Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности
В работе представлены результаты исследований влияния электрического поля на процесс извлечения магнитовосприимчивой меди из базальтового сырья, состоящего из трех пород: базальта, туфа и лавобрекчии. Все три составляющие содержат в разном процентном отношении самородную медь, но в достаточном кол...
Saved in:
| Date: | 2015 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2015
|
| Series: | Геотехнічна механіка |
| Online Access: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137660 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, А.М. Эрперт // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 52-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-137660 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1376602018-06-18T03:11:11Z Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности Надутый, В.П. Маланчук, Е.З. Эрперт, А.М. В работе представлены результаты исследований влияния электрического поля на процесс извлечения магнитовосприимчивой меди из базальтового сырья, состоящего из трех пород: базальта, туфа и лавобрекчии. Все три составляющие содержат в разном процентном отношении самородную медь, но в достаточном количестве для рационального извлечения. В статье решена актуальная задача доказательства эффективности использования электросепарации на конечной стадии комплексной переработки базальтового сырья. Предметом исследования являлись зависимости количества извлеченного медного концентрата от напряженности электрического поля сепаратора и от крупности подаваемой на него горной массы. На основании выполненного комплекса исследований проведен корреляционный анализ зависимостей выхода концентрата самородной меди от напряженности электрического поля и соотношения классов крупности в исследуемых пробах трех горных пород и получены регрессионные модели для оценки количественного выхода концентрата. Таким образом, обоснована целесообразность использования электросепарации на конечной стадии комплексной переработки базальтового сырья. У роботі представлено результати досліджень впливу електричного поля на процес вилучення магнітосприйнятливої міді з базальтової сировини, що складається з трьох порід: базальту, туфу і лавобрекчії. Усі три складові містять у різному процентному відношенні самородну мідь, але в достатній кількості для раціонального вилучення. У статті вирішено актуальну задачу доказу ефективності використання електросепарації на кінцевій стадії комплексної переробки базальтової сировини. Предметом дослідження були залежності кількості вилученого мідного концентрату від напруженості електричного поля сепаратора і від крупності подаваної на нього гірської маси. На підставі виконаного комплексу досліджень проведено кореляційний аналіз залежностей виходу концентрату самородної міді від напруженості електричного поля і співвідношення класів крупності у досліджуваних пробах трьох гірських порід та отримано регресійні моделі для оцінки кількісного виходу концентрату. Таким чином, обґрунтовано доцільність використання електросепарації на кінцевій стадії комплексної переробки базальтової сировини. The paper presents findings on electric field impact on process of extracting magneto-susceptible copper from the basalt raw materials consisting of three types of rock: basalt, tuff and longwall breccia. The three components contain different percentage of native copper which is, nevertheless, sufficient for efficient cooper extraction. In the paper, the author proves high effectiveness of using electric separation at the final stage of the basalt complex processing. Subject of the study was dependences between extracted copper concentrate output, electric field intensity in separator and size grades of the rocks fed for separation. As a result of the study, correlation of dependences between native copper concentrate output, electric field intensity and size grades in three test samples of mined rock has been analyzed and regression models have been created for assessing the concentrate output. Thus, effectiveness of using electrical separation at the final stage of the basalt complex processing has been proved. 2015 Article Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, А.М. Эрперт // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 52-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137660 622.777:621.928.7 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В работе представлены результаты исследований влияния электрического
поля на процесс извлечения магнитовосприимчивой меди из базальтового сырья, состоящего
из трех пород: базальта, туфа и лавобрекчии. Все три составляющие содержат в разном процентном отношении самородную медь, но в достаточном количестве для рационального извлечения. В статье решена актуальная задача доказательства эффективности использования
электросепарации на конечной стадии комплексной переработки базальтового сырья. Предметом исследования являлись зависимости количества извлеченного медного концентрата от
напряженности электрического поля сепаратора и от крупности подаваемой на него горной
массы. На основании выполненного комплекса исследований проведен корреляционный анализ зависимостей выхода концентрата самородной меди от напряженности электрического поля и соотношения классов крупности в исследуемых пробах трех горных пород и получены регрессионные модели для оценки количественного выхода концентрата.
