Підвищення ефективності роботи ГЗКу (стр. 9 из 24)
В даний час для руд чорних і кольорових металів розроблені і серійно випускаються системи безперервного контролю якості, що дозволяють безупинно оцінювати зміст корисних компонентів, що транспортуються конвеєром. Сортувальні системи можуть бути розділені по наступних основних ознаках:
показник якості, по якому здійснюється сортування;
сортувальний модуль;
метод одержання інформації, що характеризує якість руди;
місце розміщення сортувальної системи;
вид транспорту, що здійснює сортування;
тип пристроїв, що здійснюють виключення сортувальних модулів з потоку;
подальше використання продуктів сортування.
Показники технологічної ефективності сортування
Руда, що надходить на сортування, у значній мірі перемішана, дисперсія змістів у ній менше дисперсії, встановленої в надрах.
Уникнути забійного змішування не завжди вдається, тому за вихідну дисперсію при сортуванні приймається дисперсія в потоці руди, що надходить на сортувальну естакаду (склад), а кореляційна і спектральна функції визначаються по пробах, що представляє масу руди Vo цього потоку.
Якщо вирішено розділити руду на тc умовних сортів, середній сортовий зміст компонента в які
, то міжсортова дисперсія визначається по формулі; 
(1.50)де тc — кількість сортів;
— середнє значення показника в mcсортах; 
- середнє значення показника в i-ом сорті.Якщо по пробах з масою показності Vo отримана загальна дисперсія в потоці
(1.51)де п — число проб,
те
(1.52)де
- середня дисперсія показників якості в сорті відносно .При поділі руди на сорти встановлюють діапазон змістів для кожного i-го сорту із середнім сортовим показником
. Об'єднання конкретного діапазону показників у сорт є умовним внутрісортовим змішуванням, при цьому, чим більше діапазон показників об'єднані в сорт, тим велика частка дисперсії загального потоку гаситься усередині сорту.Відомо,що
(1.53)Вибираючи сортову порцію Vc або задаючи вже наявної (місткість кузова автосамосвала, думпкара), тим самим усереднюють руду в порції Vc. Модуль Vc, практично не змінює спектра дисперсії, отже, умова (1.52) виконується цілком.
Величина
характеризує ймовірну частку несортової руди, що може бути домішана до виділюваного сорту при порціонному сортуванні і названа коефіцієнтом міжсортового змішування. Очевидно, чим менше 
, тим точніше сортування. 
(1.54)
Нижче дані розрахунки показників технології ефективності, виконані для динамічного ряду, кореляційна функція якого апроксимується експонентною функцією
(1.55) 
або при
(1.56)To можна представити як
, де 
- є обсяг порцій, якими роблять сортування, Vc.Замінивши в (1.56) Т на.
і розділивши неї на Dx одержимо 
(1.57)
т.е. коефіцієнт міжсортового змішування є функцією величини сортувального модуля і показника 
.
Частка руди, що буде відсортована в сорт або інакше вилучення руди в сорт складе при
(1.58) 
(1.59)Таким чином, технологічними критеріями ефективності сортування руд є: коефіцієнт міжсортового змішування і коефіцієнт відсортування (вилучення у сорт)
. Чим більше величина , тим вище ефективність сортування.1.1.6 Математичний апарат змішувальних і сортувальних систем
Критерій ефективності перемішування руд
Проблема утворення гомогенних сумішей твердих матеріалів, таких як руда, агломерат, є складною інженерною задачею потребуючої для рішення значних економічних і енергетичних витрат. Вимоги, пропоновані до рівня однорідності, різні. Практично для кожної промислової рудної сировини застосовуються особливі показники, що визначають його однорідність: абсолютна однорідність, точність змішування, дисперсія показова коефіцієнт варіації, період і ін. Тільки гази і рідини мають повну однорідність. До твердих матеріалів у будь-якому їхньому стані термін "однорідність" або "гомогенність" незастосуємо. У макрообсягах деяка однорідність може мати місце, але в мікрообсягах при цьому матеріал залишається неоднорідним, як би довго ні продовжувався процес змішування. Якщо представити бикомпонентну суміш у виді чорних і білих кубиків, то гранично можлива однорідність буде досягнута в тому випадку, коли кубики утворять в обсязі шахове чергування квітів. При цьому кожні два суміжних кубики будуть представлені двома квітами. Будь-яке перемішування такої структури створює стохастичну однорідність, що у мікроструктурі, як правило, неоднорідна.
Сегрегація шматків по крупності, гравітаційна сепарація приводять до того, що при змішуванні спостерігається розшаровування масиву. Це відбувається в тому випадку, коли розміщення показників, що характеризують якість після змішування, може утворювати локальні або загальні закономірності. При цьому має місце коваріація якісних властивостей у просторі змішувача і, як наслідок, неоднорідність матеріалу.
Найбільше важко змішуються матеріали складного гранулометричного складу і пластичні маси.
Перемішування руди до необхідної точності в змішувачах примусової дії це операція, що перевищує по енергетичній ємності на порядок сумарні енергетичні витрати на видобуток руди. З цієї причини таке перемішування навряд чи знайде застосування в гірничорудному виробництві при сучасних масштабах видобутку і переробки.
Звичайно для оцінки ефективності процесу перемішування використовуються вибірки проб, що представляють визначений обсяг матеріалу, що перемішується. При цьому визначається або зміст того компонента, через гомогенізацію якого в матеріалі виробляється перемішування, або в матеріал у невеликих кількостях додається радіоактивний ізотоп, що фарбує речовина, оксид міді, флюоресцирующий барвник, що дозволяють після перемішування визначити ефективність процесу.
Найбільш поширені барабани-змішувачі, до яких може бути віднесене і деяке технологічне устаткування, наприклад кульові і стрижневі млини. У них при робочих частотах обертання мають місце наступні режими руху матеріалу, що змішується:
коливальний (ступінь заповнення барабана 0,03), при якому матеріал захоплюється стінкою корпуса по ходу обертання і зсковзує вниз;
прослизання (ступінь заповнення 0,03—0,1), коли матеріал нерухомий і, прослизаючи по стінці, не захоплюється по ходу обертання; при цьому його вільна поверхня нахиляється на якась кут до рівня обрію;
циркуляційний (ступінь заповнення 0,1-0,8) при якому матеріал, піднімаючи на деякий кут, обрушається вниз.
Усі змішувачі такого типу, з горизонтальною віссю обертання звичайно мають ступінь заповнення 0,3-0,7, а працюють у третьому режимі. При цьому подовжнє переміщення матеріалу, як і у всякій обертовій горизонтальній трубі, незначне.
Для опису процесу змішування використовують дифузійний закон Фико. За вихідне рівняння приймають вираження:
(1.60).деc(х, n) — відносна концентрація основного компонента в суміші після п оборотів барабана на відстані х від первісної поверхні роздягнула компонентів; kдф - коефіцієнт удаваної дифузії.
Після рішення і перетворення цього рівняння одержують формулу для розрахунку процесу змішування:
(1.61)де k — ступінь змішування після п оборотів; L. - довжина барабана, м.
Ступінь змішування — показник, що враховує різні фактори. У більшості випадків застосовуються співвідношення дисперсії показників або середніх квадратичних їхніх відхилень.
Так, за пропозицією Лейси значення kс визначається вираженням: