矿石贫化率和废石混入率的概念和计算探讨
第30卷第5期2008年10月
文章编号:167224461(2008)0520024204
甘 肃 冶 金
GANSU METALLURGY
Vol.30 No.5Oct.,2008
矿石贫化率和废石混入率的概念和计算探讨
陈运伟,陈广斌
(1.攀煤集团有限公司地质队,四川
1
2
攀枝花6170002;621010)
2.西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳
摘要:对我国地质、采矿理论的系统完善有一定的促进作用,。关键词:矿石贫化率;中图分类号::A
TheConceptandCalculationofTheRateofTheMineralStonePoverty
andTheRateofWasteRockMixed
CHENYun2wei,CHENGuang2bin
1
2
(1.TheGroupofPanmeiLimitedCo.GeologyTeam,Panzhihua617000,China;
2.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang
621010,China,)
Abstract:Thispaperdiscusstheconceptandcalculationaboutthemineralstonequalityandquantityindexsigncarriedongoingdeepintofromthetheoriesandthefulfillmentbothsidetherightnessthecoal2facetheprocessanalytical.Itistoourcountrygeology,mineformineralstheoriesofthesystemwascertainlyperfecttopromotefunction,toclarifypeopleofun2derstandingandinstructiontheproductionsallhavestrongerandrealisticmeaning.
KeyWords:mineralstonepoverty;rateofwasterockmixed;conception;calculation;discussion
1引言
2 现行采矿过程中矿石质和量指标的
采矿过程中矿石的质和量指标是一个系统指
标,只要系统中某个指标发生变化,其它指标都将随之变化,我们通过多年的研究和多个矿床的开采设计表明,这种“主变指标”就是矿石的贫化率和废石的混入率,而恰恰就是这两个指标不仅在我国地质、采矿理论界长期争论不休,而且用以指导生产和设计的手册在给二者理定要领时虽取得一致,但在给出计算式时却互相矛盾,或出现相同的错误,或计算式与概念不符,严重阻碍了我国地质、采矿理论的进步与发展,对生产和设计造成不良后果。为此,有必要从理论和实践两个方面进行深入探讨与研究,澄清人们的某些认识,用正确的理论更好地指导生产和设计。
概念及计算式评述
该体系中除了“主变指标”外,还包括其它众多指标,如采场工业矿石品位,采出矿石品位(见表1)。下面我们仅以“主变指标”的矿石贫化率和废石混入率为例,结合我国现行冶金矿山设计手册、矿山地质手册及高校教材定义分别叙述如下: 矿石贫化率(γ):指采矿过程中采场工业矿石的品位降低程度,用百分数表示,即采场工业矿石品位与采出矿石品位之差与采场工业矿石品位的百分比。 废石混入率(γ0):指混入采出矿石中的废石量对采出矿石量的百分比
。
第5期 陈运伟,等:矿石贫化率和废石混入率的概念和计算探讨
表1
序号
12345
52
采矿过程中矿石质和量指标
序号
678910
指标
QT
Q1R
γ
意义
采场工业矿石量,t(平衡表内矿石)
采出矿石量,t(包括采出的工业矿量和混入的废石量)
采出的工业矿量(t)
采出矿石中的废石混入量(t)
矿石贫化率(%)
指标γ0ραα′α″意义
废石混入率(%)矿石损失率(%)采场工业矿石品位(%)采出矿石品位(%)废石(围岩)品位(%)
上述提及的现行矿石贫化率及废石混入率的概念,是客观实际的,科学严谨的,是地质、采矿工作者多年的研究成果,而且形成了共识。它修正了前苏联的一些传统理论概念,形成了我国自己的关于采矿过程中矿石质和量指标的科学体系。
但是,围绕这些系统准确的概念,提供给生产与设计的计算式尚存在较严重的问题。符,,有统一的理论依据。
如现行设计手册中规定的矿石贫化率直接法的计算式为:γ
Q1+RT
,而
Q1+R
T
