автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Физико-теоретическое обоснование нового разделительного признака радиометрической сепарации минералов и разработка технологии обогащения угля для месторождений Вьетнама

Ш.ОТЕГ РОССЙЙСКОИ ?'Т,1ШРА1Ш по МЕТАЛЛУРГИИ

ОРДЕНА ТШЮЗОТС КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДДГСТТШШй НАУЧ1Ю-ИОСЛЕДОЗАТ271ЬСКЯЯ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ МЕХАШПЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ¡Л 3 X А Н О Б Р

' ' ° 0 я

На правах рукописи

'■-'•г • - ' .

ТА 30АН ЧЖ

фЛаИКО-ТЕОРШЧЕСКОЗ ОБОСНОВАШЖ НОВОГО, рлздшшшого ПРИЗНАКА рлджштвивской СЭ1АРАЦИИ МИНЕРАЛОВ и РАЗРАБОТКА. ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ ДЛЯ . ... ' МВСТОРСЖШИЙ ВЬЕТНАМА • '

Специальность Об. 15.08 - Обогащение полознцх искоиавм?«

Автореферат диссертанта на сопокпнив ученой птепени кандидата технических наук

Саякг-Петербург; 1993

..' Работа' вьиоднеиа на кафедре обогащения подезннх ископаемых Санкт-Петербургского ордена Ленина, ордена Окгябрьокой Революции и ордена Трудового Красного Знвмони Государственно--го горного шйтитута им.Г.В.Плеханова (Технического университета).

Научный -уковож*тель - чяен-корр. РАЕН, доктор технических

наук, проф. Тихонов О.Н.

' Офтцнаяьние оппоненты: доктор геолого-мшшралогических

наук, профессор Леман Е.П.

; кандадат технические наук • Чвркицкяй Л.П.

Ведущее предприяЕтие - "Гипронипемехаллоруд"

■ - " (/бгае.

Защита состоится ■"■/# " /^ША? 1953 гТУЯа"ааседаига1 специализированного совета Д 139.62.01 в Научно-исследовательском и проектном институте механической обработки полезных ис-копаег.шх "Механобр" по адресу: 193026, г.Санкт-Петербург, 21-я линии, дом 8а. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института ''Механобр".

Автореферат разослан "У " е/ОсЯ_ГЭ93 г.

Ученый секретарь ' ; Специализированного совета '/а/Хоботова Н.П.

/

- 3 -

ОБШ ХАРЛКГЕ^Ш РАБОТЫ '

Уюяьние МСОТОРОЗДЙШТЯ Я;"4,Т«Г0Я ОДНИМ ИЗ_асновнвос источников топлит.чнх ресурсов .народного хозяйства каждой етранн. К ра-зличнед категориям ухячй предъяа."ишгсч определенные требования-по кач'.ству л^сду'апм, когорте даяакш удовлетворять техническим яуздам• промшяанннк объектов ~ потребителей. Для уелопча .Вьетнама особенно ьолин ¡фупнке портоои-з антрациты, которые идут на, гаяяфякаиюэ и на экспорт Я'доля которых но зеллкя в исходном " рядовой угле. .

Астуг&аоЗть работп загШтется в том, что она способст-. ьует пояаашта качества й сохргллосп: крупного сортового антрацита, то есть решает ванную проблему, стоящую перед отраслью угольной промчшямшостй Вьетяейза. - ... .

Ичль в'ыпатеенноЦ шботк. Йа доном особенностей поведения раатачнь.. миноратов под воздействием Гаша-яаяучеаил, выражат»-цкхся через пИтенбяймссти вторичного рассеянного я-злучения, -обосновать ношй тшдздитмьмн? нрйзирк св1шр5цлоялого .роиес-за пря обог&цёкая аеродиоактнаакх полезнкх ископаемы» радиоквт-рлчеаг'зл методегл и разработать техноябгачеокае схемы родяомет-ричоокого обогащения г.рупшяг клзиоов антрацита мэсуоргслски! ¡Зьетнама.

