автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.15, диссертация на тему:Система природных свойств магнетитовых руд и их влияние на параметры технологического опробования

Государственный комитет Российской & да рации по делам науки и вцосвя сколы Уральский ордаш Трудового Красного, йаюни горный институт швни В.В.Вахрупова

1Ь правах рукописи

Попов Сэргей Владимирович СИСТЕМА ПЙ1Р0ДШ СБОЛСШ К\ГНЗШТОШХ РУД

и их бляяев т паш-втш ташлопг-ЕскогО' опробоблшя

Специальность Сб.15.15 ^дничгая гаология

Авторэфэрат диссертации т ооисканкэ учэной стэпэни доктора гволого-нишралогическюс щук

Екатеринбург, 1992 г.

Работа выполнена в Магнитогорской горно-ыеталлургнческ кои институте им. Г.И.Носова

Официальные . оппоненты: доктор геолого-иинералогических наук, профессор

доктор геолого-ыинералогических наук, профессор Поротов Геннадий Сергеевич, доктор геолого-иинералогических наук, профессор Щеглов Владкиир Иванович

Ведущая организация (предприятие): Соколовско-Сарбайскоз производственное объединение

Защита состоится . " 27 п нартр ' 1992 г. в ю ч* на заседании специализированного совета № Д 063.03.02 Уральского горного института по адресу: г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30.

С диссертацией ыожио ознакомиться в библиотеке Уральского горного института.

Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Вершинин Андрей Степанович,

ВВЕДЕНИЕ

<

. "1Ц процессе перестройки экономики одга из самих ведущих ролей принадлежит улучшения показателей качества. Максимальная эффективность выплавки чугуна достигается при использовании пихты с- высоким содержанием нелеза, повыившюй основность», а такие стабильностью показателей качества. Планирование и контроль качества руди и продуктов ее обогащения возможны при достоверных и точных результатах технологического опробования вообце и природного массива в частности.

Актуальность исследований по данной пробле-мэ обусловлена неполнотой и недостаточностью разработок в области теории и практики опробования и, в особенности, технологического. )'5ззкду таи, геологи и обогатители

горних предприятии нередко методом проб и ошибок разра-/

батывапт близкую к оптимальной методику гоолого-тохноло-гического картирования, опробования и прогноза качества. Главной нерепенной проблемой для опробования и особенно технологического являются связи его параметров: размеров проб, плотности и геометрии их сети и погрешностей с природными свойствами руд: составом, строением и др. Почти не изучены закономерности статистического и пространственного распределения многих природных свойств и показателей обогащения руд в недрах. Без учета этих связей и характеристик распределения невозможно опреде-ленга численных значений параметров опробования, а следовательно и движение в сторону улучшения точности планирования показателей обогащения. Шло данных для того, чтобы обосновать размеры- максимально допусти!Л1Х погрес-ностзй результата опробования. Мояно ориентировочно под-

считать, что ошибка планирования качества "сирой" и обогащенной руды т 1% содэртанда кзлаэа может дать улитки в год порядка сотен миллионов и миллиардов рублей, а ш 0,1%, соответственно, десятки и сотни миллионов рублей.

Основной идеей диссертации является то, что параметры технологического опробования; в основном, зависят от природных - свойств руды, образующих единуо систему с показателями обогащения. В результате изучения ха рак те рис т гас распределения этих свойств и показателей можно расчетным путем определить достижимую точность прогноза качества обогащенной руды. Поэтому главная цель исследований - ото получзние .выражений параметров технологического опробования природного массива руды чзрез показатели ее состава и строения.

Научные положения, представляемые к защите :

1. Показатели обогащения магнетитовцх руд и их природные свойства образуют систему, внутри которой имовт место мэрархические и причинные связи, моделируемые формулами и значениями производных. Ведущие параметры выбираются по их экономической значимости, характеристикам распределения и причинным связям в упомянутой системе, во-зможностьв их диагностики.

2. Достоверность пробы-порции, отбираемой из природного массива руды в форме птуйа или борозды, обеспечивается ее минимальными линейными размерами, которые составляют ш юте размеров эффективной неоднородности опробуемого агрегата (структуры, текстуры). К ним прибав-

.ляется высота абразивного рельеоа, образующегося ia поверхности отуфа или борозди при пробоотборе. 3. Представительность группы проб гаи объединенной пробы обеспз чивается оптимальной плоткостьп сети отбираемых проб в определенном направлении. Главна;«! Факторами, определяющими плотность cotí: проб (наблюдений), являются характеристики пространственного распределения изучаемого показателя и, в частности, дисперсия случайной составляющей.

Случайные погрешности технологического опробования кор-релируютсяг с локальной дисперсией показателей - природных свойств руды, от которых зависит качество концантрата. Систематическая погреиность лабораторной обогатительной аппаратуры проявляется в системе: промышленная схема -

- лабораторная аппаратура - природный тип руды и корродируется с численным значением доли мягких Minioралов в нерудной- ^азэ.

Научная новизна работы не исчэрпывается вышеупомянутыми положениями, а также:

- уточняется- ряд понятия и, в том числе, ОПРОБОВАН®, определяется место технологического опробования в общай системе;

- обобщены я дополнены сведения о природных свойствах, природных типах и классификациях магнетитових руд, предложен вариант структурно-текстурного анализа вкрапленных руд, изучены закономерности изменения состава руд при обогащении;

- вычислены ориентировочные характеристики распределения ведущих параметров качества и природных свойств руд для срупгойиих месторождений мзгнетитовых руд, в том числе:

_ б -

вероятные систематические погрешности подсчета среднего значения, производные гранда и минивариограммы;

- получены выражения систематических технических погрешностей отбора нтуфной, карповой и бороздовой пробы;

- сделан* критическая оценка 'работы па родовых горных предприятий по планированию качества обогащенной руды; предложен единый штодологический подход к определения параметров технологического опробования; описанц косвенные .методы, применявшиеся и которые могут применяться* при технологическом опробовании.

Практический эффект достигнут при использовании рекомендаций автора по опробовании, и планировании качества концентрата Соколовеко-Сарбайского ГОКа. Экономический эффект 298 тыс .р. в год был определен та ЬЬгнито-. горском металлургическом комбинате, где за с»вт поставок ровного по составу сырья ССГОКа увеличилась производительность доменных' печей и снизился .расход кокса. &ко-мендации автора были использованы в практике технологического опробования и других предприятий: МЖ, Кораунов-ского ГСКа, Бысокогорского рудоуправления. Д о с т о в е р-н о о т ь научных результатов подтверждается сходством расчетных и фактических значаний точности прогноза качества лэлезорудного концентрата.

В работе использованы труды ведущих ученых: М.Н.Лль-бова, В.А.Глазковского, Н.В.Иванова, Б.И.Пирогова, Г.С.Поро-това, В.З.Козина, Л.И.Четверикова, В.Ф.Мягкова и др., работы рудничных геологов и обогатителей: H.A.Никольского, П.И.Самойлова, В.Т.Кирея, П.Н.Докучаева, Б.А.Юрченко, В.Т. Рико и других. Произведено обобщение болызого фактического материала по опробованию забоев, буро-взрывных и

разведочных скважин к по планированию качества руди и концентрата. При проведении экспериментальных последованип описано более 2 тыс. шлифов, сделан структурно-текстурный анализ 126 ятуфных проб; получено 220 минеральных монофракций и сделаны их хпманализы, в том числе, 89 полных, выполнено 654 определения микротвердости; проведено испытание более 1,5 тис. итуфных и плановых технологичен их проб и 44 больших технологических проб.

Объем диссертации 400 страниц машинописного текста, включая 82 таблицы, 161 формулу, 70 страниц иллюстраций и одно прилодание. Библиографический список из 171 наименования, из них 4 на иностранных языках.

О проведенных исследованиях автор неоднократно делал сообщения на научно-технических конференциях в 'Ьгнито-горском горно-металлургическом институте. Были сделаны научные доклады на Всесоюзном совещании по опробованию в Свердловском горном институте в 1965 году и в 1969 году на се митре рудничных геологов и обогатителей в Мзханобрчермете (г. Кривой Рог). В конце работы над диссертацией она была аппробирована в Свердловском и . Ленинградском горных институтах и Магнитогорском горно--металлургичэском институте, а также и т горных предприятиях: Соколовско-Сарбайоком объединэнии, Коршуновском горно-обогатительном комбинате и Высокогорском рудоуправ-лзнии. Материалы по тема диссертации использованы в учэб-нике "Опробованга месторождений полезных ископаемых" (автор М.Н.Альбов) и в двух учэбних пособиях автора. Количзст-во опубликованных работ по теме диссертации 24, в том числе, в центральных изданиях и межвузовских тематических сборниках 18.