3产生原因分析
造成现行这种概念与计算式不完善的原因,主要是由于我国地质、采矿技术的建立受20世纪5020世纪50～60年代,都,当我们的一些概念重新定义后,却仍然习惯地沿用原来的计算式所造成的。 在前苏联采矿学院和设计部门编著的露天铁矿设计方面的最新著作《露天铁矿设计》中明确指出,前苏联黑色冶金部标准文件规定的关于矿石损失、贫化的概念和计算式如下:
矿石开采损失:指在企业经营期间,未从矿藏中采出,或未进入下一步加工工序的位于开采境界内规定应采出的平衡表内储量。 而在开采过程中,由于混入岩石或不合格矿石,以及由于有用矿物成分被溶浸,或一部分矿石以细粒形式造成损失,使采出矿石品位低于平衡表内矿石品位,对这种情况称之为矿石质量损失。 矿石贫化:指不包括在平衡表内储量计算范围之内的不合格矿石和岩石进入采出矿石中。 有关计算式如下。
Q2Q1
直接法:ρ×100%
Qγ=× 100%
T
=⑴
但手册同时又规定废石混入率计算式为:γ 0⑵
同时,现行设计手册中规定的矿石贫化率间接法计算式为:
α2α″γ=1′
α2α″
α′α″α2α″α′α′22+α″α2
而:γ=1=
α2α″α2α″α2α″式为:
α2α′
γ 0=1α2α″
⑷⑶
但设计手册中同时又规定了废石混入率的计算
⑻⑼
通过上述分析,显然现行计算式中不但没有把已定义明确的矿石贫化率与废石混入率分开,反而人为的用公式将两个概念混为一谈了,造成计算式与概念不符。例如矿石贫化率计算式就不能圆满地解释现行的矿石贫化率概念,进而又造成矿石回收率、采出矿量、采出矿石品位三个计算式之间的互相矛盾。
()ρ= 矿石回收率:K=12
Q
αα)× 间接法:γ=(1100%⑽α″Qα2
α2α″γ=′ ×100%⑾
α2α″
通过对矿石损失贫化概念及计算式的分析,可以清楚地看出我们现行规定的矿石损失贫化概念与前苏联的已不同。我们定义的矿石贫化率概念,前苏联定义为质量损失;我们定义的废石混入率概念,前苏联定义为矿石贫化率;而前苏联根本没有废石混入率的概念,至于矿石损失率的概念则基本一致。 由于我们已重新定义了矿石损失贫化的概念,但计算式却沿用前苏联的而没有随之改变,这就是造成我们采矿过程中矿石质和量指标的概念与计算
⑸⑹⑺
采出矿量:T()γ12
γ)α=γα″ 采出矿石品位:α′=(12
62 甘 肃 冶 金 第30
卷
得出矿石贫化率的计算式只是废石混入率的一个特
例,进而将废石混入率的计算式看作是计算矿石贫化率的通式,由此将二者从理论上完全等同起来,这是一种误解。如果用之指导生产与设计,则是不科学的,会造成生产上的偏差和影响设计质量。 事实上,在实际生产中,矿石贫化率计算式⑿中的采出矿石品位α是根据采出矿石的取样化验资料确定的,必然反映了开采过程中混入的废石(不论其是否含有品位)、高品位富矿与富矿粉矿回采损失、矿石中有用成份的流失及其它杂质混入等对,充分表达了采矿过,是一个通,。,也正是围岩等的混入,才导致了采出工业矿石品位的降低,但⑿、⒃式仍然分别表达了不同的概念,即使在围岩不含品位,二者在形式和数值上都相同,也不应抹煞它们之间的实质性差别而将它们相提并论,更谈不上⒃式是⑿式的通用式,⑿式是⒃式的特例。4.1.4 实例分析 算例:攀钢兰尖铁矿兰山采场某出矿点工业矿石品位α=45%,要求采出矿石品位α=40%,如果围岩综合品位α″存在三种情形,即α″1=22%,α″2=15%,α″3=0,则试求三种情况下的矿石贫化率和废石混入率。
将有关参数代入⑿、⒃式,求得三种情况下的矿
γγ石贫化率,废石混入率:γ.1%1=2=3=11
γ .7%;γ.7%;γ.1%o1=21o2=16o3=11 结果分析: ⑴当α″1=22%,而采出矿石品位只有40%时,说明废石混入率可以达到较高的水平,为21.7%,
44
如果要求输出10×10t矿石,则采出7.83×10
4
t45%的工业矿石与2.17×10t22%的围岩综合输出即可,此时围岩利用较多,而工业矿石利用相对较少也能满足输出矿石的质和量的要求; ⑵当α″2=15%,而采出矿石要保持在40%时,要求废石混入率降低,为16.7%,此时围岩可利用量降低,工业矿石利用量必须提高才能满足要求; ⑶当α″3=0,围岩不含品位,要求采出矿石仍能保持40%,只能使废石混入率降到更低水平,为11.1%,此种情况,围岩利用是最低的,工业矿石利
式不完善的原因。
采矿过程中矿石质和量指标的概念和计算式分析
4
4.1 对“主变指标”的分析4.1.1
矿石贫化率(γ)