Основные задачи ксслодованяя: - •■

I, Выполнять . а«акятичес1<ую ойекку существующие радиометрических методов обогашашш и идявлга сиенюГяку исходного рядового антрап-гга мосторашжнЗ Зьета.чма дчя 014»деления зозмпогёдга яршенония рпдцоме. ркчэокого Метода обогащения данного вида зкрья;

3, На основе ^.юкго-теоротического анализа езяямодзйствия вторя--того раеоелвыого гамма*>излучёняя о веществом гор!ШХ пород I минералов обосновать разделит ошшй признак для оортчровкй (тле1,* гаша-Г£.\г:а-:-.чтодом:

3. Провести яклпзрпт1С?ггальяу» пр^чер^у раздалительяогс знаке на образцах углей из месторождений Вьетнама;

4. Раяр&батагь ъмхмолотбокйе схеш обогащения крупных классов аятрагита хестораадеяяй Потешна е применением рацяоиа-ррйческсго метода сортировал'

Новизна научно;! работч заключайся в том, что я ней'разработай новый разделительный признак ирг рариометрическоп обо-

гащешги горных пород методом рассеянного гамма-излучения, основанный на измерении спектрального соотношения иитенсивпостей " двух гадаа-лини'й однократно рассеянного излучения одного радиоизотопного источника в длинноволновой част« спектра, которое оо тается неизменяемым для.каждого минерала. Показано, что величина этого отиоке'.пм является линейной функциий эффективного атомного номера к не зависит от изменения размеров кусков иетянзкля геометрических условий измерения.

На основе этого признака предложен новый епоооб обогащения углей, эффективность которого г - Уверена на образцах угля из месторождений Вьетнама.

Практическая ценность работы:

1. Дан новый варант усовершенствования технологии обогащения к контроля качества полезных ископаемых по обратно-расое-янному излучении. _

2. Дана оценка нереп чтив применения нового метода обогащения, угле» месторождений Вьетнама.

3. Разработана технологическая схема обогащения антрацита месторождений Вьетнама,

/ обация.' Основные положения и результат» диссертшнюшю! работы докладывались на российско-польской научной конференции "Новые решения в технике и технологии обогащения полезных ископаемых", ноябрь 1922 г., Санкт-Петербург,

Объем работ«. Диссертационная работа состоит из введения, шести глаз, заключения, приложения и описка литература. Текстовая часть работи изложена на ¿18 страницах машинописного текста и содержит 28 рисунков, 44 таблицы и 3 приложена. Библиографический список оодеретг 29 названий работ на русском и иностранных языках.. ,' ь

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

(• , . -

Во введении обосновьвается актуальность работы и формирую: ся основные положения, определяющие научную и прикладную ценность работы.

В первой главе представлен аналитический обзор существующих методов радиометрического' обогащения, рассмотрены процессы взаимодействия излучения "с веществом и описана принципиальная схема радиометрического обогащения. Приведена классификация тле-тодов радиометрического обогащения по Мокроусову В.А. и Лилее-

55 ГчА. Охарактеризована фгззгчеокая сущность процесса обогащения гадаа-гадаа-методш.

Во втотх)й главе дается характеристика и специфика псход-;ого сырья (каменного угля) как предмета обогащения по традвди-VHHUM разделительным свойствш - плотности ji . .

В этой связи рассмотрены схвмы проведения сигового аналк-:а v. исследование на обогатимость по национальному стангзргу.. &етнэш TCW 251-86 и TGVN 252-86 для углей мвсторондеюк анлапа Куангюшьского бассейна. Результате сетоаого'анягаза к >учной порояоразборка крупных классов углей показывают,, что:

*- Содержание антрацитов и сростков в крупных классах +50 мм) мало, прячем зольность сростков сравнительно высока.

- Содержание углей классов менее 13 ш высокое.

Идя рядового угля месторождения Танлапа каблвдавгек провес сааднзмельчвния крупного куска антрацита и некоторых зи-ов сростков, шеяцих в себе угольные прослои.

Исследование на обогатямость проведено с плотность» раздз-ения а интервале 1,4*2,0 г/смя с сагом 0,1 г/см3 для рядового гля и для ¡самого класса. Зольность углей определена по ГОСТу Svn 173-75.