Таким образом, обоснована целесообразность использования электросепарации на конечной стадии комплексной переработки базальтового сырья. |
| format |
Article |
| author |
Надутый, В.П. Маланчук, Е.З. Эрперт, А.М. |
| spellingShingle |
Надутый, В.П. Маланчук, Е.З. Эрперт, А.М. Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Надутый, В.П. Маланчук, Е.З. Эрперт, А.М. |
| author_sort |
Надутый, В.П. |
| title |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| title_short |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| title_full |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| title_fullStr |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| title_full_unstemmed |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| title_sort |
определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137660 |
| citation_txt |
Определение зависимости выхода концентрата самородной меди из базальтового сырья от напряженности электрического поля и классов крупности / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, А.М. Эрперт // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 52-62. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT nadutyjvp opredeleniezavisimostivyhodakoncentratasamorodnojmediizbazalʹtovogosyrʹâotnaprâžennostiélektričeskogopolâiklassovkrupnosti AT malančukez opredeleniezavisimostivyhodakoncentratasamorodnojmediizbazalʹtovogosyrʹâotnaprâžennostiélektričeskogopolâiklassovkrupnosti AT érpertam opredeleniezavisimostivyhodakoncentratasamorodnojmediizbazalʹtovogosyrʹâotnaprâžennostiélektričeskogopolâiklassovkrupnosti |
| first_indexed |
2025-07-10T04:13:43Z |
| last_indexed |
2025-07-10T04:13:43Z |
| _version_ |
1837231848571273216 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
52
УДК 622.777:621.928.7
Надутый В.П., д-р техн. наук, профессор
(ИГТМ НАН Украины),
Маланчук Е.З., канд. техн. наук, доцент
(Национальный университет водного хозяйства
и природопользования),
Эрперт А.М., канд. техн. наук, профессор
(Государственное ВУЗ «НГУ»)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЫХОДА КОНЦЕНТРАТА
САМОРОДНОЙ МЕДИ ИЗ БАЗАЛЬТОВОГО СЫРЬЯ ОТ
НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И КЛАССОВ
КРУПНОСТИ
Надутий В.П., д-р техн. наук, професор
(ІГТМ НАН України),
Маланчук Є.З., канд. техн. наук, доцент
(Національний університет водного господарства
та природокористування),
Ерперт О.М., канд. техн. наук, професор
(Державний ВНЗ «НГУ»)
ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ВИХОДУ КОНЦЕНТРАТУ
САМОРОДНОЇ МІДІ З БАЗАЛЬТОВОЇ СИРОВИНИ ВІД
НАПРУЖЕНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ І КЛАСІВ КРУПНОСТІ
Naduty V.P., D.Sc. (Tech.), Professor
(IGTM NAS of Ukraine),
Malanchuk Ye. Z., Ph.D. (Tech.), Associate Professor
(National University of Water Management
and Nature Resources Use),
Erpert A.M., Ph.D. (Tech.), Professor
(State HEI "NMU"))
FINDING OF INTERDEPENDENCE BETWEEN YIELD OF NATIVE
COPPER CONCENTRATE MADE OF BASALT INPUT AND ELECTRIC
FIELD INTENSITY AND SIZE GRADES
Аннотация. В работе представлены результаты исследований влияния электрического
поля на процесс извлечения магнитовосприимчивой меди из базальтового сырья, состоящего
из трех пород: базальта, туфа и лавобрекчии. Все три составляющие содержат в разном про-
центном отношении самородную медь, но в достаточном количестве для рационального из-
влечения. В статье решена актуальная задача доказательства эффективности использования
электросепарации на конечной стадии комплексной переработки базальтового сырья. Пред-
метом исследования являлись зависимости количества извлеченного медного концентрата от
напряженности электрического поля сепаратора и от крупности подаваемой на него горной
массы. На основании выполненного комплекса исследований проведен корреляционный ана-
лиз зависимостей выхода концентрата самородной меди от напряженности электрического
________________________________________________________________________________
© В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, А.М. Эрперт, 2015
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
53
поля и соотношения классов крупности в исследуемых пробах трех горных пород и получе-
ны регрессионные модели для оценки количественного выхода концентрата.
Таким образом, обоснована целесообразность использования электросепарации на ко-
нечной стадии комплексной переработки базальтового сырья.
Ключевые слова: базальт, туф, лавобрекчия, самородная медь, электросепарация.
