Расчёт рудоподготовки обогатительной фабрики

Расчёт рудоподготовки обогатительной фабрики

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Факультет горного дела и инженерной экологии

Кафедра “Горные работы”

Курсовая работа

По дисциплине “Обогащение и переработка горных пород”

тема: ”Расчёт рудоподготовки обогатительной фабрики”

Исполнитель: студент гр. 102541

Адашкин И.А.

Проверил: Федотова С. А.

Минск 2014

Содержание

Введение

.        Расчёт часовой производительности цеха дробления

.        Подбор дробилок первой стадии

.        Анализ выполненных расчётов по подбору дробилок 1 стадии

.        Крупность дроблённых продуктов по стадиям

.        Расчёт величины разгрузочного отверстия для второй и третьей стадий дробления

.        Расчёт характеристик крупности для продуктов дробления по стадиям

.        Расчёт нагрузок на дробилки 2 стадии дробления

.        Расчёт нагрузок на дробилки 3 стадии дробления

.        Расчёт производительности дробилок

.        Расчёт производительности дробилок 2 стадии дробления

.        Расчёт производительности дробилок 3 стадии дробления

. Выбор грохотов

Заключение

Литература

Введение

Процессы дробления, измельчения и грохочения широко применяются в производственной деятельности человека, в народном хозяйстве. В настоящее время во всем мире ежегодно дробится и измельчается более двух миллиардов тонн полезных ископаемых. Процессы дробления, измельчения и грохочения обязательно включаются в технологические схемы обогатительных фабрик. Этими процессами полезное ископаемое подготавливается к последующей собственно обогатительной обработке. Из всех операций, осуществляемых на обогатительных фабриках, дробление и измельчение наиболее дорогие. При строительстве обогатительных фабрик до половины капитальных затрат приходится на долю цехов дробления и измельчения. При эксплуатации обогатительных фабрик расходуется много металла и около половины всей энергии затрачивается на дробление и измельчение. Удельный расход электроэнергии на дробление и измельчение при обогащении руд колеблется от 7 до 20 кВт•ч на тонну руды. Удельный расход стали в подготовительных операциях - от 1 до 3 кг на тонну измельченной руды. При современном масштабе переработки полезных ископаемых в мире ежегодно безвозвратно теряется около одного миллиона тонн стали. В целях снижения затрат на дробление и измельчение проводятся исследования этих процессов и работы по созданию новых, более совершенных и производительных дробилок и мельниц. При проектировании цехов дробления и измельчения особое значение имеет выбор рациональных схем и правильный их расчет.

1.Расчёт часовой производительности цеха дробления

Исходные данные :

крепкая руда, f=18;

максимальный кусок диаметром, D_max=1000мм;

ситовой состав руды:

содержание влаги в руде, %: W=5%;

фабричная схема измельчения;

требуемая крупность продукта на выходе: d_н=20мм;

Производительность ДСУ по руде 2,5 млн т/год

Переведем годовую производительность ДСУ в часовую производительность по формуле:

При рассмотрении производительности выбираем 2 дробилки крупного дробления: ККД и ЩДП

где:Q₀ - часовая производительность цеха, т/ч;_г - годовая производительность фабрики, т/г;- число рабочих дней в году;- число рабочих смен в сутки;- число рабочих часов в смену;_в - коэффициент использования оборудования.

Находим общую степень дробления:

I_общ= D_max/d_н

I_общ= 1000/20=50- общая степень дробления.

Теперь нам необходимо определить степень дробления среднюю:

I_ср= I₂=  = = 3,7.

2. Подбор дробилок первой стадии

При выборе дробилок крупного дробления следует учитывать, что нормами технологического проектирования обогатительных фабрик в первой стадии дробления в большинстве случаев предполагается установка только одной дробилки - щековой или конусной. Поэтому в расчете производится сопоставление этих дробилок. Расчет производительности дробилок производится по данным каталогов заводов-изготовителей или справочным данным.

При всех выше перечисленных условиях, для рассмотрения принимаем дробилки крупного дробления, а именно ЩДП-12*15; ЩДП-15*21 и ККД-1200/150 ;ККД-1360/180.

Основные параметры дробилок

Исходя из условий задания на курсовое проектирование и поставленной задачи, для всех дробилок перед каждой стадией дробления производится грохочение.