Результаты исследования показывают, что содоряаниз антракта в крупных классах исходного сырья невелико: I « в классе Лта 0,03 % в рядовом угле для класса 120-250 мм 4,25 % в классе или 0,10 % в расовом угле для класса ВО-ХЗОюл 7,55 % в классе или 0.2S % в рядовом угле (фракции менее -

1.5 г/см3) для масса £0-80 т " •

15,02 в классе или 1,21 % в рт<-<пп*,х угле для класса 25-50км то же время'как содержание с p<w> wis "оответственко составляет: 5,38 % в класса или 0,15 % а рядовом угле доя класса 120-250 7 % в классе штаг 0,16 % в рядовок угле для класса 80-120 мм

5.6 % в классе или 0,21 % в рядовом угле (фмкшш 1,54-2,0 г/см3) .для класса 50-80 мм

5,32 i в классе :ш! 0,43 % в рядовом угле для класса 25-50Ш.

Отсюда видно, что наиболее целесообразно предварительное-Зогащенне крупных классов углей с целью выделить я удалить ... мыаее количество пустых пород, практически нес¿держащих цен-IX с точки зрения обогащения углей компонентов. Этот объем шимает соо' ^етственно:

- 93,26 % или 2,66/5 в рядовом угле для класса 120-250 ми

- 68,75 % или 2,01 % в рядовом угле для класса 80-120 мм -•79,36 % или 2,39 % э рядовом угле для класса 50- 80 ым

- 69,24 % или 5,57 % в рядовом угле для класса 25- 50 мм.

С целью более глубокого изучения -фракционного состава оро-стков били произведены следующие исследования:

- дроблен*'а оростков до класса крупности менее 25 мл;

- грохочение по классам крупности;

- фракционный анализ полученных классов.

Результаты такого исследования показывают, что для класса оростков 50-30 мм возможен вариант дробления до класса менее . '25 ш, а для класса 25-50 мм такое дробление не дает удовлетворительного результата, потому что степень раскрытия породы и угля не велика. Это происходит по той причина, что частицы углей присутствуют а сростках в виде тонковкрапленнюс или же в ввде тонких прослоев. Поэтому для более рационального иопользо-вания пркрс<дных ресурсов предлагается более мелкое дробление класса 25-?0 ш, в то время как для класса 50-80 ад провестк более крупное дрс^лояие е тзм, чтобы сохранить ценность крупны частиц антрацита класса 25-50 мм.

Итак, чтобы обеспечить максимальную сохранность крупных классов антрацита в исходном и э товарном продуете, максимальное удаление пустых пород в виде крупных кусков для облегчения работк последующей обогатительной операции и максимальное извлечение ценных кодаонентов из сростков, нам необходимо применять такой метод и схему обогащения, которые в наибольшей стопе гни удовле.воряли бы отем требованиям. Одким из вариантов достг асния поставленной цели является сепарация с использованием р( диометрического метода обогащения, которая видимо отличается от традиционных методов своей простотой и эколагичностью (сух< схема обогащения).

В третьей глаге дано физико-члетодичебкое обоснование вого разделительного признака для пропзсса радиометрической с-параши минерального сырья и выбор метода обогащения на этой основе.

Среди методов {едиометричеекого обогащения, основанных н гамма-излучении, ведениегея метод рассеянного гамма-излучения Пш этом исьчлльзуется различие в свойствах рассеяния на элект

_ гг — ,

ишых оболочках атомов пачь.лшх компонентов к вмещающих пород, от метод ярикоиам для сепарадвяг рудных полезных ископаемих, дврйвдх тя»слиа шгяяди: свинподае, ртутные, железные; хро~ пне руды. Налс'-аюо часто в качества разделительного свойства пользуется интенсивность обратно-рассеянного гамма-излучения 4 . Как известно, этот метод обладает высокой чувствительно-ью к зольности угля, но резульуати обогащения зависят и от •угпх фгяторов. таких как крупность (коэффициент заполнения), нергмы-юго сотгаэа, платности, й т.д.

В продяояеянш лито метода иамеряемш параметром' явля-сд но интенптязногть обртю рассэшного гадаа-йалучения, а отношение, та так называемое спектральное отношение ^ , ия-псивностей двух гамма-линий в длинноволновой (мягкой) части екгра с Е5100 каВ, где преобладает о#аст фотоалеетрическо-поглощения. В этом энергетическом интервале интенсивность • -всеянного гамма-излучения сильно зависит от состава чсследуо-к образцов, т.е. от их флективного атомного номера 2эф . ^зрение же спектрального отиотэя.^я ^ -вместо интенсивности гоеянаого излучения дяет возможность резко снизить уровень аех, обусловленных я^меноняаыи размеров исследуемых образцов чарушеннем геометрических условкй измерения за счет от клоне-Л их траекторий полети от средних значений при проведении се-рации. Для р'ализарин предложенной методики необходимо приметь радаоизотопшо. ¿еточнил! гамма-излучения, в «дектсах кото-с четко вирадаш две линии. К числу тиких относится, нагтри-р, рациотаотсдауй источник , излучающий г?.мма-юзанлгы