В процессе исследований базальт рассматривался не как материал для
строительства, а как рудоносная горная порода, содержащая ценные металлы в
виде титана, железа и самородной меди. Именно их содержание привлекло
внимание исследователей. В результате получено процентное содержание по-
лезных металлов не только в базальте, но и в сопутствующих ему в месторож-
дении лавобрекчии и туфе [1]. Причем, если при добыче базальта открытым
способом для нужд строительства лавобрекчия и туф не используются, а от-
правляются в отвал, то по результатам выполненных исследований они являют-
ся ценным металлосодержащим сырьем [1, 2]. Теперь возникает целесообраз-
ность комплексной безотходной технологии переработки базальта и техноген-
ных отходов (лавобрекчии и туфа) с целью получения ценных металлов и сили-
катной части для различных отраслей промышленности [1]. При таком подходе
существенно изменяется процесс рудоподготовки всех трех видов базальтового
сырья. В процессе предварительных исследований рассмотрены особенности
процессов дробления, измельчения [3], мелкой и тонкой классификации до
уровня раскрытия металлов и возможности их отделения на магнитных сепара-
торах (для отделения самородной меди) [6]. Предыдущими исследованиями ус-
тановлена возможность использования указанного оборудования в технологи-
ческой схеме комплексной переработки базальтового сырья.
Актуальность данной работы заключается в необходимости определения
при использовании электросепарации количества извлеченной самородной ме-
ди из базальта, туфа и лавобрекчии в зависимости от напряженности электри-
ческого поля сепаратора и от крупности подаваемой горной массы.
В соответствии с принятой методикой в экспериментах использовался мате-
риал всех трех составляющих базальтового месторождения, из которых на маг-
нитном сепараторе предварительно выделена магнитовосприимчивая часть. В
результате на электрический сепаратор в процессе экспериментов подавалась та
часть сыпучей горной массы, которая отделилась на магнитном сепараторе
как немагнитная (промпродукт для электросепарации), то есть сыпучая масса,
содержащая проводниковую часть (самородную медь), полупроводниковую
(сростки) и непроводящую часть в виде силикатов. Исследования проведены с
изменением напряженности электрического поля сепаратора в диапазоне
10÷30 кВ при рассеве пород по следующим классам крупности –1,0 +0,63 мм,
–0,63 +0,25 мм и –0,25 +0,05 мм. В эксперименте использовалась навеска 2700 г
каждого класса крупности, и фиксировалось извлечение концентрата в граммах
при напряженности электрического поля 10, 15, 20, 25, 30 (кВ). Результаты экс-
перимента представлены накопленным итогом по мере увеличения напряжен-
ности. По полученным данным был вычислен выход концентрата (Q, %). В
табл. 1 приведены исходные экспериментальные результаты по каждой породе.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
54
Из табл. 1 видно, что для всех узких классов крупности базальта, лавобрек-
чии и туфа выход концентрата увеличивается с повышением напряженности
электрического поля.
Таблица 1 – Результаты определения выхода концентрата при изменении
напряженности электрического поля
Для того, чтобы оценить степень влияния напряженности, преобразуем
табл. 1 в вид, более удобный для анализа (табл. 2).
Как видно из табл. 2, и при 10 кВ, и при 15 кВ, и при 30 кВ наибольший вы-
ход концентрата получается из базальта. Далее, в порядке убывания, следуют
лавобрекчия и туф. Всего по классам –1 +0,05 мм из базальта получено 57,75 %
концентрата, из лавобрекчии 38,96, а из туфа 30,85 %. Это говорит лишь о том,
что базальт имел самое высокое содержание меди в исходном, лавобрекчия и
туф – беднее по меди, а наиболее бедным был туф.
Для того чтобы определить, насколько сильно влияет увеличение напряжен-
ности электрического поля на выход концентрата, за единицу приняли выход
при 10 кВ и пересчитали выхода при других напряженностях относительно зна-
чения выхода при 10 кВ. По этим данным построен график на рис. 1, где по оси
y отложены относительные единицы выхода.