Крупное дробление обеспечивается главным образом дробилками типа ЩДП (щековая дробилка с простым качанием щеки). Типоразмер дробилки выбирается по максимальному куску в поступающей руде и проверяется по производительности

Производим расчёт дробилки ЩДП-12*15 с предварительным грохочением. Определим нагрузку на дробилку. Размер отверстия на первой стадии грохочения принимаем равной i_H= 150 мм, что соответствует расстоянию между колосниками на колосниковом грохоте, содержание отсеиваемого класса, определяем по характеристике крупности исходного питания: β^-150=45%. Масса отсеваемого продукта в отдельной стадии дробления определяется содержанием этого класса в питании грохота (β_n^-d) и принятой величиной эффективности грохочения (E_n) по формуле :

_n = Q₀ * β_n^-d * E_n, т/ч;

где: Q_n - масса отсеваемого продукта, т/ч;₀ - часовая производительность цеха, т/ч;

β_n^-d - содержание в продукте n класса -d, д.е. (доли единиц);

E_n - эффективность грохочения

Тогда масса отсеиваемого класса составит:

Q₁=Q₀* β^-150 *E₁=401*0,45*0,6=108,3 т/ч

Загрузка дробилки составит:

Q₂=Q₀-Q₁=401-108,3=292,7 т/ч;

Для известных часовой нагрузки на дробилку и коэффициента загрузки разгрузочное отверстие дробилки находится по формуле:

Величина Q_n (нагрузка на дробилку) определяется принятой схемой стадии крупного дробления._f - коэффициент, учитывающий крепость руды по М. Протодьяконову;_к - коэффициент, учитывающий крупность питания;=1,09;_ω - коэффициент, учитывающий влажность руды;_ц - коэффициент замкнутого цикла дробления;_min - производительность дробилки при минимальной величине разгрузочного отверстия, м³/ч;_max - производительность дробилки при максимальной величине разгрузочного отверстия, м³/ч;_n - размер разгрузочного отверстия дробилки, мм.

δ_н - насыпная плотность.

При вычислении величины разгрузочного отверстия по формулам с K_з = 0.85 возможны следующие основные варианты:_р < i_min - следует принимать i_р = i_н или i_min < i_р < i_н ;_min < i_р < i_н - следует принимать i_р = i_н;_н < i_р < i_max - следует принимать i_р = i_р;_р > i_max - проверяемый типоразмер дробилки не подходит по производительности, т.к. количество дробилок нужно принимать более одной.

Тогда, i_р < i_min - следует принимать i_р = i_н=150мм или i_min < i_р < i_н;

На 1-й стадии : d₁= i_р*Z=150*1,7=255 мм < 300мм

S_I= D_max/d_I=1000/255=3.9_II=Sср===3,7_III=So/(S_I-S_II)=50/(3.9*3,7)=3,5

Проверяем количество дробилок исходя из производительности:

Q_p= K_f* K_р* K_сл*[g_min+*(i_p-i_min)]* δ_н= 0,95* 1,3* 1*[250+*(150-110)]* *1,65 =641.9т\ч;

К_з= Q₀/ Q_p= 401/641.9 = 0,62 < 0,85 -условие выполняется.

Расчёт дробилок ЩДП-15х21; ККД-1200/150 ; ККД-1360/180 не целесообразен, так как на основании характеристики руды поступающей на ДСЗ делаем вывод, что при заданных условиях и при такой крепости материала, дробилка ЩДП-12х15 может обеспечить нам требуемую крупность материала и является экономически выгодной для предприятия.

3. Анализ выполненных расчётов по подбору дробилок I стадии

цех дробление грохот разгрузочный

После проведённых исследований и расчётов, была выбрана дробилка для первой стадии дробления, ЩДП-12*15.

Данная дробилка выбрана не только по расчетам часовой производительности цеха дробления, но и по ее техническим характеристикам, по которым все проверенные дробилки ей уступают. В дробилке ЩДП-12х15 меньше мощность двигателя, которая составляет 160 кВт, что способствует экономию энергии на предприятии, и вес которой составляет 144,8 т.

4. Крупность дроблённых продуктов по стадиям

Рассчитаем степени дробления для всех стадий:

-я стадия : S₁= D_max/d₁ = 1000/255 = 3,9;

-я стадия: S₂= S_ср = 3,7;

-я стадия: S₃= S_общ/( S_1* S₂) = 50/(3,9 * 3,7) = 3,5.

На первой стадии номинальная ширина разгрузочного отверстия равна 150 мм.

Тогда d₁= 1000/3,9 = 255 мм;

d₂= 255/3,7 = 69 мм;

d₃= 69/3,5 = 20 мм.

После проведённых расчётов определено, что все показатели дробления выдержаны и выполняются условия, поставленные в курсовой работе.