- 8 -

Глава I

ТЕХНОЛ0ГИЧЗСК0Е ОПРОБОВАНИЕ МЛГНЗТЙТОВЖ РУД И ЕГО МЗСТО В ОБШ СИСТЕМЕ ОПРОБОВАНИЯ Еассматривается краткая' история проблемы, современное состояние теории опробования и определяется место технологического опробования в обцей ого системе, обосновывается выбор объекта исследования - магнетитовых руд.

История развития теории опробования вступила в свой третий период. Первый в тридцатые-пятидесятыэ годы определился формированием всех главнейших современных проблем и основных видов и параметров опробования, на «алом обобщения практического опыта работы предприятий. Во второй период, с конца пятидесятых до середины семидесятых годов происходило развитие и значительное усложнение всех разделов теории, особенш математического аппарата обработ ки эксперимента, о одновременным направлением на удешевление самого процесса опробования, увеличение оперативности методов анализа и начало глубокого изучения вещественного, состава руд. Начало третьего периода восьмидесятых годов знаменуется попытками создания цельной системы общей теории опробования с детальной разработкой ее подсистем и выводом выражений главнейоих параметров опробования на основе вероятностно-статистической модели объект;

При всем этой нет еще четко разработанной системы опробования, точных определений самого понятия опробование, классификации видов опробования и не определено мз-сто технологического опробования в общей системе. 1Ь судествует даже основных положений о сущности параметров технологического опробования: достоверности и представите-

льности различных видов технологических проб, ИХ ЯНШИНЫХ параметров. ГЬт сведений о реальных величинах погрэшостей технологического опробования. 1Ь установлены связи параметров опробования и особенно ^ его погрешностей с показателями состава и строения руды, с их статистическим к пространственным распределением. Ла и сами показатели состава и строения не изучались как взаимосвязанные звенья системы: качество руды - показатели обогащения.

Технологическое опробование является видом опробования, который позволяет определить численные значения количества и качества продуктов технологической схемы, начшая от исходного в недрах до конечного концентрата с целы» проектирования, планирования, стабилизации и контроля качэственно-количественных показателей добычи и переработки руд. Новизна такого определения в том, что технологическое опробование ныне и в перспективе ■ с развотшм обогащения приобретает наиболее общее и главенствующее положение, по крайней мере, для твердых полезных ископаемых, подвергающихся для получения готового продукта различным способам переработки.

Объектом исследования являются месторождения нагнети-товых и титанонагнетитовых руд, которые содержат 55,7® запасов руд железа, разведанных по промышленным категориям. Они представлены всеми генетическими типами, кроме екзогенных. Почти все щгнетитовые руды являются комплексными. Они содержат минералы, и ммсропримоси меди, титана, серы, фосфора, циркония, платины,' ванадия, золота и других, в конечной счете, полезных компонентов. Отходы

- 10 -

добычи, обогащения и шлаки являются ценным строительным сырьем. Все это определяет первостепенную значимость магнетптовых руд щ блияайпие десятилетия. Технология обогащения этих руд обеспечивает наиболее полное извлечение главного компонента - нелеза, что облегчает изучение теоретических проблем опробования и постановку эксперимента. Поэтому многие научные полога ига целесообразно проверять в первую очередь на кагнетитоЕНХ рудах.

Глава 2

СИСТЕМА ПАРАМЕТРОВ, ОПРВЖШЦЙХ КАЧЕСТВО- МАГНЕТИТО-

ШХ РУД

Здесь рассматриваются показатели обогащения и параметры соотава и строения руды в их иерархической- и причинной взаимосвязи.

Основой для построения иерархической системы качэст-ва магнаТитовых руд служат положения о инозазствениом понятии качества и его категориях, разработанные Г.Г. Ломоносовым. Выделяется два иерархических уровня, где располагается множество единичных показателей, имеющих численное значенш, и третий, где размещаются различные условия и факторы," не обязательно имеющие численное выраявдае, но определявшие показатели первого и второго порядка (рис. I). К показателям первого порядка относятся параметры, непосредственно определявши эконо-ми*вские итоги производства. Это количество и качество готового продукта, в нашем случае показатели обогащения: выход концентрата, содержание в нем металла и его извлечение. Показатели второго порядка - это параметры состава и строения руды, влияющие на обогатимость. (Ь

Иэрг?":м и глглллэ «язи в си с те :.:э природных свойств 'магкесптозых руд и показателей ооогатзикя.

НарГЛЗТрК I пооядкь.

¡5 -лихо^ концзн-тэата

По

ГОЛ

.1 - лол 1 руд—

¡.ОЛ д^ЗМ

- ССДСЧ.ЗЛЛЛ'-'

ллталлл в ■.т.'до

алстоги: 3 порядл

р-содержаиаэ тел да з кокцзнтоатз

е»:;зЕЛ0чз-

нлз металла В К0КЦЗК1-

д-содзрка-к::е мз галла з хзос-

Г - раскрои- рушы Сазн

раскрытие лзлудлои

1охно."огичэс::;:з пах:®гэы

- разу-оллсзаплз, © - похгзатзлп усЕздпз.чпя, О - кэулкость полола, М - га.поя.ггакность магнитного поля

закл1 мэ--.-ллх. в рудлс"

зэ

н»й д;г.-

нлх згрзл

.»¡рког^ллгц;:;;.? прочное?::

Г-МОДуль Т200-дост;: с: г ~с га та

'^н -ЗО'СОГК.-лле :.:э тал ла л лозудлол лазе"

Обссгеологпчзскис факторы (.по З.И.Пирогоз

'1'

третьем уровне, в частности, располагаются обцэгеологи-ческиэ ' факторы обсгатимости, впервые описанные Б.И.Пкро-говым. /олен'.й показателей качества т полезнао, вредные и тлозтчимые относительно и рассматривается только с позиции потребительской категории.

досматривается становление и состояние вопроса о "факторах обогатимости", в основном, по работам . В.А. Глазковского, Ю.Г.Гериойга, Б.К.Пирогова, И.П.Б'огдашвой и др., а таккэ по опыту работы горно-обогатительных предприятий страны. Геологами и обогатителями предприятий и тучно-исследовательских организаций предлагалось много весьта различных вариантов набора факторов обогатимости и технологических классификаций руд. Число факторов и сортов руд достигало двадцати. Выев I а званными исследователями представлены наиболее стандартные и совершенные перечни факторов обогатимости. Ш лишь у Б.И.Пирогова мы видим иерархически системно представленный набор этих факторов для железистых кварцитов. Однако, без математической формализации причинной и иа-рархической связи показателей обогащения и качества руда и определения значимости отдельных показателей образ системы остался незавершенным. Кромэ того, рассматривая различные природные факторы не в комплексе, нз в виде одного или нескольких математически:« выражений, а как отдельные, формально ие связанные мезду собой уравнения корреляционных связей призтаков-аргуюктов и признаков-функций, исследователь могвт только констатировать факт зтих связей, но на видеть настоящей причины .

- 13 -

Система природных оп ¡сторон и показателей обогащения руды представлена выражешями последних (функций) чзрез первые (аргументы):

fc« [I - CI-л){Б] • ioo (I);

р - [С^ + • CjjCl - Л)(1 - &)] [ I - (I - А)^]-1 (2); S-tC^ + Си(1 -A)(I -i6)][CflA + Сн(1 - А)]"1 *Ю0 (3);

Г*

"r.i in

ТБ С?Л + ТБ)_1 (5)'

где ¡j , ß и £. - соответственно, выход концентрата, со-дэ ржание в нем металла и извлечение мзталла в концентрат, %•, А - кассовая доля минералов рудной фазы в руде, доли единицы; См и Сц -.соответственно, содержание мэталла в рудной и трудной фазе, %', - степень раскрытия нерудной фазы, доли единицы; d - оодерлание металла в руде, %\ Кп - коэффициент прочности срастания рудных .и нерудных минералов; D - крупность помола руды, им; Dc - диаметр сита, мм; d , dmM и d^ - соответственно, средний, максимальный и минимальный диаметр рудных зерен,' мм; Тд и Ъ - соответственно, микротвердость рудного и нерудных минералов, кГс/ мм^.

По этим формулам мокно приближенно расчигать численные значения частных производных ''"/Эх, где И -- показатель обогащения, )i - параметр состава или строения руды (табл. I), где , U2=»ß, U3» g , X, • См, V А' Ч =»P/d , при условии: Сн; А> 0,2;

- и -

Г>/с1 = 0,2...0,5.