Крупность,
мм
Выход
концентрата
Напряженность электрического поля, кВ
10 15 20 25 30
Базальт, проба 2700 г
–1,0 +0,63
грамм 75 120 170 205 280
% 2,778 4,444 6,296 7,93 10,370
–0,63 +0,25
грамм 50 75 95 100 150
% 1,852 2,778 3,519 3,704 5,556
–0,25 +0,05
грамм 20 35 50 55 70
% 0,741 1,296 1,852 2,037 2,593
Лавобрекчия, проба 2700 г
–1,0 +0,63
грамм 40 75 110 120 155
% 1,481 2,778 4,074 4,444 5,741
–0,63 +0,25
грамм 30 55 70 75 90
% 1,111 2,037 2,593 2,778 3,333
–0,25 +0,05
грамм 25 40 50 55 62
% 0,926 1,481 1,852 2,037 2,296
Туф, проба 2700 г
–1,0 +0,63
грамм 20 50 80 100 110
% 0,741 1,852 2,963 3,704 4,074
–0,63 +0,25
грамм 20 30 50 70 105
% 0,741 1,111 1,852 2,593 3,889
–0,25 +0,05
грамм 20 28 40 50 60
% 0,741 1,037 1,481 1,852 2,222
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
55
Таблица 2 – Выход концентрата электросепарации при разной
напряженности электрического поля
Рисунок 1 – Оценка влияния повышения напряженности электрического поля
электросепаратора на увеличение выхода концентрата из базальта (1), лавобрекчии (2)
и туфа (3) при крупности питания –1 +0,05 мм
Полученные зависимости показывают, что увеличение напряженности элек-
трического поля в три раза (с 10 кВ до 30 кВ) ведет к увеличению выхода кон-
центрата для базальта и лавобрекчии, примерно, в 3 раза, для туфа – в 4,5 раз.
Более сильное влияние напряженности электрического поля на туф, возможно,
связано с более тонкой и более равномерной вкрапленностью меди. Из-за этого
увеличение напряженности поля ведет к увеличению извлечения вместе с ме-
Крупность,
мм
Выход
концентрата
Напряженность электрического поля, кВ
10 15 20 25 30
Базальт
–1,0 +0,63 % 2,78 4,44 6,30 7,93 10,37
–0,63 +0,25 % 1,85 2,78 3,52 3,70 5,56
–0,25 +0,05 % 0,74 1,30 1,85 2,04 2,59
Всего % 5,37 8,52 11,67 13,67 18,52
Итого выход классов –1,0 +0,05 мм в концентрат, % 57,75
Выход отн. 10 кВ ед. 1,00 1,59 2,17 2,55 3,45
Лавобрекчия
–1,0 +0,63 % 1,48 2,78 4,07 4,44 5,74
–0,63 +0,25 % 1,11 2,04 2,59 2,78 3,33
–0,25 +0,05 % 0,93 1,48 1,85 2,04 2,30
Всего % 3,52 6,30 8,52 9,26 11,37
Итого выход классов -1+0,05 мм в концентрат, % 38,96
Выход отн. 10 кВ ед. 1,00 1,79 2,42 2,63 3,23
Туф
–1,0 +0,63 % 0,74 1,85 2,96 3,70 4,07
–0,63 +0,25 % 0,74 1,11 1,85 2,55 3,89
–0,25 +0,05 % 0,74 1,04 1,48 1,85 2,22
Всего % 2,22 4,00 6,30 8,15 10,19
Итого выход классов -1+0,05 мм в концентрат, % 30,85
Выход отн. 10 кВ ед. 1,00 1,80 2,83 3,67 4,58
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
56
дью большего количества породы, вследствие чего возрастает и выход концен-
трата.
Однако в диапазоне напряжений, применяемых для промышленных серий-
ных сепараторов типа СЭ, повышение напряженности с 20 кВ до 30 кВ увели-
чивает абсолютный выход концентрата (широкого класса крупности –1+0,05
мм) не столь значительно: концентрата из базальта на 18,52 – 11,65 = 6,85 %, из
лавобрекчии на 11,37 – 8,52 = 2,85 %, из туфа на 3,89 %. Очевидно, что в ука-
занном широком классе крупности присутствуют узкие классы, лучше извле-
каемые на электросепараторе.
Для дальнейшего анализа оптимальной крупности питания электросепара-
ции привлекались методы корреляционного анализа. При этом определялась
зависимость выхода концентрата от напряженности электрического поля и со-
отношения классов крупности в исходной массе.
Для исследуемых трех пород по каждому классу крупности были получены
парные линейные уравнении регрессии зависимости выхода концентрата Q от
напряженности электрического поля сепаратора Е. Результаты расчетов по ба-
зальту приведены в табл. 3.