энергией 22,3 к 6у -

Переходя к расчотпм спектралт«ого отношения некоторп:; кол-зтиых минералов (например, уголь, мрамор, кпарп, гранит), збходимо заметить, что цель расчета заключается в том, чтобы таить основные закономерности и возможности использования тз-3 методики в практике обогатительной сепарации полезных иско-змих. И здесь мы не стаит».? сяоей целго проааоеотя точниЗ рас-г, поскольку не мсс:е:,г учесть алпаратуряо-техниччские фат ори злькых установок (реачш;* »ккяшостг источпигоз л киход-п и лини?!, эТаЧкгят.ос.ти дг;ту!кор->в, точности геометрических змеров обраиюп).

. Спектр трж-иалучешм иготопа имов? два фотонные

линии с энергиями соответственно Ej « 22,3 кэВ, Eg = 88 кэВ. Эн.ерпш рассеянного излучений рассчитываются по форглуле Комп-

Е3 ~Е0/[ 1-^2(1-собв)] а)

тона

Fs ~ Р /Г -i -

5U

где: Е0 - энергия первичного кйанта,.

Е6 - энергия некогерентного рассеянного кванта, 511 - знергая покоя электрона, .

$ - угол рассеяния {угол между направлением распространения первичного и рассеянное квантов.

Тогда Е| » 20 кэВ , е| = 65 кЭв при ©-»180°. __ * Расчет интенсивности рассеянного излучения N? производится по формуле

• •О ßj+JKs

N? - N JÄ— к

(2)

где:,- активность источника, '

ф - полный массовый коэффициент рассеяния первичного излучения,

- полный дассовый коэффициент ослабления первичного ^ излучения,

- полный массовый коэффициент ослабления вторичного излучения,

■к> - геометрический фактор установки, рассчитываемый по формуле: |

ОТЖ (3'

где: и Я.з - расстояния от источника до исследуемого образца и от исследуемого образца до детектора соответственно.

Рис.Г. Геометрия измерения в методе обратного рассеянного гаша-иэяучеяяя

-9-

Значения спектрального отношения £ рассчитываются по

результаты расчета даны в виде зависимости мвзду \ и Н] , для некоторых генералов. На ряс.2 показана зависимость между и атомным номером минералов в виде Функции:

2 =1858?ь + .3,508........ <«.

М* I

► .г. г .

Рис.2. Зависимость между спектральным отделением и интен- ■

■ сивностями гаша~р£юсеянкого излучения двух энергий «

10

8

П,

Рис.3, оависимость-между спектральным отношением л эффективным атомным номером минералов у

5

. - ю -

Итак, теоретические расчеты показали возможность использовать однократно рассзянное излучение двух гамма-линий однбго и того •де. источника з так Называемой мягкой части спектра о анергией 6100 кэВ.' В втой области наибольшее влияние имеет зависимость интеноивностей рассеянного излучения от атомного номера и спектральное отношение т^ является линейной функцией от . Причем, такие факторы как. нарушения геометрческих размеров кус ков, отклонения от траектории движения не оказывает влияния на этот покь лель. , .

Четвертая глава посвящена експериментальному подтзервде-ниэ селективности и надежности, предлагаемого варианта радиометрической сепарации.

Дня проведения опытов была использованы следующие установ!

- ецинтиютяционшй счетчик Ма У (Л) '

- фотоэлектронный умножитель ФЭУ-85

- изотоп. Сс140* мощностью 5 мКюри гамма-спектрометр АИ-1024

В качестве образцов 6шт выбраны: кусок мрамора, гранит, втекло» антрацит, сросток и порода вьетнамского месторождения. На рисунке 4- показана схема расположения аппаратуры при измерении впектра гамма-рассеянного излучения. На рисунке Б показаны аппаратурные спектры га'ма-рассеянного излучения образцов.

Рис.4. Схема расположения аппаратуры при намерении ' спектра х-а«а-рассешшого излучения

A'f-"

*> í<5 " Í0 «ô . tU A!