5. Расчёт величины разгрузочного отверстия для второй и третьей стадии

Для второй и третьей стадии нам необходимо рассчитать и принять величину разгрузочного отверстия и произвести выбор дробилок.

Так для первой стадии дробления принято, что максимальная величина разгрузки дробилки ЩДП-12*15 равна d₁=255 мм. Это материал попадает на грохот и после грохочения попадает в дробилку второй стадии, и по крупности питания выбираем дробилку КСД-2200Гр.

Выбор дробилки

Для продукта второй стадии дробления равный d₂=70 мм определяем значение Z₂ для твёрдой руды, так как наша исходная руда имеет крепость f=18. Для d₂=70 мм, значение Z₂ = 2,2. Тогда при таких условия мы получим ширину разгрузочного отверстия равную:

i_р = d₂/ Z₂ = 70/2,2 = 30 мм;

В соответствии питание и продуктом на выходе, мы выбираем дробилку КИД-1750,т.к она обладает достаточно большим закрупнением и может выполнить переработку с выходом класса 20мм и менее.

6. Расчёт характеристик крупности для продуктов дробления по стадиям

Для построения и расчёта характеристики по крупности продукта необходимо воспользоваться графиком распределения дробленого продукта по крупности из методики профессора Чиркова:

). Характеристика распределения дробилок ЩДП:

2). Характеристика распределения дробилок КСД:

Где 1-изверженные породы, 2-прочные известняки; дробилки КМД-1750Т и КМД-2200Т.

Таблица распределения крупности дробленого продукта дробилки ЩДП-12*15:

Таблица расчётной характеристики крупности потока 4 :

Таблица в графической форме:

Таблица распределения крупности дробленого продукта (7) дробилки КСД-2200Гр:

Таблица расчётной характеристики крупности потока 8 :

Таблица в графической форме:

7. Расчёт нагрузок на дробилки II стадии дробления

Рассчитаем выход продуктов и загрузку дробилок II стадии дробления. Отсеваемый класс -70 мм. Содержание отсеваемого класса в продукте 4 β₄^-70 = 16 %. Масса отсеваемого класса определяется в соответствии с формулой :

₅ = Q₄ * β₄^-60 * E_II = 401 * 0.16 * 0.8 = 48 т/ч.

Загрузка дробилки составит:

₆ = Q₄ - Q₅ = 401 - 48 = 353 т/ч.

8. Расчёт нагрузок на дробилки III стадии дробления

Рассчитаем выход продуктов и загрузку дробилок II стадии дробления. Отсеваемый класс -20 мм. Содержание отсеваемого класса в продукте 8 β₈^-20 = 50 %. Масса отсеваемого класса определяется в соответствии с формулой :

Q₉ = Q₈ * β₈^-20 * E_III = 401 * 0.5 * 0.85 = 170,5т/ч.

Загрузка дробилки составит:

₁₀ = Q₈ - Q₉ = 401 - 170,5 = 230,5 т/ч.

9. Расчёт производительности дробилок

Расчёт производительности дробилок второй стадии

Производительность дробилки КСД-2200-Гр рассчитывается по формуле :

_f = 0.95. Для определения коэффициента K_к находится отношение номинальной крупности питания (d_н = 255 мм) к ширине загрузочного отверстия B.

По таблице B = 350 мм и d_н/B = 255/350 = 0.73. По таблице коэффициент K_к = 1.0; в соответствии с формулой :

Количество дробилок N = Q₆/Q_р = 353/590.4 = 1 шт.

Коэффициент загрузки К_з = Q₆/(Q_р * N) = 353/(590.4 * 1) = 0.6.

Расчёт производительности дробилок третьей стадии

Производительность дробилки КИД-1750 рассчитывается по формуле :

Дробилка КИД устанавливается с предварительным грохочением. Отсеваемый класс -20 мм. β₈^-20 = 50%. Масса отсеваемого класса составит:

₉ = Q₀ * β₈^-20 * E_III = 401 * 0.5 * 0.85 = 170,5 т/ч.

Нагрузка на дробилку:

₁₀ = Q₈ - Q₉ = 401 - 170,5 = 230,5 т/ч.

Производительность дробилки КИД рассчитывается по формуле :

_р = K_f * Q_n * δ_н = 0.95 * 90 * 1.65 = 141 т/ч.

Количество дробилок:= 230,5/141 = 2 шт.

Коэффициент загрузки:

К_З = 230,5/(2* 141) = 0.82.