Таблица I

Численные значения четных производных /Эх •

Результирующие : ?актоогалышо параметра

параметры : См = сн : А : и/с) •

Ь 0 0 10° 10°

а ИЭР ИГ1 0 ИР

г** КГ1 10° 1СГ1 КГ1

Из больного количества единичных парамзтров, опреде-ляпщих качество, можно выбрать несколько более значимых - ведущих, числению значения которых должны определяться постоянно для планирования к контроля качества продукции. При выборе ведущих параметров необходимо, в первую -очередь, руководствоваться их экономической значимостью которая определяется долей общего дохода предприятия от реализации продукции:

рСв.пр.)1 "ЧНс^1 <б)'

где .лр.) I ~ 3"ачим0СГ!> производства вида продукции; Ц-с - оптовая цена вида продукции, руб.; ¿Ц - производительность предприятия по 1-му виду продукции; Д - сумьа доходов предприятия от реализации продукции. Пример оценки значимости показпталей качества приводится в табл. 2.

.Таблица 2

Экономическая значимость товарных продуктов из

апатит-магкзтитовых руд.

Концентрат : <ц,тыс.т : 111. Р'/т : Д, тыс •Р*:Р(в.пп.)1

(&ГНОТНЫЙ 5759 13,37 76997 0,80

Флотационный 78 б 2Х,81 171« 0,18

Гравитационный т 1700 1700 0,02

Впзго - 958^0 1,00

- 15 -

Кроте экономической значимости при выборе ведущих параметров учитываются показатели их' статистического и пространственного распределения," наличие функциональных и тесных корреляционных связей с другими показателями, возможность или трудоемкость прямого и непосредственного определения численных зтчений. Зодуцим параметром может быть символизирующий показатель второго порядка, легче и точнзе определяемый, чэм главный, но тесно связанный с ним. Планирование прочих малозначащих показателей иокзт производиться с меньшей детальность?) и точностью.

Глава 3

ПА?А.МЗТ?Л СОСТАВА МАГКЗТИТШИХ РУД .

Здесь дается обобщающее описание минерального и химического состава магнетитовых руд, сведения о примесях, Краткая характеристика рудных и нерудных минералов-. При этом использовались работы Г.И.Антонова, А.Н.Б'елова,- ВД. Вахрушева* Т.А.Великоиорец, В.М.Григорьева, А.М.Дымкина, Г.В.Нуковского, С.Я.Зубовой, Н.В.Иванова, М.А.Карасика, О.В. Карповой, А.П.Кваскова, С.Т.Коневой, И.А.Кочэргина, И.К.Ла-тыта, Й.В.Лычакойа, Э.Н.Шумовой, Н.А.Никольского, Д.О.Онто-ева» П.Е.Остапенко, Л.Н.Овчинникова, Н.В.Павлова, Б.И.Пирогова, Г»С.Порогова, 3.И.Полтавец, С.А.Рокачева, Л.И.Самойлова, Д»П.Сердичэнко, П.И.Симакова, В.И.Смирнова, Б.И.Сули-яова, П.М.Татаринова, PJ3.Шапиро, В.Г.Фоминых, Л.В.Чернышо-вой и др., а такие исследования автора.

В основу системной классификации магнетитовых руд положены генетические группы по В.И.Смирнову с детализацией типов и формаций железорудных месторождений

-16 -

Г.С.Поротоза и Е.В.Веселова. Внутри этих формаций выделяются природные типы руд, отличающихся по одному гаи группа параметров состава и строения, Чаце всего ото минеральный состав рудной или нерудной ' фазы, реже структурно-текстурные признаки. Природные иши руд чгсто характеризуются более или да нее постоянными отно по ш- '. ями содержаний окислов: РеО/^Од.ССаО + Щ0/(.5102-Л^Од) - основность, (МзО/А^Од - иагнзз дальность, ¿¡Х^/А^Од, СО^/Р2О5 и другш. Нзпременнимн свойствами природного типа являются доступность , его дкагноститк к возцохс-ность оконтуриванкя ■ в пространстве.. Отмечается сходство состава я строения одного и того, ко природного типа руд для различных месторождений одной и , той не генетической формации.

Летально рассмотрены особенности состава .магнетита. Он рассматривается как, минерал сдожного состава, продукт "геохимических условий формирования руд месторождения. Характерной для генетичзскоП формации и природного типа является -гамма изоморфных, а также механических примесей,. йрудныэ минералы рассматриваются, в основном, с позиции содержания в них хселеза.

При обогащении минеральный и химический состав нерудной £азы резко изменяется. В концентрат избирательно поступают минералы; тесно срастающиеся с магнет-лтом и минералы с твердостью более пяти по Иоосу, образующие при измельчении бедные сростки с магнетитом. Минералы мягкие и хрупкге пере измельчаются и уходят преимущественно в хвосты. Основность концентратов из руд, содержащих кальцит, ниже основности исходных руд. В табл.3

Таблица 3

Соедний химический состав природных типов магнетитовых руд нэкоторых шсторождений.

деторожде- : Типы руд •.Доля от: •.запасов: Средние содержания, % :Соотвовеняя : окислов

ние :руды в : •.недрах,: Ре : 5 5Ю2 ; А12о3 { СаО ; основ- : •ность . • МэО А120

Соколов- С кагназ1Ельни!.и с тайка таю; 60 - 2.0 15,3 3,12 6,35 4,05 0,56 1.3

ское Зпидотовие 20 ,40,0 1,54. 19,9 6,61 0,5 3.36 0,45 0,51

Гранатовые 6 44,0 2,64 14,1 3,71 9.6 зд 0,71 0,83

Скаполитовые 12 38,0 0,76 23,0 7,55 5,5 2,9 0,25 0,38

Сар-оаЯ- С магнззтльнымп силикатами 47 46,5 4,62 16,1 4,0 5,43 3,63 0,45 С, 91

ское Сю ванный тип 22 '44,0 4,1 17,5 5,5 6,95 2,77 0,43 0,50

Гранатовые 8 35.9 . 3,24 21,6 4,96 15,0 2,39 0,66 0,48

Скаполитовые 23 41,9 4,8 19,6 6,3 4,51 здз 0,29 0,50

Высо-" Гранатовые 61 39,8 0,62 15,8 7,16 Н,5 2,95 0,59 0,41

когор- Гтх.нат-пироксенозые 30 50,0 0,94 10,5 3,21 6,15 3,31 0,69 • 1,03

ское Кальцитовые 9 52,7 1,63 6,66 2,81 6,71 2,25 1,16 0,80

Из®

Таблица 4

нэнке состава магнетитовых руд при обогащении по даншм исследования птуфных проб.

Мзсто-

:Количе-:Исходтя руда:Концзятрат класса -0,074 мм

,% в

рождение Типы руд :ство. :проб " основ— : :ность • 1ШХ0Д, "извлечз-: : ние, % : основность :хвостах

Сарбай-ское С жгнезиальными силикатами II 46,2 .0,51 60,0 66,5 85,4 0,50 15,8

Смешанный тип 15 36,2 0,44 45,8 62,6 79,2 0,51 13,4

Скаполитовые 8 34,5 0,25 54,3 56,5 88,9 0,26 8,4

Гранатовые 3 37,1 0,72 42,4 63,0 72,0 0,58 18,0 ,

Соколовское С ¡.агнезиальшми сишс-сатами 10 41,1 0,68 54,2 68,6 90,6 0,61; Э 8,2 ,

Эпадотовыа 7 37,0' 0,4.2 49,3 64,5 85,8 0,46 10,3

Скаполитовые б 32,7 0,12 46,3 66,1 93,5 0,08 3,9

Гранатовые' 4 : 36,4 0,74 38,3 68,8 72,4 0,63 16,1

Высоко-

когор-

сков

Гранатовые легко- 10 39,0 0,67 48,7 ■ 65,3 81,5 0,62 14,0

оиогатимыв ;

Гранат-пкроксе новые 10 43,5 0,63 60,2 63,8 66,2 0,64 12,8

среднзооога'ггмые.

Гоанат-пкроксеиозае 5 .32,2 0,42 ' 49,8 55,9 86,3 • 0,39 8,7

труд но об о га т имя е . ■___•

- 19 ~

и 4 призадзш примеры классификации магнетитовых руд с карнових местороздз шй по митральному составу нерудной фазы и данные по изменению их состава при обогащении. В диссертации приводятся данные по составу руд и концеш-ратов для ЗН месторождений различного генезиса.

