Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Отделение гравитационного обогащения углеобогатительной фабрики для углей коксующих марок производительностью 2,5 млн. т/год

Отделение гравитационного обогащения углеобогатительной фабрики для углей коксующих марок производительностью 2,5 млн. т/год

Выбор процесса обогащения и машинных классов. Построение кривых обогатимости для шихты и машинных классов. Составление практического баланса продуктов обогащения. Расчет оборудования для грохочения, обезвоживания концентратов и обесшламливания.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 25.03.2023
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Специальность: 21.05.04 ГОРНОЕ ДЕЛО

Специализация: ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (ОПИ)

Кафедра ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых»

ОТДЕЛЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ ДЛЯ УГЛЕЙ КОКСУЮЩИХ МАРОК ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 2,5 МЛН Т/ГОД

Студент: К. В. Бочкарёв

Группа: ОПИ-18

Руководитель: Т. Ю. Овчинникова

Екатеринбург 2021

Задание на курсовую работу

по дисциплине «Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых»

выдано студенту Бочкарёву Кириллу Валерьевичу группа ОПИ-18

Тема курсовой работы: «Отделение гравитационного обогащения углеобогатительной фабрики для углей коксующихся марок производительностью 2,5 млн т/год»

Исходные данные

Номер первой шахты

9

Номер второй шахты

1

Доля участия в шихте углей первой шахты, %

12

Доля участия в шихте углей второй шахты, %

88

Влажность исходной шихты, %

9,5

Требования к качеству конечных продуктов обогащения

Зольность концентратов не более, %

7

Зольность породы не менее, %

70

Зольность промпродукта, %

30-40

Влажность угольных концентратов не более, %

7

Содержание курсовой работы: расчётно-пояснительная записка, включающая текстовую и графическую части (совмещённая качественно-количественная и водно-шламовая схема, схема цепи аппаратов). Чертежи выполнить на формате А3. Бумажный экземпляр сдаётся на кафедру, электронная версия выкладывается в личном кабинете студента в ЭИОС УГГУ (раздел «Курсовые работы»).

Сроки выполнения: 17.02-17.05.2021 г.

Задание выдал: ____________________________ / Т. Ю. Овчинникова /

Задание получил: __________________________ / К. В. Бочкарёв /

Содержание

  • Введение
  • 1. Характеристики исходного угля
  • 2. Расчет шихты
  • 3. Выбор процесса обогащения и машинных классов
  • 4. Расчет теоретического баланса продуктов обогащения
    • 4.1 Расчёт фракционной характеристики машинных классов
    • 4.2 Построение кривых обогатимости для шихты и машинных классов
    • 4.3 Определение зольности крупного и мелкого концентратов
    • 4.4 Составление теоретического баланса продуктов обогащения
  • 5. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения
  • 6. Расчет качественно-количественной схемы обогащения
    • 6.1 Расчёт подготовительных операций
    • 6.2 Расчёт основных операций
    • 6.3 Расчёт заключительных операций
    • 6.4 Составление практического баланса продуктов обогащения
  • 7. Расчет подно-шламовой схемы
  • 8. Выбор и расчет основного технологического оборудования
    • 8.1 Расчёт оборудования для грохочения, обезвоживания концентратов, обесшламливания
    • 8.2 Расчёт оборудования для отсадки
    • 8.3 Расчёт оборудования для вторичного обезвоживания мелкого концентрата
    • 8.4 Расчёт оборудования для сгущения шламов
    • 8.5 Расчёт оборудования для флотации шламов
    • 8.6 Расчёт оборудования для дробления промпродукта
  • 9. Схема цепи аппаратов цеха гравитационного обогащения
  • Список использованных источников

Введение

обогащение шихта машинный грохочение

Уголь в первозданном виде непригоден для дальнейшего использования, поэтому его надо отделять от ненужных минеральных компонентов в горной массе. Процесс разделения давно называется обогащением - проходит оно в несколько этапов и самыми разнообразными способами [1].

«Простое» обогащение

Непосредственно для обогащения угольщики прибегают к массе методов. Среди них есть довольно простые: например, ручная сортировка, когда уголь отделяют от горной массы вручную, ориентируясь только по его внешним отличительным признакам.

Ещё один метод - обогащение по трению - основан на форме частиц угля и разной величине их коэффициентов трения. Его суть такова: куски угля обогащают на наклонной поверхности. Имея разный коэффициент трения, они движутся с разной скоростью и траекторией движения, что позволяет им самостоятельно отделяться друг от друга [1].