Таблица 3 – Корреляционный анализ зависимости выхода
концентрата от напряженности поля по базальту
Крупность, мм Уравнение регрессии R
2
F tв
–1,0 +0,63 1 037 0 367Q , , E 0,986 211,5 14,54
–0,63 +0,25 0 148 0 167Q , , E 0,925 37,27 6,105
–0,25 +0,05 0 074 0 089Q , , E 0,98 144,0 12,0
Из таблицы видно, что коэффициенты детерминации R
2
полученных моде-
лей близки к предельному значению 1,0, что свидетельствует о сильном влия-
нии факторного признака на результативный. Большое значение статистики
Фишера F существенно превышает критическое (Fкр = 10,13) при уровне зна-
чимости 0,05, что свидетельствует об адекватности парной линейной модели.
Статистика Стьюдента tв коэффициента при фактором признаке также сущест-
венно превышает критическое значение (tкр = 3,18), что является подтверждени-
ем значимости этого коэффициента в регрессионной модели при уровне значи-
мости 0,05.
Интерес исследования представляет влияние соотношения между разными
классами на выход концентрата.
Обозначим di – доля в смеси і-го класса крупности, где і = 1, 2, 3. Предпола-
гаем, что d1 соответствует классу –1,0 +0,63 мм; d2 и d3 соответствуют следую-
щим по порядку классам. При этом ∑di = 1. Примем для определенности соот-
ношение 2 3 1 5d d , . Задавшись для первого класса d1 = 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8,
для остальных классов получим 3 11 2 5;d d , 2 3 1 5d d , .
С учетом соотношения классов крупности в пробе для определения выхода
концентрата, получим следующую модель:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
57
1 2 3 1 2 31 037 0 148 0 074 0 367 0 167 0 089Q , d , d , d , d , d , d E.
Результаты расчета выхода концентрата при разных значениях долей клас-
сов крупности в зависимости от напряженности электрического поля представ-
лены в табл. 4.
Графическое представление при варьировании первого класса (d1) приведе-
но на рис. 2.
Таблица 4 – Результаты выхода концентрата при разных значениях
долей классов в зависимости от напряженности поля
Доля концентрата в
пробе
Базальт. Выход концентрата, Q, %
d1 d2 d3 Е = 10 кВ Е = 15 кВ Е = 20 кВ Е = 25 кВ Е = 30 кВ
0,4 0,36 0,24 1,90 3,04 4,18 5,32 6,46
0,5 0,30 0,20 2,02 3,27 4,53 5,78 7,04
0,6 0,24 0,16 2,14 3,51 4,88 6,25 7,62
0,7 0,18 0,12 2,26 3,75 5,23 6,72 8,21
0,8 0,12 0,08 2,38 3,98 5,59 7,19 8,79
1 – d1 = 0,4; 2 – d1 = 0,5; 3 – d1 = 0,6; 4 – d1 = 0,7; 5 – d1 = 0,8
Рисунок 2 – Зависимость выхода концентрата от напряженности
электрического поля при варьировании содержанием
разных классов крупности для базальта
Из рисунка видно, что при низкой напряженности электрического поля до-
левой состав крупности в пробе мало влияет на величину выхода концентрата,
что объясняется низкой эффективностью извлечения при Е = 10 кВ. По мере
роста напряженности поля различные классы крупности ведут себя по-разному.
Поэтому при увеличении d1 от 0,4 до 0,8 выход концентрата возрастает, и при Е
= 30 кВ разница в выходе составляет 36 % (8 796 6 461 1 36, , , ). Таким образом,
если в потоке горной массы много переизмельченной породы, то это приводит
к снижению эффективности процесса извлечения медного концентрата из гор-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
58
ной породы.
Исследование результатов экспериментов по лавобрекчии также позволило
установить парные линейные уравнения регрессии зависимости выхода кон-
центрата от напряженности электрического поля сепаратора. Результаты расче-
тов приведены в табл. 5.
