовать оптимальную глубину обогащения данной руды в определенный момент времени).

При исследовании методических вопросов определения оптимального режима обогащения полиметаллических руд С.Х. Ельбисиновым и А.Х. Бинуни отмечена необходимость учета того, что повышение (изменение) качественных показателей по одному из металлов может привести к ухудшению (изменению) показателей по другому металлу. Для таких случаев авторы предлагают метод оптимизации, по которому "определяется оптимум обогащения руд для каждого металла и затем аналитическим путем с использованием вычислительной техники из всего многообразия режимов работы фабрики находится средний оптимум обогащения, соответствующий средней минимальной себестоимости продукции" [3].

Практическое использование этой рекомендации связано со значительными трудностями. Прежде всего необходимо отметить общеизвестную сложность методически обоснованного определения себестоимости отдельных видов продукции при комплексном использовании сырья и громоздкость таких расчетов при большом количестве сравниваемых вариантов и широкой номенклатуре продукции. Во-вторых, в общем случае оптимум всех составных частей не соответствует оптимуму системы в целом. Не ясен также процесс определения средней минимальной себестоимости разнородной продукции. Кроме того, анализ применяемых на фабриках технологических схем обогащения полиметаллических руд показал, что взаимосвязь качества различных концентратов (и других показателей производства отдельных полезных компонентов из полиметаллического сырья) имеет место лишь тогда, когда хвосты перечистных операций одного из концентратов поступают в ветвь получения другого металла с целью доизвлечения последнего. Если хвосты перечистных операций не используются качество отдельных концентратов регулируется обособленно, не оказывая влияния на показатели производства других полезных компонентов.

Оптимизация глубины обогащения полиметаллических руд может быть представлена и решена как известная математическая задача отыскания экстремума функции нескольких независимых и взаимозависимым переменных. Для этого необходимо найти аналитическое решение зависимости величины общих приведенных затрат на производство металлов (с учетом добычи, обогащения и металлургического передела) от содержания полезных компонентов в концентратах.

В общем виде приведенных затраты на добычу и переработку одной тонны полиметаллического сырья с учетом расходов на компенсацию теряемых полезных компонентов (для обеспечения сопоставимости вариантов по объему вырабатываемых продуктов)

, (1)

где L⁰ - приведенные затраты на добычу и обогащение^** Как показали специальные исследования, изменения затрат на обогащение руды при изменении количества перечистных операций очень малы по сравнению с общими затратами на производство металлов, поэтому считаем L⁰ независимой от в_i . 1 т руды, р;

г - выход концентрата, доли ед.;

качество концентрат обогащение руда полиметаллическая

l - приведенные затраты на металлургическую переработку 1 т концентрата с учетом затрат на транспортировку от фабрики до завода, р;

б - содержание компонентов в добытой руде, доли ед.;

- извлечение компонента соответственно обогатительном и металлургическом переделов, доли ед.;

V_i - среднеотраслевые приведенные затраты на получение 1 т компонента (с учетом добычи, обогащения и металлургического передела), р;

в - содержание компонента в концентрате, доли ед.;

i - номер компонента, i Є 1, n.

Представляя данные конкретного предприятия (1) и приравнивая нулю первые частные производные , найдем оптимальный уровень содержания компонентов в концентратах, которым будет соответствовать минимум общих приведенных затрат.

Рассмотрим результаты оптимизации глубины обогащения медно-свинцово-цинковой руды по предлагаемой методике в соответствии с принятой технологической схемой обогащения

;

где в₁ - содержание свинца в концентрате;

в₃ - содержание меди в концентрате.

Для упрощения качество концентратов оценивалось только по содержанию основного компонента. После подстановки исходных данных и соотношения (2) в выражение (1) и приведения подобных членов, получаем

.

Так как дифференцирование по в₁ и в₂ приводит к биквадратным уравнениям, аналитическое решение которых громоздко, используем графический метод решения. Для этого три первых члена полученного уравнения обозначим через L₁, а последний L₂. По графикам функций L₁ и L₂ (рис.1) найдем оптимальное качество свинцового (в₁^опт = 0,50) и цинкового (в₂^опт = 0,45) концентратов. Оптимальное качество медного концентрата определяется из выражения

.

Совокупность этих значений определяет оптимальную глубину обогащения данной руды. При этом минимальные приведенные затраты L_min = 25,96 р/т.

Литература

1. Барский Л.А., Рубенштейн Ю.Б. Кибернетические методы в обогащении полезных ископаемых.М., "Наука", 1970.

2. Чепурных К.С. О методике определения оптимальной степени обогащения железных руд. - "Обогащение руд", 1964, № 3, с.26-29.

3. Ельбисинов С.Х., Бенуни А.Х. Определение оптимального режима обогащения руд цветных металлов. - В кн.: Статьи аспирантов и соискателей. Алма-Ата, МВССО Каз. ССР, 1965, с.70-73.

Размещено на Allbest.ru