Глава 4

ПАРАМВТЙ1 СТРСВНИЯ МАГНЕТИТОЗИХ РУД Глаза содержит обзорные сведения о структурах и текстурах магнетитовых руд по Чета риалам изучзния месторождений, в основном, теми же исследователями, которке упомянуты в предыдущей главе. После обзора структур и текстур внимашк обращается на т осоиэнности структурного и текстурного рисунка, как это делается у большинства геологов и, в том числе, у В.А.Глазковского, а предлагается вариант моделирования линейных параизтров структур и текстур с точки , зрения их влияния на обо-гатимость (рис. 2).

Параметрами структуры являются средний диаметр рудных зерен с1 , стандартное отклонение структурное <3С и линейные размеры элемента структурной неоднородности (_,; . Вычисление их мохоэт производиться по выраавниян:

С7); - 0,1 (В)

или з зависимости от распределения размеров рудных зо ран:

й^. (9); ^0,1^1,(^-^(10),

Структурно-текстурный анализ вкрапленных нагнетиговых руд. 2. _ 3.

PSV P.CQ рщ

ÍC W . d-0,59»н 40. é-Q/tÎHH

20. 20. —I 20. --1

d-0,27nH

20. >0.

2 О,S 0,2 0,07 0 2 0,5 0,2 0,07 0 2 05 0,2 0,07 О 20\Р(%) . 2ÛJ\p(%)

¿(мм) Исходи,-2 -0,5 -0,2-0,07-0,04 pyia.

/ГУ

J Л?Л /IS М'2,

h1llllf\ 1.11 ПК. rt» IlVilllVcffl

О 50 100

О SO 100

2,9

сС/.) О SO W

р и <? . 2

I, 2, 3 - номера образцов.

- 21 -

где дгаметр 1-го класса рудных зерен с^" с^У?;

р1 - объемный процент выхода 1-го класса рудных зорен р^а с!^ (Зф^У^'ЮО; г^- количество зорен 1-го класса. . ■ ,

Ш).

ТЬкстурный анализ начитается с определения стандартного отклонения Содержания рудного минэрала в подсчет-1ШХ интервалах длиной

<эт - 0,Г\/2(о - ЮСА)2р' (12),

где с - содержания рудного минерала, кратные 5%: 5%, 15%, 25* и т.д.; р - частость (#) групп интервалов с содержаниями рудного минерала: О.10...20? и т.,,.

Для определения возможности образования промэжуточ-ного продукта из богатых участков текстур подсчитыва-ется модуль распределения рудного минерала:

м-тто(1-£¿5) (13).

1 ' тт

3 А т 2 т

где -1_ ; о- 2 ср ( 2 ср 2ср) ,

ЮСА т а п

где й13 (5\ 1п - содергание металла в руде; п - содержать металла в концентрате по техническим условиям; 2- содержание металла в рудном мшврале. При М<0,5 распределение. рудного минерала в агрегате считается равномерным, а при (00,5 неравномерным и тогда целесообразно выделение проипродукта. На рис. I представлены примеры структурно-текстурного анализа вкрапленных руд.

Линейные размеры текстурной неоднородности определяйся по выратанш:

-22- в ц. ' 1 ц - 2 Г - тш при „ (14),

где и ■ _ функция одномерного распределения содер-

жания металла в пространстве по вектору X.

Значения параметров структуры й текстуры определяет закономерности изменения степени раскрытия и содержания металла Б концентрате при изменении крупности помола. В диссертации приводятся эмпирические выражения, моделирующие эти закономерности. В зависимости от формы графика увеличения аодеряания железа в концентрате при уменызэнии крупности помола может реваться вопрос- о целесообразности дальнейшего измельчения руды.

Влияние параметров строения руды на показатели обогащения проявляется в комплексе с прочноотьо врастания рудных и нерудных зерен и иллвстрируется выражен®м комплексного показателя (р ■ Кп1)с1~*. Г&скрытю магнетита в' рудах с мягкими и хрупкими минералами наступает при более крупном помоле, чем в рудах с твердыми нерудными минералами, к примеру, с кварцем.

Глава 5

ЕАСПЬВДОВШЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ИМ И СВЯЗИ швдзг ними

досматриваются закономерности отатиотического и пространственного распределения параметров качества, характер и сила корреляционных связей между ними о точки зрения их влияния на опробование и методику их прогноза.

Характеристики статистического распределения содержания железа в руда и концентратах изучены для боль»

- 23 -

ииио.тва крупных ' месторождений магнетитовых руд. Васпре-делекие содержания келеза в магнетите .и диаметра рудных зерен ..изучалось лишь на отдельных мэсторождениях: Гусевогорское, Ковдор, Корпуновское. Данные о последнем показателе й работе приводятся, в основном, по наблюдениям автора. .

Графики плотности вероятностей содержания псе леса в руде часто ■ гмазт два или три модальных эк стрему га, отвечавшие ' богатым, бедным и убогим рудам (рис. 3). Подобные го .явления характерны и для графинов диаметра рудных, зерен* свидетельствуя о наличии структурных разновидностей руд, а" такгэ у графиков содержания кз-ле'за а. гагнетита и ого мнхротвердости, обнаруживая этим наличю '■ нескольких- его " генераций. Распределение соде руления г-Эледа в концентрате, более однородно, чем в руде. Дшперсии и стандарт качества концентратов шньиэ, чей для и&ходиой руда (табл. 5).

1 Ксяьшиттво показателей качества характеризуется портальный законом распределения илиблизким к нему, а плотность вероятностей диаметра рудных зерен описывается логнормалышм законом. От асимметрии распределения завксда. вероятная систематическая погрешность подечзта среднего значения л с . Она ' когэт определяться при приведении распределения к симметричному:

Iе "Л -Ссм. Ссм.я [¿в"/«]" (15)'

где. а и Сом> - соответственно, среднее арифмэтччэское значение переменной и среднее при приведении распределения к оиммэтричному; о^- зючение показателя в 1-тоЯ

Графики илсггнос?ir вэрояпюстэй расгоэделения показателей царства. р(%)

fx

20 10 .

СЬдеряанлэ ■ лэлэза в

•>Н \

чх \

_¿i%)

20 АО

40; 20.

р(%)

60 : ■

; : СЬдэшашп? аглоза -в

• шгнэтаге.

? W/y \Í •

^^S&Vv-S : СнФ

ДЕа.\5зтр руднах зэрен.;

2 з

5 .

6

. ■ Оэдсркатда яелэза

X/ с шщгютзато.

V /U

л \ V . /-7 А О. Ч

Шст-орсадэиин: ТУсавогорксоо (I)КЬощтовскоо (2), Ковдоасксе (3); Кмзрексе. (4), в.извэагковыг .скарнах (oj, явлэзисига кварциты (6). . .

Р и с. 3. -

Ткблица 5

Характеристики статистического распределения показателей качества для некоторых месторождений.

, Показа- :Количэ-: Характеристики распределения тели ка-:етво . :--.-—-1--

чества :проб ' : с : б : V : А : Б : Ссм : ас

а) Гусевогорское месторождение.

СМ}% с/, мм № - 1883 16,4. 115 64,8 200 0,50 1883 62,0 4,3 1,9 0,24 2,2 0,26 -0,38 0,03 -0,63 0,48 0,23 0,03 -0,65 0,14 -2,3 -0,89 0,85 16,7 65,5 64,0 -0,3 -1,7 -2,0

б) Корпуновскоо месторождение.

См,7> Й'мм 10000 31,6 207 68,4 121 0,37 79 65,3 8,3 2,6 0,23 2,6 0,26 0,95 0,89 0,04 -0,88 0,54 0,62 1,09 0,2 0,04 -0,76 -0,53 33,0 69,7 66,3 -1,4 -1,3

в) Сарбайскоэ месторождение.

см,% 4 мм ЮСОО 38,4 173" 70,7 46 0,42 46 63,8 8,6 1,2 0,23 3,2 0,22 0,30 0,017 -0,51 0,54 0,91 0,05 -0,49 -0,79 0,44 -2,3 0,54 37,7 70,4 64,2 0,7 о,з -0,4

г) Качарское месторождение.

оС,70 им 1120 40,9 43 0,36 43 61,1 11,7 0,2 5,8 0,29 0,05 0,55 1,62 0,09 -0,54 -1,23 2,2 1,37 40,6 61,6 0,3 -0,5

д) Ковдорское месторождение.

с1,мм IV/» 370 33,6 , 238 • 64,7 34 7,5 74 64,1 12,6 1,34 3.6 1.7 0,37 -0,07 -0,93 0,02 0,02 1,0 0,48 -0,14-0,79 0,03 -0,33 -0,12 33.6 64.7 64,2 0,2 0,0 -0,1

с-среднее значение; <5 - стандарт; V --коэффициент вари-

ации, доли единицы; Л - асимметрия; В - экцесо; Ссм- вреднее значение при симметричном распределении; дс - вероятная систематическая погрешность подсчета среднего. * - для месторождений в известковых скарнах'.