Флотация

Флотационный способ основан на свойстве минеральных частиц: находясь в воде, они прилипают к поверхности воздушных пузырьков. Для обогащения угля данным методом используются специальные машины (пневматические, механические или механопневматические).

В устройство загружается пульпа, через которую оно пропускает пузырьки воздуха - к ним прилипают только угольные зёрна. Полученный пенный продукт устремляется на поверхность смеси и образует на ней слой минеральной пены, который отправляют в концентрат.

Эффективность флотационного метода увеличивают реагенты. Это могут быть продукты нефтепереработки (керосин, соляровое масло, нефть) или продукты переработки самого угля (фенолы, антраценовое масло, сырой бензол) [1].

Гравитационное обогащение

В основе гравитационного метода обогащения угля лежит его разная плотность и скорость движения в воздушной или водной среде.

Так называемый мокрый процесс обогащения может проводиться на концентрационных столах, в тяжёлых средах, моечных желобах, гидроциклонах или же при помощи отсадки на специальных машинах.

Моечный жёлоб - плоское корыто с невысокими бортами, которое ставится под небольшим уклоном. Пульпа проходит через аппарат, осевшие частицы угля выделяются через разгрузочную камеру желоба. Сейчас такие аппараты используются очень редко из-за невысокой производительности.

Концентрационные столы больше подходят для обогащения высокосернистых коксовых углей и пирита - не характерных для России видов угля, поэтому в нашей стране практически не применяются.

Зато большое распространение получили отсадочные машины. Они разделяют угольную смесь на частицы с разной плотностью при помощи движущихся в них восходящих и нисходящих потоках воды с разной скоростью. Отсадку используют и для мелких углей (12-0,5 мм), и для крупных (10-12 мм).

Данный метод обогащения более эффективен, чем другие мокрые способы, но за исключением обогащения в тяжёлых жидкостях.

Тяжёлые жидкости - это водные растворы неорганических солей и минеральные суспензии. Их плотность выше, чем плотность угля, но в то же время меньше, чем плотность первичной породы. Поэтому уголь, оказавшись в растворе или суспензии, всплывает на поверхность, а лишние материалы тонут.

Концентраты, полученные в результате мокрого обогащения, содержат в себе много воды, поэтому обязательно подвергаются обезвоживанию.

Сухой метод обогащения разделяет уголь в воздушной среде с помощью другого оборудования - сухих лотков, пневматических сепараторов или машин.

Материал подаётся на рабочую поверхность оборудования и сортируется под действием восходящего или пульсирующего воздушного потока с параллельным встряхиванием. Зёрна угля в зависимости от плотности и крупности разделяются за счёт перемещения в разных направлениях.

Благодаря обогащению уголь из первичной горной массы превращается в первичный концентрат, оставшиеся породы отходами [1].

1. Характеристики исходного угля

Долю участия углей каждой из двух шахт в исходной шихте, поступающей на фабрику, определяют по таблице Б.1 приложения Б [2]. Для этого берётся число, получаемое на перекрестье номеров шахт, для варианта номер 91 доля участия углей второй шахты в исходной шихте составляет 88 %. Так как в исходной шихте участвуют две шахты, то доля участия углей первой шахты в шихте находится вычитанием из 100 % доли участия углей второй шахты.

Фракционный состав углей каждой шахты

Ситовый состав углей шахт приведён в таблице Б.2 [2]. Форма таблицы, а также выходы и зольности фракций угля по плотности приведены в таблице Б.3 приложения Б [2]. Для расчёта фракционного и ситового составов углей и, в дальнейшем, шихты используются следующие обозначения:

гi, гj - выход класса крупности и выход фракции по плотности соответственно, %;

i = 1…6 - классы крупности угля, мм, всего шесть классов;

j = 1…7 - фракции угля по плотности, кг/м3, всего семь фракций;

- зольность i-го класса крупности, %;

- зольность j-й фракции по плотности в i-м классе крупности, %.

Для каждого i-го класса крупности необходимо рассчитать средневзвешенную зольность по формуле, %:

(1.1)

Найденное значение средневзвешенной зольности каждого класса записывается в таблицу 1.1. В ней приводятся характеристики всех классов крупности углей каждой из шахт без шламов, то есть без класса 1-0 мм.