•gwtw» ^ trywf

i j

,. .f JO U > *

sp""-'

>ие.5, Аидареуурйае еттрн тш-щссемпюго нэяу&тя Шегттп®. тсяорящотя угжвй

-12 -

. В таблица I показаны значения Ц, . для 5 образцов при замере, на б различных расстояниях, а на рисунках в а.7 .показаны зависимости % от интенсивности рассеянного гаммд-излучеяия

ного отношения от интенсивно- ральным отношением и атомным

стей рассеянного гамма-излу- номером минералов

чения

Результаты экспериментальных данных еще раз подтверждают выводы теоретических расчетов. Это позволяет уверенно говорить о- закономерности изменения 4 от . Что касается расхож-

дения в абсолютных значениях £те0р. и г^ экс п. • то оно обуслов лено тем, что мы не учитывали аппаратурно-гехнических факторов реальных установок при теоретических расчетах.

Главные выводы из теоретических и экспериментальных данных

1. Для каждого минерала и каждой породы имеется различные значения . Причем для угля сильно отличается от ^ кварца, известняка, гранита, составлявших основную массу зояообра-зующих компонентов в исходном рядовом угле, поэтому ■ т параметр, мокно- использовать в качестве; разделительного признака пр! ооогащении угля.

2, Для реальных радиометрических сепараторов, таких как ' РРР-50, РРС-75, РРС-150, можно установить такое пороговое значение , при котором исходное' сырь' разделялось бы на нужны

Ft 1 .....порода"

(ш)

i i

г — lio

Mí

.Iм*

102,4

¡ 53,2

j

i 77,2 20 ■

! 36,6

!30

I

40

i

l50

I

Í6C

46 21,8 24,6 12,6 24,6 10.8 18 ' 7,6

T"

0,5195 0,4741 0,4739 0,5122 ! 0.-3S0 0,4222 0,4735

жрашгт

N1

N;

г

428

48,8 •220,4 " 22,6 175,2 17,2 89,6 8,6 59 • 5,8 41,8 4,8

0,1140 0,1025 0,0982 0,0960 0,0383 0,1148 0,1040

Таблипа I

мрамор

"трЗШТ

сТекло

ИГ

N|

г

1 m

48

52,4 34,4

30,8 23,2 - IS,2 16,2 11,4

12

8,2

9,6

4,4

1,0917 0,8953 0,6983 0,7037 0,6833 0,4583 0,7551

8772

.3,2 71,4 52,6

44

28,2 31,4 . 20,6 21,8 12,2

IS

б', 4

NÍ

0,7477

0.5S6S

0,6409

0,5561.

0,5596

0,5250.

3,6210

J.____

36,8 70,8 28,8 45.2 : 17,6

33

12

21

8,4 17,7 ' 6,6

1

0,4444 0,4068 0,3894 0,3635

i

j

0,4 I

0,375

0,3965

EJ

- 14 -

нам конечные продукты сепарации. •

3. Преимущество параметра?^/ состоит в том, что он без^ размерен и меняется в зависимости от вещественного состава пород ( 5Г эф ) • позволяет более точно оценить разницу между сравниваемыми минералами при сепарации.

Пятая глава посвящена принципиальной аппаратурной реализации разработанного варианта гамма-гамма-иетода обогащения.

Для промышленной реализации разработанного варианта гамма-гамма-метода обогащения предлагается использовать многие узды уже существующих промшзленных сг араторов. При атом модифицируется в основном счетно-измерительный блок для получения нового. промжяеяного сепаратора. Это возможно потому, что, . несмотря да различие и многообразие физических свойств сырья и разделительных признаков, используемых при радиометрическом обогащении, -вое радиометрические сепараторы содержат идентичные узлы -и блоки, такие как питатель, транспортирующие устройства, узел облучения, узел регистрации, счетно-измеритеяькнй блок - радиометр, сортирующее устройство и несколько вспомогательных узлов: раму, привод сепаратора, узел сбора продуктов сепарации и т.д.

