第三章-选矿工艺流程的设计与计算(4)

3.3.2选别流程的计算计算目的：求出流程中各选别产物的数量指标和质量指标，也就是通常所说的产物特性。数量指标：各产物的矿量qn、产率γn、按原矿计的有价成分的回收率εn、有价成分的金属量pn以及作业回收率En等，也将其称为分配指标。质量指标：各产物的品位βn、富矿比i以及选矿比k，也成为比较指标。数量指标与质量指标的函数关系：βn=Pn/qn=β1εn/γn数质量流程及应用数量质量流程：标注有包括数量指标和质量指标的全部产物特性的选别流程。简称数质量流程。数质量流程图的应用：（1）设备选择的依据（产物重量）；（2）评价或取舍某一作业的重要判据（品位和回收率）。选别流程计算的前提条件一般的选矿工艺流程，都属于机械选矿的范畴，矿石经过选别作业后，假定只发生机械富集过程，不发生化学反应和变化。不考虑选矿过程中的机械损失和其它流失等，即进入各作业的物料量或物料中所含某种成分的金属量与从该作业排出的物料量或金属量是相等的。选别流程计算方法平衡方程式：运用足够的已知原始指标，代入平衡方程式，通过一般数学方法，求出未知的工艺指标。A流程计算指标确定的原则任何一个工艺流程，都必须知道一定数量的意志指标，才能进行流程的全部指标计算。这些已知指标的数目，一般称之为必需的原始指标总数。所谓“必需”包含两层意思：一是必要的，二是充分的。即原始指标不能多也不能少。因此，流程计算前，首先确定必要而充分的原始指标数十分重要。流程计算与数学计算不同。（一）流程计算原始指标数流程计算所用的必要而充分的原始指标数Np可用下式计算：Np=C（np-ap）式中：C——计算成分，若流程只按各产物重量计算（如碎磨流程），则C=1；若流程既按各产物重量计算，又按产物中所含某一种有用成分（单金属）计算，则C=2；若流程既按各产物重量计算，又按产物中所含几种有用成分（多金属）计算，则C=1+e；e——有用成分数；np——流程中的选别产物数；ap——流程中的选别作业数。即：已知原矿指标时，计算流程必要而充分的原始指标数等于计算成分乘以流程中的选别产物数减去选别作业数之差。（二）原始指标数的组成流程计算的可能性：任何指标常用：相对数值表示的指标（即产率γ、品位β、回收率ε和作业回收率E。只有原矿可以采用绝对数值，即原矿量Q。单金属矿石：Np=Nγ+Nβ+Nε满足：Nγ≤np-apNβ≤np-apNε≤2(np-ap)产物的品位指标是产率γ和回收率ε的函数：β=αε/γ多金属矿石：每一种金属的原始指标数也应符合上述条件。（三）原始指标的确定原则所选取的原始指标应该是生产过程中最稳定、影响最大且必须控制的指标。对于同一产物，不能同时选取产率γ、品位β和回收率ε作为原始指标。对于同一产物，不能同时选取产率γ和回收率ε，而应该是产率γ和品位β，或者是回收率ε和品位β。（三）原始指标的确定原则在确定原始指标数值时，应以选矿试验报告为主要依据，同时参考矿石性质类似的选矿厂的生产资料。当设计流程与试验推荐的流程不完全一致时，新增加中间作业的产物指标数值可参考类似选矿厂相同作业的富矿比和作业回收率来确定。正常条件下，生产指标应低于试验指标。B单金属矿选别流程计算单金属矿石的选别流程计算，可根据产物的多少，分为以下几种典型结构。（1）两种选别产物流程的计算Np=C（np-ap）=2（2-1）=2已知β2、β3：（1）两种选别产物流程的计算Np=C（np-ap）=2（2-1）=2已知β2、ε2（2）三种选别产物的流程计算Np=C（np-ap）=2（3-1）=4已知β2、β3、β4、γ3（3）四种选别产物的流程计算Np=C（np-ap）=2（4-1）=6已知β2、β3、ε2、ε3、γ4和ε5多作业联合流程计算方法一个单金属矿石的选别流程，往往是由许多作业组成，故在计算过程中不仅每个作业可以列出平衡方程式（组），而且可以将许多作业联在一起视为一个大作业。（4）单金属矿流程计算实例计算原始指标总数：Np=C(np-ap)=2(12-6)=12Nγ=0；Nε=1；Nβ=11β3=31.0g/t；β4=1.18g/t；β6=49.0g/t；β7=3.5g/t；β8=52.0g/t；β9=27.0g/t;β11=3.0g/t；β13=0.6g/t；β15=1.5g/t；β16=0.45g/t；β17=1.1g/t；ε8=93.0%;此外，q1=200t/h;β1=4.5g/t。（4）单金属矿流程计算实例计算各产物产率；计算各产物回收率；计算未知产物的品位；计算各产物的矿量；绘制数质量流程图。流程计算数质量流程图C多金属矿石选别流程计算（1）两种金属：计算流程所必需的原始指标总数为：Np=C（np-ap）=3（3-1）=644332211443322114321ββββββββC多金属矿石选别流程计算（2）三种金属计算流程所必需的原始指标总数为：Np=C（np-ap）=4（4-1）=125544332211554433221155443322114321βββββββββββββββ几点说明（1）对直接优先浮选流程，首先按多金属平衡方程式根据最终产物的品位求出最终产物的产率和回收率，然后分别对每一选别循环进行计算。各选别循环中按照所选的主要成分进行计算。