-26-

пробе; x - показатель сто пеки, при которой асиммзтркя равна нулю ±0,1. Значения вероятной систематичэской погрешности для содержания хелэза составляют от нуля До

Рассматриваются некоторые модели описания геохимического поля. Из них наш'олее рациональной к ' точной является геокетро-статистичэская модель . Б.г.Мягкова, которая дает исчерпывающее представление о структуре пространственного распределения показателей и позволяет расчитать плотность сети разведки. Однако, для о про деления плотности сети проб m локальных участках более целесообразно применение модели первых разностей, которая является сочетанием элементов геоьгзтро-статкстичзс-кой модели и вариограммы. Стандарт первых разностей G представляет среднеквадратичную оценку случайной компоненты пространственного распределения: ■

{c|(cL - Ъм) 2]/2Си- I)} °'5 (16),

где с; и - соответственно, значения показателя в точке I и ,1 + 1 вдоль вектора X.

В табл. б приводятся значэкия стандартов Gx и <5у , векторных показателей изменчивости . Vx и Vy ( Vy = Су/с), производных тренда rfu/cix и du/dy к анизотропии случайной составляющей, , a на рис и 5 планы тренда и линейные графили распределения показптелей качества руд.

Внутри рудных залетай та с то нэблпдавтея блоки размером десятки и сотня метров, ориентированные по простиранию, прзд-ставлонше природными типами руд, отличавшимися порядком значений геомзтризуемых переменных. Внутри этих блоков

Гусозогопскоо песгшопсяочге, гоппзотгг 220 и. Паая распроделзшит диаметра ротик зеоотг.

КЬрщщовсксо г.5э-ст от одногшз г гоолзонг 230 г,г, ^тоаютрятесгспг таая.

? ir с. 4 .

- 2Р -

Яквйдаэ граузтюг распределения гтозшаголэй качэсгва.

1&.

15

/4

Гусе&огорског гчасторожденаа 04 Ссдерханиг мг/.гга 6 руде

N

. Коршуно&сиое игсторожде-

Содержание железа магнгтитг

100 200м

„¡а,\ Содержание железа " 6 концентрате

(1 100 200 н

' Диаметр рудных хрен

100

200м

М20}(%) У2036 ионцентратг

т 200м

ГК(яи.гд) ?Л5ор- Ь&рхмиа ' ' .гравитационного кем-юнента'В рудг.

ЮО

■ 200м

25

Р л- е.5 .

50м

Геолаго-^шшралопгчасная карта и разрез

I СЬксиговского место-

рождения.

^

\

Ш2 ЕЕ1

I8 ЕЕЗ'2

1.Гут а шггозшип>нгелг сшпггагада. 2.РЩ1 с эпилогом. З.Руда с» скаполитом. 4.Ртад о гранатом. б.Скаоны. б;Оалогт'ов1!9 пдаодн. 7.Дисяжга ж гоанедиоригы. 8.ГГорфгоик;. &.№вэсг:шаг. Ю^АльбитоЯлто в их ту?ы. IIЛигологичэсга© когагшаш.' 12.Дизыонкг,иш,

Р в о. 6.

Таблица б

Характеристики пространстве тюго рас пределе нля

показателей качества руд некоторых месторон-

_денай. - ___

Показатели : Характеристики распределения

качества :по простиранию :вкрест простира- : ~ _:кия_: ^х

: <5,,%: %,% : : 6Х Ух ,%г ; <3Ы

Гусевогорское месторождение. Главная залезь (запад).

Зодораание железа- 0,60 3,3 Ю""3 1,3 7,3 10~г 2,2 з руде

Зодерианго У?СЦ в 0,014 7,7 1СГ4 0,02 II, X Ю-3 1,4

з руда — -

«¿шзтр рудшх • 0,08 21,4 Ю"4 0,18 48,8 Ю-3 2,3

зерен.-, .

Зодержшив яэлэза 0,7 1,15 Ю-3 1,6 2,5 Ю-3. 2,2 з концентрате

уг05 в. концентрате 0,03 4, 5 1СГЦ О, Сб" 9,1 1СГ3 2,0

,. Гусевоговское месторождение. Главтя залежь (восток).

Ьдергашю шлеза 0,71 VI- Ю-2 0,76 4,9 КГ2 1,1 | рудо ••-■";.

Уг%> 0»015 10»° - °'015 10'° - 1'°

Ьакотр рудшх 0,5 8 59,3 1(Г3 0,51 53,5 КГ3 0,88 о ре И

Годзрканиэ тедоза 0,79 1,2 10Г3 0,65 1,0 Ю-3 0,82 ; концентрате "

У205 » концентрате 0,03 5,5 1СГ1 0,03 5,5' ИГ4 1,0

Корауповскоо ■ местороздэние.

Ьдаржаниэ аелеза 3,5 1£,1 Ю-* 5,4 17,

руда . ,

диметр рудшх . 0,12 32,4 10~с 0,17 45, эрен '

одоряание коле за 0,9 1,3 Ъ0~ 1,9 2, магнетите ...

Р

одоркание келеза 1,1 1,7 10" 1,9 2, концентрате - -

Ю-1 1,5

ю-2 I,*

ю-2 2.1

ю-2 1.7

-30 - Ткблица б (окончание)

Показатели качества Характеристики раепшделения •

по простирания . :вкрест простира-;.^ : ния -; Ь*

Содержание железа 2,7 10,3 ю~3 3,6 13,8 10~2 1.3

в руде

Содержание железа 0,7 1,0 1СГ3 1,1 1.7 Ю~2

в концентрате 1£Г2

Содержание железа 0,67 ьо ю~з .0,83' 1.3 1,2;

в магнетите

С02 в руде 0,63 19,0 0,95 28,6 1.5

2г02 в руде 0,021 23,3 — 0,02^ 26,7 •м 1,15

Р205 в руде 1.0 13,6 1.4 19,1 1.4

Соколовское месторождение«

Содержание железа 1,7-2,1 4-5 - 2,5-3,4 6-8 - , 1,5' в руде . -. • .•

Содержание железа 0,9-1,8 1,4-2,8 -. 1,3^-2,4 2-3,7 - ■ в концентрате

Сарбайокое МВСТОрОЖДЗШФ« * • '

1.1-1,5 3-4 - х,8-2,б 5-7 - 1,7

1.2-2,3 1,8-3,5 - 1,9-3,4 3-5 * ^ - 1,5

Содержание железа е руде

Содержание железа в концентрате

. 1кблица 7

Коэффициенты парных корреляционных связей мэжду ооказате-

лями качества руды. _■ ' ' '■ ' ' •'

деторождение: ¡ЕЬзуль-: количество

проб :раметры:

Закторвальные параметры

; й

]\оевогорокое & (112 проб) /3

е

С..

0,93 -0,07 -0,17

-0,36

0,41

0,67 0,12

0,84

Коршуновесоз (79 про-.')

ь

0,94 -0,32 0,25

-0,49 0,64 0,45

-0,24

0,73

• 1кблица 7 (окончание)

Месторождение :Резуль-: Факториал ьныэ параметры

количество проб :тивуи- : :циё па-: граиетрн: ! : Т ! • • • • ; сн

Корвуновское £ * << 0,45 0,45 -0,39 -0,26 0,32 0,08 0,63

Качарское (43 пробы) * р> £ 0,96 0,18 0,50 -0,24 0,88 0,03 -0,68 -0,25 0,92

Ковдорское (89 проб) а £ см 0,99 0,26 0,79 -0,13 0,82

Сарбайскоэ (37 проб) 8 Р «0» 0,85 0,70 0,83 0,76 -0,77 -0,77 0,83

Соколовское (27 проб) </ 0,92 0,30 0,12 0,69 -0,67 -0,13 -0,30 0,77

Высокогорское <25 проб) а Р & ❖ 4 0,96 0,50 0,73 0,72 0,76 -0,75 -0,60 -0,58 0,66

Коэффиаиэнги.связей содержания железа в концентрате Корпунев-

ского месторождения в чнолителе при помоле -0,074 нм, в зт-кенателе -0,2 им,

- 32 - .

на локальных участках преобладает распределение, обнаруживающее близкий к линейному, реке синусоидальный тренд с производными порядка 10 ...10 и с преобладанием случайной составляящей. Анизотропия стандарта первых разностей £¡¿/(5^ составляет от I до 3. Дня крупных месторождений построены геолого-м:лвраяогические карты и разрезы с выделением блоков различных природных типов руд (рис. б).