10. Выбор грохотов

В стадии крупного дробления принимается колосниковый грохот. Размеры грохота определяются по формулам:

) ширина грохота B = (2 ÷ 3) * D_max = 3 * 800 = 2400 мм;

) длина грохота L = (2 ÷ 4) * B = (2 ÷ 4) * 2400 = 4800 ÷ 9600 мм.

Конкретная длина грохота принимается по чертежам корпуса крупного дробления. В примере принимаем размеры грохота:х L = 2400 х 5000 мм.

Производительность грохота по питанию определяется в соответствии с формулой :

_р = 2.4 * a *F, т/ч;

где: a - размер отверстия грохота, мм;- площадь грохота, м².

_р = 2.4 * a * F = 2.4 * 150 * 2.4 * 5 = 4320 т/ч,

что обеспечивает необходимую производительность с большим запасом.

Среднее и мелкое дробление

В стадиях среднего дробления к установке принимаются вибрационные грохоты тяжелого типа. Необходимая площадь грохочения рассчитывается по формуле:

) грохот для стадии среднего дробления. Размер отверстия сетки грохота a_II = 60 мм. По таблице значение q₀ составляет q₀ = 46,3 т/(м³ * ч).

Поправочные коэффициенты принимаются по таблице.

Для определения коэффициента К находим по ситовой характеристике продукта 4 содержание класса a/2 = 70/2 = 35 мм - β₄^-35 = 8 %. Для β^-35 = 8 % значение коэффициента К составит:

К = 0.48.

Для определения коэффициента L находим по ситовой характеристике продукта 4 содержание класса a = 60 мм - β₄⁺⁷⁰ = 84 %.

Для β⁺⁷⁰ = 84 % значение коэффициента L составит:= 0,96.

Значение коэффициента М для эффективности грохочения 80 % составит M = 1.35.

Значения коэффициентов N, O, P принимаются равными 1. По формуле рассчитаем необходимую площадь грохочения:

Если принять по одному грохоту на каждую дробилку, то необходимая площадь грохота составит 8,4 /1 =8,4м². ГИТ-71Н с F = 10.2 м² в количестве 1 штуки.

В стадиях мелкого дробления к установке принимаются вибрационные грохоты тяжелого типа. Необходимая площадь грохочения рассчитывается по формуле :

) грохот для стадии среднего дробления. Размер отверстия сетки грохота a_III = 20 мм. По таблице значение q₀ составляет q₀ = 28 т/(м³ * ч).

Поправочные коэффициенты принимаются по таблице.

Для определения коэффициента К находим по ситовой характеристике продукта 8 содержание класса a/2 = 20/2 = 10 мм - β₈^-10= 13 %. Для β^-10 = 13 % значение коэффициента К составит:

К = 0.59.

Для определения коэффициента L находим по ситовой характеристике продукта 8 содержание класса a = 20 мм - β₈⁺²⁰ = 50 %.

Для β⁺¹⁰ = 72 % значение коэффициента L составит:= 1,18.

Значение коэффициента М для эффективности грохочения 85 % составит M = 1.75.

Значения коэффициентов N, O, P принимаются равными 1. По формуле рассчитаем необходимую площадь грохочения:

Если принять по одному грохоту на каждую дробилку, то необходимая площадь грохота составит 7,1/2 =3,55м². Принимается грохот ГСТ-41 с F = 4,5 м² в количестве 2 штуки.

Заключение

В заключении хотелось бы отметить, что я полностью выполнил поставленную задачу и рассчитал рудоподготовку обогатительной фабрики для данной руды и условиях. Все обоснования и расчёты, позволяющие выбрать наиболее оптимальное оборудование, необходимое для осуществления поставленной задачи представлены выше. В качестве графического материала представлен принципиальный чертёж линии рудоподготовки. Данные расчёты справедливы только в отношении данной руды и при данных условиях, в случаи изменения параметров, следует провести уточнение.

Литература

Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения: Учебник для вузов. М.: Недра, 1984. - 383 с.

Куптель Г.А. Обогащение и переработка полезных ископаемых. Теоретические и методические основы лабораторных работ: учебно-методическое пособие/ Г.А. Куптель, А.И. Яцковец, А.А. Кологривко. - Минск: БНТУ, 2010. - 193 с.

Паливода Э.Н. Методическое пособие для расчета КП по дисциплине "Обогащение и переработка ПИ"

Справочник по обогащению руд, Т.1и Т.2. - М.: Недра, 1972.

Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород: Учебник для вузов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. - 623 с.

Сажин Ю.Г. Расчеты рудоподготовки обогатительных фабрик. Учебник. - Алматы: КазНТУ, 2000, 179 с.