Таблица 5 – Корреляционный анализ зависимости выхода
концентрата от напряженности электрического поля для лавобрекчии
Крупность, мм Уравнение регрессии R
2
F tв
–1,0 +0,63 0 37 0 204Q , , E 0,976 121,0 0 11,00
–0,63 +0,25 0 296 0 104Q , , E 0,947 53,45 7,31
–0,25 +0,05 0 4 0 066Q , , E 0,955 64,05 8,00
Из таблицы следует, что имеет место сильное влияние факторного признака
(напряженности электрического поля сепаратора) на результативный признак
(выход концентрата). Критерием Фишера подтверждена адекватность получен-
ных регрессионных моделей.
С учетом соотношения классов крупности в смеси пробы лавобрекчии для
выхода концентрата получена следующая модель:
1 2 3 1 2 30 37 0 296 0 4 0 204 0 104 0 066Q , d , d , d , d , d , d E.
Результаты расчета выхода концентрата из смеси пробы при разных соот-
ношениях между классами крупности в зависимости от напряженности элек-
трического поля (табл. 6), а также его графическое представление при варьиро-
вании первого класса (d1) приведены на рис. 3.
Таблица 6 – Результаты выхода концентрата при разных значениях
долей классов в зависимости от напряженности электрического поля
Доля концентра-
та в пробе
Лавобрекчия. Выход концентрата, Q, %
d1 d2 d3 Е = 10 кВ Е = 15 кВ Е = 20 кВ Е = 25 кВ Е = 30 кВ
0,4 0,36 0,24 1,40 2,07 2,74 3,42 4,09
0,5 0,30 0,20 1,44 2,17 2,90 3,63 4,36
0,6 0,24 0,16 1,48 2,27 3,06 3,85 4,64
0,7 0,18 0,12 1,53 2,37 3,22 4,07 4,91
0,8 0,12 0,08 1,58 2,48 3,38 4,28 5,19
Из рисунка видно, что, как и в случае с базальтовой смесью, увеличение до-
ли переизмельченной породы в потоке лавобрекчии приводит к снижению эф-
фективности процесса извлечения медного концентрата.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
59
1 – d1 = 0,4; 2 – d1 = 0,5; 3 – d1 = 0,6; 4 – d1 = 0,7; 5 – d1 = 0,8
Рисунок 3 – Зависимость выхода концентрата от напряженности электрического поля
при варьировании содержанием разных классов крупности для лавобрекчии
Результаты корреляционного анализа зависимости выхода концентрата от
напряженности электрического поля по туфу представлены в табл. 7.
Таблица 7 – Корреляционный анализ зависимости выхода
концентрата от напряженности поля для туфа
Крупность, мм Уравнение регрессии R
2
F tв
–1,0 +0,63 0 743 0 17Q , , E 0,965 83,50 9,14
–0,63 +0,25 1 074 0 156Q , , E 0,959 69,60 8,34
–0,25 +0,05 0 044 0 0756Q , , E 0,997 1114,70 33,40
Как и в предыдущих моделях, здесь наблюдается весьма сильное влияние
факторного признака на результативный, а также подтверждены адекватность
полученного уравнения регрессии и значимость коэффициента регрессии при
факторном признаке.
С учетом соотношения классов крупности в смеси туфа для определения
выхода концентрата получена следующая модель:
1 2 3 1 2 30 741 1 074 0 044 0 17 0 156 0 0756Q , d , d , d , d , d , d E.
Результаты расчета выхода концентрата из смеси пробы туфа в зависимости
от напряженности электрического поля приведены в табл. 8, а его графическое
представление в зависимости от соотношения классов крупности изображено
на рис. 4.
Из рисунка видно, что для туфа структура смеси по крупности влияет мень-
ше на эффективность процесса извлечения медного концентрата, чем для ба-
зальта и лавобрекчии. Однако повышение содержания в смеси первого класса
крупности (–1,0 +0,63 мм) приводит к росту выхода концентрата. Это подтвер-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
60
ждается также корреляционными моделями, в которых коэффициент регрессии
при факторной переменной для класса крупности (–0,25 +0,05 мм) значительно
меньше таких коэффициентов для более крупных классов.