Характер корреляционных связей в системе показателей обогащения и их сЕакториальных параметров, в основном, подтверждает положения главы 2. Особенно тесна связи в парах: £ , ¡Ь , р - Т,, £> - См, Сн, где Т - модуль твердости, - содержание железа в хвостах. Т^^СБ^,*Бм), где Бм а Бт - соответствен!», доли в трудной фазе минералов с таердостью по Моосу меньпв пяти и больше пяти. Исключэния объясняются наличием косвенных связей факториальных парадатров. К примеру, тесная связь пари о<-сI объясняет наличие связи для пары р> - (табл.7). Сила связей изгоняется с нзизнением объективных условий их проявления. пример, связь в паре содержание металла в концентрате - средний диаметр рудных зерен ¡1-с1 особенно оильна при степени изизльчения ^/с{ около единицы. При ^/<1 О резко ослабевает связь пары ¡1 -с/, а ее мэсто занимает тесная зависимость качества концентрата от содержания квлеза в шгнетите.

Глава б

• ПЛРАШТШ ТЕХ ГОЛ 0ГИЧЕСК0Г0 ОПРОБОВАНИЯ Здесь рассматривается систона параметров опробования г. зависимости от природных свойств руды и б итоге опт ро деление воаь.'ожной точности прогноза показателей обо-

- J J -

гацения. Параметры опробования включают:

- линейные размеры гаи объем пробы или порции, обеспечивавшие их достоверность;

- плотность сети проб п геомзтрив группы проб или объединенной пробы, обеспечивавшие их представительность;

- погрешности опробования, обусловливавшие точность результата .

Достоверность - понятие, относящееся к малой технологической пробе или порции объединенной техкологтвской пробы, нельзя рассматривать одноз:ачно. Во-первых, достоверность порции таи щтуфа oacqi-итриьается боз учэта технической погрепностм отбора - и тогда рпается вопрос, что характеризует порция: минерал, элемент агрегата гаи тип руды. В зависимости от, этого порция и вклп-чает, соответственно, минеральное "зерно, часта , митрального агрегата, вкличяющуи данншЧ илемонт, несколько элементов текстурной неоднородности. Чтобы получить объективные данные о минеральном составе, строонии руды и показателях осогзщен:;я, нужно отобрать порции (монолит), включающую ■ ш менее одного элемента тэксгурной неоднородности разгром LT . Достоверность таких малых проб по .йан.п'м эксперимента сопоставима с достоверностью боль них технологических проб.

Достоверность также рассматривается о точки зрения техники отбора порции. В этом о^учае учитытется систематическая техническая погрешность отбора. При отбивании шту|ов молотком от ?,°.б оя средняя ошибка моязт быть уптанот'.чана л кандом случае для парт-и проб •■змипрг.чески. Зсли птюбы и.ччют линейную фотму kv.i от-

- 34 -

бцравтся выпиливанием или бурением с получением керна, техническая погрешность отбора и минимальные размеры' порции вычисляется по выражениям:

- абсолютная погрешность отбора бороздовой пробы:

Дб - 0,5(Сф - C„)(I---} (17)#

¿max huía«

где Сф и Сп - соответственно, значение показателя в пробе и теряемом материале; и hmax , Cm in и hmiri -

- соответственно, максимальная ширина и глубина борозды и минимальные значения этих 'параметров;

- абсолютная погрешность отбора пробы от керна:

где р - выход керна, в долях единицы, высота аб-

разивного рельефа, DK-диаметр ■ керна;

- абсолютная погрешность выпиливания птуфа:

где Da - размеры из о матричного птуфа;

- минимальные размеры достоверной птуфной пробы при ее выпиливании: Da.l7l¿„= LT+ I Сф - Cj haó <¡f fL"1 <20), где fA. - максимально допустимая относительгая погрешность;

- мини:.1пльная ширина или глубит борозды:

L0 + f Сф - Zjh^cffiC1 (21).

Достоверность во всех аспектах нужно рассматривать относительно конкретного иоследуемого показателя. К примеру, порция, достевергня для определения качества концентрата, может недостаточно достоверно характеризовать качество исходной руды; или проба, достоверная по соде р>а нив железа, мозязт быть недостоверна по отнесению к

ц!!!)к01«ш или моди.

- - 35 -

Изкстурная анизотропия предопределяет линейную форму отбираемых порций. В этом случае нельзя просто определять штимальнуп тассу кии объем пробы, а необходимо отбирать бороздовую пробу, длина которой должна быть гаме нее размеров элемента .текстурной неоднородности, а ширина и глубина включали да га нее одного элемента структура.

Представительность опробования характеризуется опибкой аналогии, которая представляет собой разность истинного среднего значения показателя в конкретном объеме (блохе) к получэнного в результате испытания объединенной пробы из мношстза точечных или подсчете среднего значения по результатам испытаний каждой точечной пробы. Математический аппарат определения плотности сети тошчных проб, геометрии их объединения для образования объединенной пробы- или подсчета среднего зт<вния выбирается в зависи-гости от характеристик статистического и пространственного распределения исследуемого показателя и требуемой точности результата.

При слу«айном распределении показателя в пространстве представительность опробования обеспечивается отбором количества п проб, которое определяется по известной формуле: П => (22),

где максимально допустимая абсолютная погреш-

ность. В другом частном случае пространственного распределения, когда ого характеризуется только регулярной составляющей, вычисляется интервал между соседними пробами вдоль вектора X:

¿М- i се - в Г при /1л5.» Да)|<х-8| - |£(а)-{(Ь)| (23).

- 35 -

При наличии тренда и случайно!! составляющей определяется число проб вдоль вектора X: (3 х^^аб <24).

Ш погрешности опробования влияют как природные параметры состава и строения руды, так и технология отбора, подготовки, испытания и анализа. Характер и степень влияния природных факторов описывается формулой:

гдо<шсл д (х)т- слу«Ейная погреиность с-той операции опробования за счет влияния показателя х для точечной пробы из забоя; - частная производная показателя обогащения и по природному параметру х»^'л(х)~ - стандарт локальной неоднородности этого парамэтра на уровне штус^а.

Эксперименты Стабл. 8 и 9) показывают одиозначнуя зависимость погрешости отбора по содержании металла в концентрате от изменения в пространстве диаметра рудных зорен. Отношение значений случайных погрешностей отбора, подготовки, обогащения и анализа по содержании тюле за в концентрате, в среднем, составляет 10:5:2:1. Трудно добиться хорошей достоверности проб в диапазоне максимума производных степени раскрытия по природному факториал ь-н ому параметру

при степени измельчения близкой к единице Стабл. 8 и 10).

Систе:атичаская погрешность лабораторной обогатительной аппаратуры по сравнении с показателями промышленных схем обогащения проявляется к долина учитываться в системе: промышленная схема, лабораторная аппаратура, природный тип руды. Установлена зависимость этой погрешности от содержания в руде мягких минералов и потерь при прокаливании: СС>2 и (табл. II).

Таблица 8

Среднеквадратичные случайные абсолютные 5 и относи-

тельные т погрепкооти опробования по_операциям.

Показатели деторождения

Гусевогоп-ское : Кошу нов- : :скоо : Скарноэыо

Откопекиз */</ <С,2 >0,2 <0,2 >0,2 <0,2 >0,2

Количество опытов 15 15 18 12 17 9

Пор- :Суммар-:1уда : 5 1,35 1,34 ч,э

реи- :ше : : т 7,3 3,0 п,з

нооти : , -.Концен- -: Э 1,53 2,5 0,66 1,43 1,12 1,45

по : :т!зата • т 2,5 4Д 1,37 2,3 1,8 2,3

содер- -:При от-: Руды : 5 1.3 1,11 3,4

жания :борэ : : т 7,0 2,4 8,9

желе- :проб :Ковдзн- -: Э 1,42 2,1 0,65 1,15 0,96 1,35

за, % : : трата : 2,3 3,5 1,04 1,8 1,53 2,1

.: При об-: Руды : 5 0,28 0,77 ' 0,46

: работке: : т 1.6 1.7 1,2

:проб : Конца н- -: в 0,59 1,39 0,39 0,92 0,50 0,57

: : трата : ю 0,97 2,25 0,61 1,45 0,81 0,97

:При обогащении : 5 0,25 0,19 0,24

:При анализе ру-;дц и ковдеигра-:та ■I 5 0,11 0,14 0,13

Ткблица 9

Показатели парной корреляционной связи разностей средних диаметров зорен тггатита в смежных пробах и случайной

погреиности.по содержании железа в концентрате._

:Количес-: Показатели

деторождения :ото 0[М_;пРи отборе проб :При обработке проб

:тов : Я : 1Я1 /<3к : Я : 1Л«

Гусевогорокоз 30 0,58 4,8 0,23 1.3

Кориуновсков 30 0,39 2,5 0,13 0,7

Схарновые 26 . ' 0,73 7,9 0/44 2,8

К - коэффициент корреляции; <5л - ошибка коэффициента

корреляции.