我们通过多年的研究和多矿床的开采设计证明,矿石贫化率的严格定义为:采矿过程中矿石品位的降低率,即采场工业矿石在开采过程中由于围岩和不合格矿石及杂质、或围岩、或不合格矿石及杂质的混入,造成采出矿石的品位不可避免的要比原采场内工业矿石品位低,这种降低就是矿石的贫化率。()来表示,即:
α2α′γ ×100%
α
⑿
这个矿石贫化率的概念及计算式严格地表达了矿石贫化率的本质特征,并不因围岩等是否含品位而变化,当围岩等含品位,在混入同量的围岩废石的情况下,其矿石贫化率要比围岩不含品位的贫化率低,这不仅在理论上被证明,而且被大量的生产和设计所证实。4.1.2
废石混入率(γ0)
废石混入率是指采矿过程中废石混入采出矿石的程度,直接法计算式:
γ ×100%0T
⒀
但由于混入采出矿石量中的废石量在生产与设计中是很难准确测定的,直接法给出的计算式仅是废石混入率的直接表述,无法具体指导生产与设计,可用矿石数量、质量平衡式间接地推导出废石混入率的计算式: T=Q1+Rα=Q1α+Rα″ T
联解⒀、⒁、⒂,导出废石混入率γo:
α″α′2
γ =×100%0
α″Tα2
⒁⒂
⒃
也就是说,废石混入率通常用工业矿石品位α,
采出矿石品位α′和围岩品位α″来表示。4.1.3
对矿石贫化率和废石混入率的诠释
矿石贫化率计算式⑿中没有包含围岩品位α″这个参数,有人认为没有反应围岩品位的影响;而废石混入率计算式⒃中包括有α″这个参数更具有普遍意义。特别是当围岩不含品位(α″=0)时,废石混入率便与矿石贫化率在形式上取得一致,并由此
用量要求最大。
在这里,废石混入率正确地反映并只能反映废石混入采出矿石的程度。如果把废石混入率错误地当作矿石贫化率看待(目前大多数矿山如此),就会
第5期 陈运伟,等:矿石贫化率和废石混入率的概念和计算探讨 出现:在工业矿石品位α和采出矿石品位α′不变,即矿石品位降低值不变的条件下,矿石贫化率却有上述三个差别极大的数值,这在理论上和生产中都难以解释。 矿石贫化率由于在三种情况下α和α′都相同,品位降低值都是5%,矿石贫化率必然相同,都是11.1%。当围岩不含品位,虽然γ=γ.1%,但0=11
前者说明矿石在开采过程中品位下降了11.1%,后者说明采出矿石中混有11.1%的废石,两者在概念上仍有着本质区别。当围岩含有品位,废石混入率将大于矿石贫化率,而且围岩品位越高,二者差值越大。这就是说,假如用废石混入率来代替矿石贫化
α′率,在α、一定的情况下,当α″>0时,将人为地加
大矿石贫化率,而且α越高,;在α″=0时,实质性差别,。采矿过程中矿石质和量指标的计算式 通过对“主变指标”的深入分析,利用其计算式可导出采矿过程中其它指标的计算式(见表2)。4.2
72
在不系统、不完善的地方,建议有关部门听取各方意见,及早补充、完善系统有关手册,用科学、严谨的体系指导矿山的设计和生产工作,促进我国矿业的可持续发展。
表2
序号
12346
推荐的矿石质和量指标的计算式
计算式ααγ2′×100%
α
ρ=
Q2Q1)()×=(1100%α″)QQ(α2
计算指标矿石贫化率(γ)矿石损失率(ρ)矿石回收率(k)(γo))废石混入量(R)
K=(12γ)TQ
×100%
αγ×100% (16)0=″T (6)γ120
R=γ0TQ1=T2R
7采出工业矿量(Q1)8采出矿石品位(α)
α=(12γ0)α+r0α″γ)α=(12
5结语
参考文献:
[1] 采矿设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.[2]
采矿手册[M].北京:冶金工业出版社,1988.
[3] 找矿勘探地质学[M],吉林:吉林科学技术出版社,
1991.
[4] 矿山地质手册[M].北京:冶金工业出版社,1995.收稿日期:2008203221
作者简介:陈运伟(19702),男,四川省武胜县人,地质工程师。
⑴由于众多矿山将废石混入率当成矿石贫化率
处理,给矿山生产管理造成了混乱,也给采场生产组织造成了困难,不能也不敢有针对性地多利用低品位矿石(表外矿和部分含品位围岩),使工业矿石过度耗竭,人为地缩短了矿山服务年限。
⑵采矿过程中矿石质和量的指标是矿山经营的核心指标,也是矿山设计和采掘生产的重要参数和依据,必须深入分析研究。 ⑶目前,在采出矿石的质和量的计算式方面存
(上接第12页)
⑵阀体材质:不锈钢
;
⑶阀板材质:不锈钢; ⑷适用温度:≤425℃; ⑸驱动方式:手动。
5结语
这套综合料场喷淋降尘系统设计方案,实践证明,效果良好。
图6
过水量与压损关系
收稿日期:2008203227
作者简介:文力(19682),女,毕业于兰州理工大学机械制造及自动化专业。现从事教学工作。
4.3
球阀
⑴型号:Q41F216P;