Таблица 8 – Результаты выхода концентрата при разных значениях
долей классов в зависимости от напряженности электрического поля
Доля концентрата
в пробе
Туф. Выход концентрата Q, %
D1 d2 d3 Е = 10 кВ Е = 15 кВ Е = 20 кВ Е = 25 кВ Е = 30 кВ
0,4 0,36 0,24 0,729 1,441 2,152 2,863 3,572
0,5 0,30 0,20 0,768 1,503 2,238 2,273 3,707
0,6 0,24 0,16 0,807 1,565 2,324 3,082 3,840
0,7 0,18 0,12 0,846 1,628 2,409 3,191 3,973
0,8 0,12 0,08 0,885 1,690 2,495 3,300 4,105
1 – d1 = 0,4; 2 – d1 = 0,5; 3 – d1 = 0,6; 4 – d1 = 0,7; 5 – d1 = 0,8
Рисунок 4 – Зависимость выхода концентрата от напряженности электрического поля при
варьировании содержанием разных классов крупности для туфа
Выполненный комплекс исследований для каждой из трех составляющих
базальтовой горной массы по влиянию соотношения крупностей на выход кон-
центрата позволяет выбирать рациональные крупности разделения на участках
классификации в цикле подготовки сырья к электрической сепарации [4, 5].
Выводы. В результате выполненных исследований обоснована эффектив-
ность использования электросепарации для отделения медного концентрата от
измельченной массы базальта, лавобрекчии и туфа после их предварительной
магнитной сепарации для отделения титаномагнетита.
Установлены зависимости выхода медного концентрата для базальта, туфа и
лавобрекчии от напряженности электрического поля при варьировании содер-
жанием разных классов крупности в исходном продукте. Прп этом получены
регрессионные зависимости выхода медного концентрата от различных соот-
ношений класса крупности в исходном продукте и от напряженности электри-
ческого поля.
При разработке технологической схемы комплексной безотходной техноло-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
61
гии переработки базальтового сырья для извлечения медного концентрата ре-
комендуется электросепарация.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булат, А.Ф. Перспективы развития сырьевой базы горного производства на основе комплекс-
ной переработки техногенных отходов / А.Ф. Булат, В.П. Надутый, Е.З. Маланчук // Геотехническая
механика : Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2012. – Вып. 101. – С. 3-
9.
2. Надутый, В.П. Обобщение результатов исследований магнитной восприимчивости состав-
ляющих базальтового сырья / В.П. Надутый, А.М. Эрперт, Е.З. Маланчук // Збагачення корисних ко-
палин : Наук.-техн. зб. / Національний гірничий університет. – Дніпропетровськ, 2012. – Вип. 51(92).
– С. 144-149.
3. Надутый, В.П. Выбор факторов влияния и определение зависимостей производительности
валковой дробилки от их параметров / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук // Збагачення корисних копалин :
Наук.-техн. зб. / Національний гірничий університет. – Дніпропетровськ, 2011. – Вип. 47(88). – С. 64-
68.
4. Надутый, В.П. Исследование закономерностей мелкого вибрационного грохочения базальто-
вого сырья / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, И.П. Хмеленко // Геотехническая механика : Межвед. сб.
научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2011. – Вып. 94. – С. 144-150.
5. Надутый, В.П. Исследование влияния режимных и конструктивных параметров на технологи-
ческие показатели тонкого виброгрохочения базальтового сырья / В.П. Надутый, И.П. Хмеленко,
Е.З. Маланчук // Збагачення корисних копалин : Наук.-техн. зб. / Національний гірничий університет.
– Дніпропетровськ, 2011. – Вип. 46(87). – С. 35-41.
6. Надутый, В.П. Определение эффективности использования электростатического поля при
комплексной переработке базальтового сырья / В.П. Надутый, Е.З. Маланчук, Т.Ю. Гринюк // Гео-
техническая механика : Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2012. –
Вып. 101. – С. 291-295.
REFERENCES
1. Bulat, A.F., Naduty, V.P. and Malanchuk, Ye.Z. (2012), "Prospects of development of raw base of
mountain manufacture on the basis of complex processing technogenic wastes", Geo-Technical Mechanics,
no. 101, pp. 3-9.
2. Naduty, V.P., Erpert, A.M. and Malanchuk, Ye.Z. (2012), "Summary of the studies of the magnetic
susceptibility of basalt raw material components", Zbahachennia korysnykh kopalyn, no. 51(92), pp. 144-
149.
3. Naduty, V.P. and Malanchuk, Ye.Z. (2011), "Choice of the factors of influence and definition of de-
pendences of productivity roll crusher from their parameters", Zbahachennia korysnykh kopalyn, no. 47(88),
pp. 64-68.