Ткблкца 10

Показатели парных корреляционных связей погрешностей опробования с отношением крупности помола и диаметра рудных зерен А/с/ . ___

Местороа-:Коли-

дэния : чзство:__При отборе проб

:опытов:

Показатели

Руды

:При обработке проб :Конценграта : Руды :Концентрата

: а Я №/&л : Я К

Гусевогор- 30 с кое

Коопунов-ское

■0,11 0,6 0,46 3,3 0,04 0,2 0,41 2,7

30 -0,16 0,9 0,65 6,5 -0,28 1,7 0,32 2,0

Скарновио 26 0,19 1,0 0,31 1,8 -0,11 0,6 0,14 0,8

Таблица II

Систематические погрешности анализатора и некоторые

показатели состава руды, %.__■ _

:Коли-:Гкзюсти с оде ржания; Дол я мягких: Содержание Мзсгорож- :част-:келсза в концентра-:минералов в:потерь при доние :во :то анализатора и : нерудной :прокалива-:опы- :

:тов

гсепаратора

фабрики :

:<£азе, %

:нии в руде.

Мишй Куйбао 9 ' -1,8 -1,4 15 2,0

Качарское 3 -3,7 - 5

Куржу исуль 3 -1,8 - 20 2,8

Северо-Пэс- 3 0,23 1.1 36 3,5

чанекое

Тайское 3 0,76 2.3 90 6,7

Представительность больших технологических проб устанавливается как качественным сравнением состава и строения руды в пробе с генеральной совокупностью, так и сравнением результатов испытаний малых проб, представ чяищих генеральную совокупность (месторождение) и материи! лро^и. Аз зультаты такого эксперимента приводятся в диссертации.

-39 -

В главе б таосз кратко, рассматриьаптся возможности и случаи фактического применения косьэшшх методов технологического опробования 1а примере методов ''по типам руд", экстраполяции тренда и корреляции.

Парамэтрн, характеризующие планирование показателей качества, вклв'вп? максимально допустимую погрешность Сдо-стшимуэ точность) прогноза • плотность опробования

6 , массу руды в плановом объеме С^пл и период, !а который осуществляется планирование, Тга

' (26);

Тпл.а «I Я Ьр ^ 3<32/Аа1 С?;1 <27),

гда <5^-- производительность предприятия за единицу времени; ^ р-объомиая масса руд и; <3 дисперсия показателя.

Предлагается последовательность ' этапов коследо.чл.шй для определения параметров технологического опро(>ован:!Я при практическом рзпепин задач геслого-технологичзского картирования а планирования показ-чтелей обогащения. Этим исследованиям прэдвдстаупт гэолого-структуртя съеикд и изучение вещественного состава руд. Исследования вклччапт: изучзнго .влияния геслого-мишралогичоских .-^акторов на показатели обогавдшм; изучение статиотики распределения показателей обоггкрния !! парчиэтров - природных счойотя руда; выбор веду них параметров для создания природной 1',ласо:т-фикации руд и планирования определяющих показателей; коррекции или создание природной классификации руд по ведущим или снизолизирувцим признакам; изучение кгколожр-ноотэй прострпнотизиного распределения вэдуглк ту.-ят.^ь} определена снстекстччоолой погрэиности тб^рмторис-• пив-рагуры; определен!» ни'пичльно ' лостижчдах с у »вСигу но-

грешнее те я по этапам опробования; определение оптимальной плотноати и геометрии сети проб; эксперимента по годовому и текущему планированию качества руда и концентрата, постановка или корректировка мэтодики тахколо-гмчэского опробования при разведке и эксплуатации.

Глава 7

О .ГР41ШКБ ШАШРОВАШЯ КАЧЕСТВА ОБОГАШННОП Р7Д1

Кратко рассматривается практические приемы технологического опробования и прогноза качества, продукции на горных предприятиях страны. Приводятся результаты приближенного расчета оптидальных параметров для такого

прогноза (табл. 12).

Проектирование промышленных схем обогащения и перспективное планирование показателей обогащения осуществляется по результатам детальной разведки и испытаний боль-иих (композитных) представительных проб массой десятки тонн с точностью 0,1...0,3%. Объектом опробование являются природные типы руд в забое. При годовом планиро-вашш показателей обогащения большинство предприятий попользуют опробование "по типам руд". Подсчет плановых объемов технологических типов руд осуществляется по данным эксплуатационной разведки и результатам геолого--тэх но лог и чес кого картирования. Ми расчета планового качества концентрата иог.ольауются результаты исследований оиогатимосги типов руд. Достигнутая точность такого пла-;1;!:>ов.°ния. по содержанию железа в концентрате 0,2...0,5% абсолютных.

При мооячном и не дельно-суточном текущом планировании ч10:(и л! гелай обобщения еыход концентрата определяется о по ■->сГ1 точное(сотые доли процента) по содержанию

ТЫлгца 12

йючотшо показатели достижимой точности прогноза содержания л®леса в концентрате.

Точность :1Соличэство:Мхсса области загара (тис. т) прп

прогноза, ¿единичных гплотносга сети проб---

% :проб I 20 - 25 м ; 5-7 н

•Гусовогорскоз месторождение, Главгая зале а (запад), С\~1,б%

I

0,3 ОД

I

0,3 0,1

I

0,3

од

I

0,3 ОД

I

0,3

сд

2,56 28,4 256

0,49 5,44 49

70 - 100 1 - 1,5

7С0 - ICCO 10 - 15

ТС СО - ICCC0 ICO - 150

Ъ.п юэ (восток), G-n 0,1%

10 - 15 ICO - 150 ICCO - I5C0

G.

Ксрпуиовское мзсторовдзиио, G,

3,61 150 - 200

_ 40,1 I5C0 - 2СС0

361 I50CO - 200СО

Ковдооскоэ месторождение,

1.2 * 60-65 13,3 6С0 - 7С0

121 бОСО - 6300

Сзрбайскоэ месторождение,

7.3 350 - 4С0 81 - 3500 - 4000 729 35С00 - 4COOQ Соколовское мзстороздэш», Gy

0,2 - 0,25 2 - 2,5 20 - 25

1,9%

.2-2,5 НО - 25 2С0 - 250

1,1%

0,5 5 ~ б 45 - 50

г,%

2,5 - 3 30 - 35 250 - 300 1,9%

То жэ, что и для Корзудавского шсторождэния.

згелоза в рудз. Исходной информацией служит геофиэичэа-коо опробование буро-взрывных скважин. !Ь дельно-суточный прогноз качества концентрата осуществляется нэ кг всех предприятиях, а лиаь та-м, где была достигнута. удовлетворительная точность прогноза. В подавляющем болькшпстае случаев технологическое картирование с виделэнтг! технологических разновидностей и опробовяниз "го тип.'.;,; руд"

-42-

здесь ш дает положительного эффекта. Ш ряде предприятий успешно применяется опробование забоев гаи илама буро-ззрцвннх скважин для определения содержания 1-й тал -ла в концентрате. Ш передовых предприятиях достигнута относительно высокая точность текущего планирования качества железорудного концентрата. Это позволило значительно уменьшить его колебания (табл. 13).

Ткблица 13

Точность суточного прогноза и ровность содержания келеза в кондантрате.

;Плот- :ТЪчиость прогни за: Стандарт содержания ке-Продприятш :ность абсолютная, % :леза в концентрате, %

•срти • ' * - 11 * •1 • 11

:расчет- гсоакти- :до внэдое- ."после знзд-'ная : чо ска я :ния техно- :ре.чия техн.

; л ог ичес кого: опробова ниа : опробования:

fe.4Kaiia.pcкий 20 0(37 0,99(19бО

Соколовско- с л N л ча п -ч^та«^ 0,15 (1568) -Саибайскоэ 6 °'39 0,354966; о^Ю С15Е8Э объединение_______

Положительный эффект оптимизации технологичэокого опробования проявляется на всех этапах переработки руд от обогащения до выплавки металла. Ущерб за счэт недостоверности информации оборачивается снижением производительности. производства по готовой продукции, она:® низ м ее качества и возрастанием потерь металла. Возрастает расход топлива при выплавке чугуна. Поскольку планирование и контроль процесса уореднэния руд и концентратов возможны лезь при достоверных данных опробования, то пало- -жишлышй эффект опробования следует- считать эквивалентным эффекту усреднения. Минтнльныэ затраты на усреднение возможны при внутрирудничном его шрганте, который комол а уе то я 1н большинстве ГСКов в черной шталлурпд.