Не рисунке 8 показана принципиальная блок-схема радиометра сепаратора. Выходя из усилителя, электрические импульсы >леиг-различные амплитуды и длительность. Для выбора оптимальных условий регистрации полезных каналов й требований их последующей обработки импульсы с усилителя поступает- на двухканалъкнй - амплитудный спектральный анализатор, котори!: служат и форг.ярую-щжл каскадом. Далее импульсы поступают в пересчетное устройство - регистратор, где оценивается количество га,. .ульсов в двух энергетических интервалах спектра и с по?.ющьх> схем»« отношения определяется значение спектрального отношения у . Далее, сигнал с регистратора вдет па пороговую схему, в которой заложен пороговый уровень, зависящий от целого ряда факторов: свойств сырья, требования к продуктам обогащения, реализуемой технологической задачи, экономики и ряда других. Здесь же выделяется спектрометрическая! йкформачия отдельно но 1саядо?лу куску и происходит процесс об работ га: и отзавненкя полученного результата. с заданным порогом сепарации. .

Далее процесс -сепарации прогюходгт как во всех современных радиомэтричеехзс; сепараторах.

Ш ру

на сортирующее устройство | и |

й--ш--------^ I

I источник излучения;" 2 - детектор; 3 - ФЭУ; 4 - импульсный усзлятеяь; 5 - амплитудный двухканатений анализатор; 6 - регистратор; 7 - пороговая схема; 8 - установка задержки; 9 - исг-днитетьнкй каскад; 10 - блок радиометрической обработки; IX - образец минералов. '

Рис. Б. Принципиальная блок-схема радиометра.для асуцест-нления разработанного варианта гамма-метода обогащения "

В шестой главе анализируется возможность практической реализации метода для устови:"! обогащения антрацэта и на этой основе спроектирована технологическая схема сепарация крупннх классов антрацита месторождения Танлапа (Вьетнам).

Было проведена проверка теоретических и экспериментальных впяодоп на малой технологической пробе несортированной угольной маесн крупностью 50-80 мм месторождения Танлапа Куангнинского бассейна. Проба состааяена из представптйшшх. проб, которые в с£о;а очередь бяли отобраны для' исследования на обо^гатимость согласно вьетнамскому наштоначьному стандарту: 251-85.

данной проби била определена плотность р. каждого куска и с учетом этих' значен:!": каждая проба била раздарена на 3 . фракции: уголь, сростки и пустая порода. Для каждого куста этой-же пробы било определено значение спектрального отношения ц по предлагаомоГ' методике. Групгдровна кусков по фракциям показана на рис.9. В каздой фракция бн.чи определены средние значения

% и ¡се пгеднеквйдратичнь'е вариации. Как следует из результатов, угольная фракция характеризуется = 1,369. г/см3 к =0,765, коэффициент!» вариации бр ' = 0,073 и - 0,103, фразщия сростков имеет 1,776 г/см3 и = 1,517л значения <5^=0,109 • я ~ 0,ЗГ"1. Для фракции пустых пород =2,285 г/см3 и

:./. Г.' ■ /

: /

• V ' ' •/ ' •• - >

/• / »V

V

/

/V;

V*

/

Рис.9. Зависимость меаду интвнсш ког.тят обратно рассеянного гаммг излучения антрацита, сростков и породы (количеотво%импульсов изм< ряемое за 5 секунд) » - антрацит о - сростки • - порода

для угля для пород

2,371 и значения С^ = 0,141; 6",= 0,310. Это свидетельствует , что параметр ^ и»'чет достаточную устойчивость для данного нида полезных ископаемых и может быть использован в качестве разделительного свойства при сепарации. В нашем конкретном случае разделение может быть произведено, с чисто теоретической точки зрения, по пороговым значениям

* • '¿у - ч* + = 1,074

«с/х* _

Что касается частичного попадания сростков вв фракцию пустых пород по сравнению с вариантом разделения по плотности (если прлмзм разделение по £ за критерий для сравнения), то это еще раз говорит о мелко-вкрапленных формах углей в сростках, и тальке шраметр, отражающий минералов в состоянии

почувствовать это различие в минералогических составахсростковых и породных фракций. Кроме того, эта погрешность может быть частично обусловлена односторонним облучением кусков при проведении нами экспериментов. Этот вероятностный недостаток устраним в

П:у

Я + ЪО^ =2,42

<

-- 17 - . . .

