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选矿厂物料平衡计算

/mass balance calculations for concentrator/
条目作者王毓华

王毓华

最后更新 2023-03-29
浏览 180
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以质量守恒定律为基础对选矿工艺过程的物料平衡进行的计算。是选矿厂工艺流程考查、选矿厂设计工艺流程计算、选矿厂生产和管理等过程中的一项基础性工作。

英文名称
mass balance calculations for concentrator
所属学科
矿业工程

物料包括矿量、金属量、矿浆量和水量等。选矿厂选别流程的物料平衡计算是根据矿量和金属量平衡,对每个作业列出物料平衡方程式。若未知数的数量与方程式个数相同,如单金属两种选别产物流程(见图),则可采用线性方程组求解法逐个计算出流程中每个作业各产物的产率和选矿回收率,从而得到整个工艺流程的物料平衡结果。下面以两种产物选别作业为例介绍物料平衡计算的方法。

单金属两种选别产物流程单金属两种选别产物流程

①单金属选别作业。根据矿量和金属量平衡关系,可建立以下方程式:


式中分别为该作业给矿、精矿尾矿的产率;分别为该作业给矿、精矿、尾矿的品位。

通常情况是已知给矿产率和各物料品位,则可求出该作业各产品的产率和回收率:





式中分别为该作业给矿、精矿、尾矿回收率。

在选矿厂设计中,确定设计工艺指标时,如果精矿的品位和回收率为已知,则按下式可求出尾矿的品位和回收率等指标:





②两种金属选别作业。根据矿量和金属量平衡关系,可建立以下方程式:


式中分别为该作业给矿、精矿、尾矿的产率;分别为该作业给矿、精矿、尾矿中第1种金属的品位;分别为该作业给矿、精矿、尾矿中第二种金属的品位。

上述方程式中,当所有品位数据和原矿产率已知,需计算精矿和尾矿产率时,未知数个数为2,少于方程式个数3,为矛盾方程组。一种计算方法是选取第1种金属为主金属进行计算,即将上述方程式变换成如下方程式:


已知给矿产率和各物料品位,则可求出该作业各产品的产率和回收率:







式中分别为该作业给矿、精矿、尾矿中第1种金属的回收率;分别为该作业给矿、精矿、尾矿中第二种金属的回收率。

对单金属三种选别产物流程,须选择中矿的产率、品位或回收率为计算的设定指标,再按上述方法进行物料平衡计算。

在完成矿量和金属量平衡计算后,矿浆量和水量的平衡计算,也同样可以建立相应的平衡方程式,计算所需的原始指标应选择在实际操作中稳定的和必须控制的指标,如适宜的作业浓度、含水量稳定的产物浓度和必要的作业补充水等。

选矿厂物料平衡计算工作量大。对于多金属选别流程或选矿厂设计时需预先确定某些产品的工艺指标(如产率、回收率),物料平衡计算也非常复杂,通常采用物料平衡计算软件进行计算。

  • 《选矿设计手册》编委会.选矿设计手册.北京:冶金工业出版社,1988.
  • 孙传尧.选矿工程师手册:第2册.北京:冶金工业出版社,2015.

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