При этом затраты га опробованга максимальны, по га порядок мзнызо, чэм при усреднении ¡п. складах.

3 диссертация приводятся выражения зависимости оконо-мичэского э-]уТо::та усрздюния при обогащении и выплавке чугуна, полученные в Уральском институте горного дела и на металлургическом предприятии в г. Витяовпце (Чэхо-словакия), и пример расчета экономического эффекта при выплавке чугуна та ' Магнитогорском. металлургическом комбинате после внедрения технологического опробования и планирования качества концентратов га. М:-К и ССГСКе.

ЗЛКЛВЧВНИЕ достигнута основная цель работы - получзга выраяэния параметров технологического опробования чэрез показатели - природные свойства руды. Экспериментально подтеэрядэт возможность точного прогноза качества концентрата но результата:-.' технологичэского опробования природного ьасси-ва кагнотитовых' руд. Сделаны слвдувцто основные выводы и рекомендации:

1. Получзш выражения показателей обогащения .»агнеткто-еых руд и через параметры состава и строения x , вычислены частные производные / ду: . Эти формулы и производные моделируют шрархичоские и причинные связи в систем количественно-качественных показателей для руд

и концентратов. Ведущие параметры в этой системе выбираются по их экономической значимости и другим свойствам, обусловливающим возможность их диагностики и целесообразность использования.

2. Измэнениз состава руды при обогащении з?висит от параметров ее структуры, текстуры и минерального состава нерудной фазы. Получены эмпирические выражения зязи-

симости содержания металла в концентрате от крупности помола руды для различных видов структур и текстур руд, описываемых с помощью структурно-текстурного анализа ялифов. При обогащении избирательно удаляются в хвосты мягкие и хрупкие нерудные минералы, а твердые образуют сростки с магнетитом и разубоживают концентрат. Основность, руды при этом снижается.

3. Изучэны характеристики статистичэского ♦ и пространство и кого распределения показателей качества руды и концентратов. Практическое значение имеет вероятная систематическая погрешность определения среднего значения, зависящая от асимметрии графика плотности вероятностей. Значащи такой погрешности по содержанию аэле'за достигают 1,5...2%. Достоверной характеристикой проотракственного ■ распределения показателей качества для локальных участков является стандарт первых разностей.

4. Достоверность единичной технологической пробы-порции, отбираемой в природном гассиве руды, обеспечивается ее минимальными линзПными размерами, которые вклющвт но мо-ноо одного размера эффективной нэ однородности для уровня текстуры (структуры) плюс высоту абразивного ролье!|а, образующегося при отборе на поверхности шту^а, борозды или корна.

5. Представительность группы проб или объединенной пробы обеспечивайся оптимальной плотностью сети проб в определенной направлении или минимальным количеством единичных проб, которое, в обвдм случае, зависит от диопереш случкой соссавлцзцай' аространетюиного распределения изучал мог о показателя. Последняя моделируется полуварио-

- 45 -

граммой, подсчитанной в минлдгапа зонэ тага корреляции (O.I...I и).

6. Случайные погрешности отбора пробы от природного массива руды коррелирую тс я с дисперсией локальной неоднородности показателей - природных свойств руды, определяющих показатели обогащения. Значения случайных по-грешостай отбора, подготовки, обогащения и анализа относятся как 10:5:2:1. Систематическая погрешность лабораторной обогатительной аппаратуры проявляется в система: прошиленщя схема - лабораторная аппаратура - природный тип руды и коррелируете» с долей мягких минералов в нерудной фазе.

7. Задавая точность прогноза качестза "сырой" и обогащенной руды, зная закономерности распределения его показателей на ¡всторондэнии, можно расчэтать плановые объемы добычи и сроки планирования. Можно определить и точность прогноза при заданных объемах, сроках планирования и плотности сети проб. Лия горных предприятий рекомендуется единый подход для разработки методики технологического опробования и прогноза качества железорудного концентрата.

Опубликозаннне работы автора по теме диссертации:

1.Попов C.B., Никольский H.A. Некоторые закономерности распределения нелепа и шакообразупщих компонетоп в магнетитовнх рудах Магнитогорского месторождения// гЛ-ш, вузов. Горн, йурн.- 1966,- № 4.- С. 3 - 8.

2.Попов С.З. Исследование и геологический контроль обо-гатимооти в::рапленных нагнотитовых руд m 'tx г питого роком металлургическом коябшнте// И?уггпю о тройного

состава, и технологических свойств железных -руд.- М.: Нэдра, 1969.'- Вып. 10,- G. 126-135.

3.Попов С .В, К ютодике планирования качества иагнетито-вих руд, требующих обогащения, m Соколовско-СарбаПском горно-обогатительном комбинате// Геология и полезные ископаете Урала;- Свердловск: Изд. СГИ, 1969Ч. 2.- С. 145 - 148.

4.Попов C.B. О m тематическом определении С&О в известняках и доломитах Агапове кого месторождения// Гоол. и пол. иск. Урала.- Свердловск: Изд. СГИ,- Ч. 2-.- С. 184.

5.Попов C.B. О применении метода экстраполяции при оперативном планировании качзства руд на Магнитогорском руднике// Вопросы методики опробования месторождений полезных ископаемых при разведке и -эксплуатации.- Сверд-ловок: Изд. СГИ, 1969.- С. 242-245.

6.Попов C.B., Никольский H.A., Панов Ю.К. Исследования корреляционных связеП содержания плакообразущих окислов

и колеза в мидаралогичооких типах руд скарнов их жэло-зорудьых месторождений Урала// Изв. вузов. Горн, журн.-- 1969.- № 6.- С. 3 - 9.

7.Попов C.B. О геологических факторах обогатимости// Изв. вузов. Горн, жури.- 1973.- !5 3,- С. 3 - 6.

8.Попов C.B., ТЬрабрит Л.А., Сафронова А.Н. Природные типы магштитовых руд шеторождэния î'knuii Куйбас// Изв. вузов. Горн, журн.- 1976.- й 12.- С. 3 - 4.

9.Попов C.B. Ооновы структурно-текстурного анализа вкрапленных нвлезннх руд// Геология, поиски и разведка рудных и непудньх почэзных ископаемых Урала,- Свердлова г.: Изд. СГИ, I?7Г>.- Bun. 2.-С. 61-66.

_ 47 -

Ю.Попов C.B. О минимальных объемах малых технологических проб руд// Изв. вузов. Горн, яурк,- 1981.« й 3. С. 10 - 14.

И.Попов С.З, 0 плотности сети опробования для технэ-логичзсг.ого картирования рудных месторождений при кх разработке// Изв. вузов. Горн, журн..- 1981,- В 4.- С.4-7.

12.Попов С.З. Основы рудничной геологии,- Свердловск: Изд. ТЛИ, 1981. 54 о.

13.Попов C.B., Купйор С.Ni. К оценке качества железных руд по содержанию главных окислов// Изв. вузов. Горн, курн.- 1982.- ;:» 7.- С. 15-20.

14.Попов C.B. К вопросу о достоверности технологичэс-ких проб тгкетитовых руд// Кзв. вузов. Горн, иурн.-

- 1985.- !1 7.- С. I3I-I34.

15.Попов C.B. О выборе ведуиих параметров качества руды// Изв. вузов. Горн.- ;курн,- 1985.- tè 12.- С. 6 - II.

1о.Попов C.B. '<Ь,теш.тичзская модель Главной залежи Гусе-вогорского ts сто рождения и плотность сети тохнологичэс-кого опробования.- ?&гнитогорск, 1987,- 12 е.- Дзп. ВИНИТИ 03.04.87. № 2426 - В 87.

17.Попов C.B., Ткрабрлна Л .А., Чечулина Т.В. Определение представительности больаой технологической пробы о помощью малогабаритных технологических проб.- ¡•Ьгнитогорок, 1987,- б с..- Дзп. ВИНИТИ 15.09.87. № бббб - В 87. Еб.Попов C.B., Ткрабрина Л.А., Чечулина Т.В. О еистаматтчвс-юй ■ погрепности лабораторной обогатительной аппаратурц.-tenuwôropcic, 1987.- 5 е.- Лап. ВИШИ 15.09.87. Те 6667- В 87. Ю.Попов C.B. Техническая погрешность отбора и минимальные лшвйные размеры тяхнологичзской пробы// Изв. вузов. Ърн. :курн.- 19®.- № 5.- С. 135-137.