Таблица 1.1

Фракционная характеристика исходного угля

Номер шахты

Плотность фракции, кг/м3

Класс крупности, мм

100-25

25-13

13-6

6-3

3-1

выход, %

зольность, Ad, %

выход, %

зольность, Ad, %

выход, %

зольность, Ad, %

выход, %

зольность, Ad, %

выход, %

зольность, Ad, %

9

<1300

29,50

6,13

31,50

5,18

36,50

5,43

55,07

5,13

62,30

5,08

1300-1400

26,50

10,18

22,50

6,43

20,20

9,99

12,43

8,92

7,80

12,07

1400-1500

8,90

18,25

4,50

19,20

3,80

18,85

5,20

17,39

4,00

19,05

1500-1600

3,90

37,20

3,40

29,30

9,90

28,80

3,70

28,28

3,50

29,63

1600-1800

1,80

39,00

5,50

41,10

2,10

46,10

6,70

38,05

6,70

39,49

1800-2000

22,00

68,20

24,00

68,75

22,10

68,23

11,50

73,20

10,00

70,02

>2000

7,40

79,98

8,60

83,57

5,40

86,31

5,40

88,35

5,70

86,55

Итого

100,00

29,21

100,00

30,89

100,00

28,28

100,00

21,62

100,00

20,49

1

<1300

45,10

5,88

54,35

5,37

64,50

5,73

50,00

5,75

69,05

4,96

1300-1400

36,20

9,89

24,60

8,38

21,40

9,71

28,05

8,95

16,60

12,21

1400-1500

1,00

22,13

1,35

19,49

0,75

20,82

1,80

21,17

1,25

19,86

1500-1600

1,30

30,80

0,90

27,60

0,75

28,13

1,65

31,12

1,15

28,49

1600-1800

2,70

44,40

1,20

40,30

1,20

45,11

0,90

44,38

1,35

39,88

1800-2000

9,20

73,55

10,80

71,20

7,80

72,14

12,60

74,74

6,55

74,13

>2000

4,50

89,30

6,80

88,88

3,60

87,19

5,00

90,19

4,05

90,20

Итого

100,00

18,84

100,00

19,71

100,00

15,45

100,00

20,61

100,00

15,07

Ситовый состав углей каждой шахты

Зольность класса 1-0 мм приведена в таблице Б.2 приложения Б [2]. Зольности классов крупности соответствуют средневзвешенным зольностям, рассчитанным по формуле (1.1) и приведённым в таблице 1.1. Для каждой из шахт также необходимо вычислить средневзвешенную зольность Результат расчёта представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Ситовый состав углей шахт

Номер шахты

Классы, мм

Выход, %

Зольность, %

Номер шахты

Классы, мм

Выход, %

Зольность, %

9

100-25

10,73

29,21

1

100-25

14,81

18,84

25-13

17,89

30,89

25-13

16,82

19,71

13-6

14,54

28,28

13-6

17,62

15,45

6-3

22,45

21,62

6-3

16,70

20,61

3-1

13,94

20,49

3-1

18,70

15,07

1-0

20,45

19,99

1-0

15,35

18,75

Итого

100,00

24,57

Итого

100,00

17,97

Доля участия в шихте углей первой шахты, %

Доля участия в шихте углей первой шахты, %

12,00

88,00

2. Расчет шихты

По характеристикам исходного сырья составляется и рассчитывается таблица 2.1.

Выходы к ИШ каждого класса крупности рассчитываются с учётом доли участия углей каждой шахты в ИШ, %:

Здесь K1(2) - доля участия первой (второй) шахты в шихте, %. Исходную шихту, поступающую на обогащение, получают путём смешивания углей двух шахт в соотношении, указанном в задании, следовательно, выход каждого класса крупности ИШ находят построчным суммированием столбцов. Зольность каждого класса крупности находят как средневзвешенную, также построчно. Средневзвешенную зольность ИШ рассчитывают, как сумму произведений значений в столбцах, поделённую на 100.

Таблица 2.1

Ситовая характеристика углей, поступающих на обогащение

Классы крупности, мм

Угли первой шахты

Угли второй шахты

Исходная шихта

выход, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к шахте

к ИШ

к шахте

к ИШ

100-25

10,73

1,29

29,21

14,81

13,03

18,84

14,32

19,77

25-13

17,89

2,15

30,89

16,82

14,80

19,71

16,95

21,12

13-6

14,54

1,74

28,28

17,62

15,51

15,45

17,25

16,75

6-3

22,45

2,69

21,62

16,70

14,70

20,61

17,39

20,76

3-1

13,94

1,67

20,49

18,70

16,46

15,07

18,13

15,57

1-0

20,45

2,45

19,99

15,35

13,51

18,75

15,96

18,94

Итого

100,00

12,00

24,57

100,00

88,00

17,97

100,00

18,76

Проверкой правильности выполненных расчётов служит сравнение полученной зольности класса крупности в исходной шихте с зольностями смешиваемых классов углей шахт - численное значение полученной расчётом зольности должно находиться в диапазоне зольностей классов крупности шахт.