производстве путем длухсто.ьокнг-го обзора кусков, который обычно" имеет место в радиометрических еепаргторах. Для изучения фракционного .состана сырья при радиометрическом- методе обогащения, н данной работе покаиывлетоя возттаость пересчета фракционного состава сырья по плотности на фракционный состав сырья по спектральному 'отношению. Это стало возможным потоку, что нам известно, что меяду угля и содержанием золы в угле существуем л;:нейяэд зависимость вида: ,

^. = а 'л,.Ь А....... : (?)

где; а - кокМмштент, ярячтерязующиЯ кажуиуюс.. плотность органической массы угля ; Ь - угловой коэффициент, характеризующий приращение кажу' щейая плотности при единичном изменении зольности -Нетрудно видеть,что функции (5), (б), (7) показывают корреляционную функциональную зависимость между £ и £ .

На рисунке Ю показана зависимость между £ и ^. для углей Вьетнама, найденная путем расчета методом наименьших квад- • ратов между о и »7 .для 3 фракций: уголь, сросток, порода.

Рис.10. Корреляционная зависимость ме^ду плотностью и ояектра1ЬН17.1 отношением фракций исход**ого сырья Эта зависимость выражается формулой (8):

^ - 4/8546?.¡о - 1,77498 (8)

Эта идея пересчета дает возможность провести расчет технологической схемы обогащения антрацита радиометрической сепарацией.

Из-за отсутствия аналитического подхода к получению информации об сепарационной характеристике радиометрических сепараторов и практической возможности -экспериментального подхода к нахождению последней, для прогноза технологических показателей обогащения предлагается применить функцию гиперболического тангенса для отсадочной машины с искусственной постелью:

0,5-0,5 Л (/-¡>¿1 49)

её 0,25 Е;1 (10)

Для отсадочной машины с искусственной постелью

Ер = 0, и (рр- 1) (II)

В нашем случав

р = р + 3 б = 1,588 т/м3 и е' - 0,25/ 0Д4 (1>588_1) =.3,05 м3/т

-нв! ~о,5-о,5 (12)

При замене О на У) при условии

1= ±85464]) - ^17498 (8)

получаем: Л

£к(1)-0,5-0,5 & [3289(1-^7)1 <в)

В качестве критерия оптимальности выбираем экономически!"! вариант, т.е. максимальная прибыль от переработка I тонны угля. В связи с ограничением зольности в соответствии с национальным стандартом ТС\М 1790-66 для экспорта, . заменяем экономический критерий на критерий максимизации выхода концентрата при заданной зольности.

Методом варьирования ^ разделения находим выход концентратов и содержания Зольности по Формуле:

л

-1? •

Значенця оптимальной границы разделения приведены ниже? для масса 50-80 равно ^~ 0,625 для класса 25-50 t^^ = 0?49

для класса +80 %рц~ 0,625

Далее, выбираем конфигурацию соответствукшей блок-схемы: она оодеркит цикл разделение: исходного сырья по крупности на 4 класса: -25 мм, 25-50 мм, 50-80 мм и +80 ш и 3 цикла разделения по спектральному отношения для 3 щепных классов. .. * Для получения кондиционных отходов производства, пригодных для производства строительных цата риалов, проыпродукт первых циклов радиометрических оепараций подвергается контрольной ое-парации с ^ ^ _ '

Ь 50-80 я ЧЮ Í 4*0 - i}то Яри этом критерием оптимальности является ограничение вольности кондиционных отходов, которая не должна быть кенкпе 8*5 %.

Расчет фракционного состава прошродукга основной операции радиометрической сепарации, который сейчас выступает в качестве питания для схемы получения кондиционных отходов производятся из следующих соображений:

Ксю - Tñ* <ъ> (I8)

Окончательный яромпродукт поступает на дробление и подверг гаетоя даяыдейшвму обогащению другим методом вместе о классом 0-25 мм ¡шодного сырья.

На рис.IX показана технологическая схема обогащения крупных классов антрацитов вьетнамского месторождения Tardan радиометрическим методом и прогнозируемые технологические•показатели для каждой операции. ■ ■

ил rfla

Следует иметь в виду, что при достижении заданного уровня продукции J3 •-- ji отавдару можно повышать ^ путем вкяюче-

иаодпый уголь

-вО

РЛА

' А'5:5 а?*«

классификация] по крупнасы х- «Нво^в!

сеп. Рад. 1 сея Ра

п.-сега

в04 | -25' яд] се п.'