4. Naduty, V.P., Malanchuk, Ye.Z. and Khmelenko, I.P. (2011), "Research of laws fine vibrating
screening of basalt raw material", Geo-Technical Mechanics, no. 94, pp. 144-150.
5. Naduty, V.P., Khmelenko, I.P. and Malanchuk, Ye.Z. (2011), "Investigation of the influence of op-
erational and design parameters on the technological characteristics of thin vibrating separation of basalt raw
material", Zbahachennia korysnykh kopalyn, no. 46(87), pp. 35-41.
6. Naduty, V.P., Malanchuk, Ye.Z. and Griniuk, T.Yu. (2012), "Determination of efficiency of the
electrostatic field use at the complex processing of basalt raw material", Geo-Technical Mechanics, no. 101,
pp. 291-295.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Надутый Владимир Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом ме-
ханики машин и процессов переработки минерального сырья, Институт геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, nadu-
tyvp@yandex.ua
Маланчук Евгений Зиновьевич, канд. техн. наук, доцент, Национальный университет водного
хозяйства и природопользования, Ровно, Украина, malanchykez@mail.ru
Эрперт Александр Михайлович, канд. техн. наук, профессор, Государственное высшее учебное
mailto:nadutyvp@yandex.ua
mailto:nadutyvp@yandex.ua
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
62
заведение «Национальный горный университет» МОН Украины (Государственный ВУЗ «НГУ»),
Днепропетровск, Украина.
About the authors
Naduty VladimirPetrovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc.), Professor, Head of Department of
Geodynamic Systems and Vibration Technologies, M.C. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics un-
der the National Academy of Science of Ukraine (IGTM NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, nadu-
tyvp@yandex.ua
Malanchuk Yevgeniy Zinovyevich, Ph.D. (Tech.), Associate Professor, National University of Water
Management and Nature Resources Use, Rovno, Ukraine, malanchykez@mail.ru
Erpert Aleksandr Mikhajlovich, Ph.D. (Tech.), Professor, State Higher Education Institution ―National
Mining University‖ (State HEI ―National Mining University‖), Dnepropetrovsk, Ukraine
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. У роботі представлено результати досліджень впливу електричного поля на
процес вилучення магнітосприйнятливої міді з базальтової сировини, що складається з трьох
порід: базальту, туфу і лавобрекчії. Усі три складові містять у різному процентному відно-
шенні самородну мідь, але в достатній кількості для раціонального вилучення. У статті ви-
рішено актуальну задачу доказу ефективності використання електросепарації на кінцевій
стадії комплексної переробки базальтової сировини. Предметом дослідження були залежнос-
ті кількості вилученого мідного концентрату від напруженості електричного поля сепаратора
і від крупності подаваної на нього гірської маси.
На підставі виконаного комплексу досліджень проведено кореляційний аналіз залежнос-
тей виходу концентрату самородної міді від напруженості електричного поля і співвідно-
шення класів крупності у досліджуваних пробах трьох гірських порід та отримано регресійні
моделі для оцінки кількісного виходу концентрату.
Таким чином, обґрунтовано доцільність використання електросепарації на кінцевій стадії
комплексної переробки базальтової сировини.
Ключові слова: базальт, туф, лавобрекчія, самородна мідь, електросепарація.
Abstract. The paper presents findings on electric field impact on process of extracting magne-
to-susceptible copper from the basalt raw materials consisting of three types of rock: basalt, tuff and
longwall breccia. The three components contain different percentage of native copper which is,
nevertheless, sufficient for efficient cooper extraction. In the paper, the author proves high effec-
tiveness of using electric separation at the final stage of the basalt complex processing. Subject of
the study was dependences between extracted copper concentrate output, electric field intensity in
separator and size grades of the rocks fed for separation.
As a result of the study, correlation of dependences between native copper concentrate output,
electric field intensity and size grades in three test samples of mined rock has been analyzed and
regression models have been created for assessing the concentrate output.
Thus, effectiveness of using electrical separation at the final stage of the basalt complex
processing has been proved.
Key words: basalt, tuff, longwall breccia, native copper, electric separation.
Статья поступила в редакцию 1.11.2014
Статья рекомендована к печати д-ром техн. наук Б.А. Блюссом
mailto:nadutyvp@yandex.ua
mailto:nadutyvp@yandex.ua
|