此时，原始指标的选择与单金属矿石选别流程计算相同。在主要成分的各指标计算出来后，再计算该循环中非主要成分的回收率及未知品位。几点说明（2）为了简化计算过程，在实际工作中常常是仅对每一循环的最初和最终产物按照全部有价成分进行计算，各中间产物只计算选别成分的指标。几点说明（3）对于混合浮选流程的计算，当试验矿石与设计矿石一致时，计算方法与单金属相同，不过只是有价成分的计算项较多而已。如果试验矿石与设计矿石不一致时，则确定混合精矿中各成分的含量数值可能有巨大的误差。为了较少误差，应采用混合精矿中各有价成分含量的总和和各有价成分回收率计算混合精矿产率，而不按单一有价成分的品位计算。因为混合浮选时，混合精矿中的脉石含量常常是一致的，因而有用矿物的总含量也是比较稳定的，即按下式计算各作业精矿的产率：γ=（α1ε1+α2ε2+α3ε3+……+αmεm）/β多金属矿流程计算实例计算原始指标总数：Np=C(np-ap)=3(10-5)=15Nγ=0；Nε=0；Nβ=15β7=6.854；β8=0.162；β11=12.653；β12=0.668；β13=0.831；β14=0.120;β16=17.190；β17=2.866；β18=0.915；β19=0.100；β'7=21.999；β'11=34.507;β'11=34.507；β'16=38.380;β'13=13.563；β'18=20.641.此外，q1=45.5t/h;β4=0.9；β'4=8.98。多金属矿流程计算实例流程计算总结原始指标总数的计算原始指标的分配原则和分配方案流程计算的步骤：（1）首先从原、精、尾开始，通过物料平衡关系，先算出流程或某一循环的最终精矿和最终尾矿的产率，然后分别计算其精选作业和扫选作业，即精选作业从上之下计算到粗选作业的精矿止，扫选作业从下至上计算到粗选作业的尾矿止。（2）多径数矿选别流程计算，在不用计算机的情况下，一般按主成分计算。（3）计算任何一个选别作业的产率，一般按联立方程计算精矿产率，而尾矿产率是通过减法求得。产物重量、回收率也是如此。（4）混合产物的产率要进行校核，验算计算无误。3.3.3矿浆流程的计算（一）矿浆流程计算的目的保证流程中各作业适宜的液固比，确定各作业、各产物的水量、补加水量、返回水量、脱除水量、矿浆体积及单位耗水量，为设计和选择供水、脱水、排水设备或设施提供依据。（二）矿浆流程计算的原则矿浆流程计算的原则同样是根据各作业的产物平衡进行的，即进入作业的水量之和等于该作业排出的水量之和；以及进入该作业的矿浆量（体积）之和等于该作业排出的矿浆量（体积）之和。在计算过程中通常对机械损失或小量流失忽略不计。（三）矿浆流程计算用原始指标的选择矿浆流程计算需要一定的原始指标。原始指标应选择那些在操作过程中最稳定和必须加以控制的指标。最适宜的作业浓度和产物浓度。含水量稳定的产物浓度。生产过程中各作业的补加水量。指标来源：流程分析选矿试验资料类似选矿厂生产实践统计数据统计数据（1）统计数据（2）对统计数据使用的几点说明密度大的矿石浓度也大；块状和粒度粗的矿石比粉状矿石的浓度要大；品位高易浮选矿石的泡沫产品浓度比难浮贫矿石的泡沫产品浓度要高；跳汰和水力分级作业处理粗粒矿石的耗水量比细粒矿石的耗水量要大；洗矿用水量应根据矿石可洗性决定。（四）矿浆流程计算的步骤矿浆流程的计算是在选别流程计算之后进行的，主要是利用流程中各产物的重量Qn来求水量Wn和矿浆体积Vn。计算时，根据已定出的各作业和各产物的浓度Cw（或液固比R）等原始指标，按下列步骤进行：（1）根据选矿试验资料和类似选矿厂的生产资料，或参考统计数据，确定各作业和各产物必须保证的浓度Cn或液固比Rn值、含水量稳定的各产物浓度Cn或Rn值，以及有关作业补加水的单位定额等原始指标。（四）矿浆流程计算的步骤（2）计算已知Cn(或Rn)值的各作业和产物水量Wn值。计算公式如下：Wn=QnRnorWn=Qn(1-Cn)/Cn（3）按平衡方程式计算未知Cn（或Rn）的各作业和各产物的水量及补加水量Ln值。（4）计算各作业各产物的矿浆体积Vn值。计算公式如下：or式中：ρ——矿石密度，t/m3。)11(nnnnCCQV)1(nnnRQV（四）矿浆流程计算的步骤（5）计算选矿厂总排出水量（含最终精矿、尾矿、溢流）:（6）计算选矿厂工艺过程总耗水量：如果选矿厂利用回水W‘，则新补加水量为：W0:原矿含水量。kWcWxWtWtxckWLL（四）矿浆流程计算的步骤（7）上述计算只考虑工艺过程用水量，另外，还要增加洗地板、冲洗设备、冷却设备等用水，一般为工艺过程耗水量的10%~15%；所以，选矿厂的总耗水量为：（8）计算单位耗水量Wg：Q：处理矿石量LL）（15.1~1.10QLWg0（五）矿浆流程的表示方法表格表示方法表格形式如下：流程图表示：实际上常用的是流程图表示法，即在流程中分别注明各作业和各产物的Q、R或Cw、W和L等数值，这样的流程成为矿浆流程图。有时，把矿浆流程图与数质量流程图合并为一张图。作业名称作业或产物编号及名称产率γ%矿量Qt/h浓度Cw%液固比R水量WM3/h矿浆VM3/h矿浆流程图（六）矿浆流程图的应用计算选矿厂总的工艺耗水量计算补加水量