П.Р - с^г

РДД РЛД.| сек. РЬЦ.{С£П-

_ « Г { ¿« О Л р^Т^П

$Г " Ш , (Д/

X»

-:25

-25

с'^МЬ»'' О/«'«

Рис.11. Принципиальная схема обогащения крупных классов антрацита месторождения Танлапа З^ангниньского бассейна Вьетнама *

ния в основную схему сепарации одну лррзчистку» и одну контрольную операцию с тем же самым показателем что резко увеличивает крутизну сепарашгонной характеристики схемы и тем самым повышается точность раз,..зления и выход продутаов овладении.

Однако из-за ¡экономических соображений этот вариант целесооб- . разоя на более поздней стадии модернизации технологической схемы.

ОСНОВНЫЕ ЕЫВОДЫ

. В результате исследования, проведенного по томе диссертации, получены следующие научные и практические результаты:...

I. На основе аналитической оценки существующих радиометрических методов обогащения и анализа специфики исходного сырья юказана возможность применения радиометрической сепарации для обогащения данного вада сырья - антрацита с помощью гадма-гам-ма-метода обогащения. Установлено, что уголь отличается от пород по такому физическому свойству как эффективный атомный но-мвр Дзф, ко'торый определяет интенсивность и энергетическое распределение рассеянных гамма-квантов в вторичном спектре при их взаимодействии о исследуемой средой. Это обстоятельство позволяет использовать дяя радиометрическо" сепарации угля и удале-

..•:дч пусто? середь нзпооредс'» oehrio ?а№.а-гамма-мвтод обогащения.

2. На -ас ноне ¡Ьгзякс-теореткчесчнх расчетов и анализа взаимодействия рассеянного гамма-излучения с вещество1.? горних пород к минералоз в ,11'11£н:;пг.слно:ю1; Чс?:.?и спектра обоснован-новый разделительны;: примак для сортировки углей гаша-гамма-методом. Этим признаком л^пя-этся спектральное отношение «j, интенсивно-отай двух гаммо-т.ший однократнорассеянного излучения одного и того не радкоааотопяого источника, в длинноволновой части спектра. Тйким иоуочлк.чом может оить, например, изотоп Cd , из-яучащий фотонм с лнер^лями 22,3 и 88 коВ,

3. Экспориментальная проверка нового разделительного.при-, анака, проведенная на образцах угле й-а различных горных пород , а также соответствие результатов теоретического расчета доказали, что величина этого отношения является линейной Функцией эффективного атомного номера и не записи от размеров кусков и-изменения геометрических условий измерения. Этот раздел италышй признак положен а основу новой лжряфядатгт плектрального гамма-гамм&гметода обогмзгюя тюлозшо: ископаемых.

4. Э^ктяясооть нового разделительного признака проварена и лотзапа на обрг.ац'лх угля для месторождения Тачлапа Куангнин-окосо басовйни йьвткшла, п такие на примере обогащения «алой гохнологическо;: пробы угля того ;ко мосторозденкя.

5. В раб* "о и рассмотрена принципиальная схема конструкции радиометрических 'сепараторов, с поглотан "oiopirx реализуется , предложишь'! сностралы»«;-: вариант гдага-гашп-метода сепарации минерального сырья.

5. На оснопо рксчвта фрзжглоиного состава исходного сырья и овпарациоиной хльраторкстяки применяемого сепаратора обоснованы технологические схемы радиометрической сепарации крупных классов антрацита для месторождения Танлапа^ предложенным методом обогащения- Кро:-,:е того на основа выводов, полученных в результата прояедишого исследования, этс." разделительный признак может быть рокомендонгн при пелкрзппи тага« мииоралои, эф~ «towiBHue атст.ип.'е нотра ::отор«с cnrn.no птлгггг.щ'ся друг от друга, например, барита, ма'чмзита, хшрци, железя и др., а ■ ^кяо в качестве нового параш?«?, при ядешо-Физическом методе определения качества (зольности) угля.

Защищаемые положения:

- обоснование возможности применения радиометрического обогащения углей методом рассеянного гамма-гамма-излучешя в спектральном варианте;

- физико-теоретическое обоснование нового разделительного признака спектрального отношения в длинноволновой (мягкой) части спектра; 1

- методика и технология сепарации по этому признаку разделения;

- новая технологическая схема обогащения, углей с римзне-нием спектрального отношения.