Аналогично осуществляются расчёты выходов и зольностей отдельных фракций по плотности для каждого класса крупности исходной шихты. Результаты расчётов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Фракционная характеристика шихты

Классы крупности, мм

Плотность фракции, кг/м3

Угли шахты 1

Угли шахты 2

Шихта

выход г, %

зольность, Ad, %

выход г, %

зольность, Ad, %

выход г, %

зольность, Ad, %

к классу

к шихте

к классу

к шихте

к классу

к шихте

100-25

<1300

29,50

0,38

6,13

45,10

5,88

5,88

37,30

6,26

5,90

1300-1400

26,50

0,34

10,18

36,20

4,72

9,89

31,35

5,06

9,91

1400-1500

8,90

0,11

18,25

1,00

0,13

22,13

4,95

0,24

20,31

1500-1600

3,90

0,05

37,20

1,30

0,17

30,80

2,60

0,22

32,26

1600-1800

1,80

0,02

39,00

2,70

0,35

44,40

2,25

0,38

44,07

1800-2000

22,00

0,28

68,20

9,20

1,20

73,55

15,60

1,48

72,53

>2000

7,40

0,10

79,98

4,50

0,59

89,30

5,95

0,68

88,00

Итого

100,00

1,29

29,21

100,00

13,03

18,84

100,00

14,32

19,77

25-13

<1300

31,50

0,68

5,18

54,35

8,04

5,37

42,93

8,72

5,36

1300-1400

22,50

0,48

6,43

24,60

3,64

8,38

23,55

4,12

8,15

1400-1500

4,50

0,10

19,20

1,35

0,20

19,49

2,93

0,30

19,40

1500-1600

3,40

0,07

29,30

0,90

0,13

27,60

2,15

0,21

28,20

1600-1800

5,50

0,12

41,10

1,20

0,18

40,30

3,35

0,30

40,62

1800-2000

24,00

0,52

68,75

10,80

1,60

71,20

17,40

2,11

70,60

>2000

8,60

0,18

83,57

6,80

1,01

88,88

7,70

1,19

88,06

Итого

100,00

2,15

30,89

100,00

14,80

30,89

100,00

16,95

21,12

13-6

<1300

36,50

0,64

5,43

64,50

10,00

5,73

50,50

10,64

5,71

1300-1400

20,20

0,35

9,99

21,40

3,32

9,71

20,80

3,67

9,74

1400-1500

3,80

0,07

18,85

0,75

0,12

20,82

2,28

0,18

20,10

1500-1600

9,90

0,17

28,80

0,75

0,12

28,13

5,33

0,29

28,53

1600-1800

2,10

0,04

46,10

1,20

0,19

45,11

1,65

0,22

45,27

1800-2000

22,10

0,39

68,23

7,80

1,21

72,14

14,95

1,60

71,19

>2000

5,40

0,09

86,31

3,60

0,56

87,19

4,50

0,65

87,06

Итого

100,00

1,74

28,28

100,00

15,51

15,45

100,00

17,25

16,75

Классы крупности, мм

Плотность фракции, кг/м3

Угли шахты 1

Угли шахты 2

Шихта

выход г, %

зольность, Ad, %

выход г, %

зольность, Ad, %

выход г, %

зольность, Ad, %

к классу

к шихте

к классу

к шихте

к классу

к шихте

6-3

<1300

55,07

1,48

5,13

50,00

7,35

5,75

52,54

8,83

5,65

1300-1400

12,43

0,33

8,92

28,05

4,12

8,95

20,24

4,46

8,95

1400-1500

5,20

0,14

17,39

1,80

0,26

21,17

3,50

0,40

19,86

1500-1600

3,70

0,10

28,28

1,65

0,24

31,12

2,68

0,34

30,29

1600-1800

6,70

0,18

38,05

0,90

0,13

44,38

3,80

0,31

40,73

1800-2000

11,50

0,31

73,20

12,60

1,85

74,74

12,05

2,16

74,52

>2000

5,40

0,15

88,35

5,00

0,73

90,19

5,20

0,88

89,89

Итого

100,00

2,69

21,62

100,00

14,70

20,61

100,00

17,39

20,76

3-1

<1300

62,30

1,04

5,08

69,05

11,36

4,96

65,68

12,41

4,97

1300-1400

7,80

0,13

12,07

16,60

2,73

12,21

12,20

2,86

12,20

1400-1500

4,00

0,07

19,05

1,25

0,21

19,86

2,63

0,27

19,66

1500-1600

3,50

0,06

29,63

1,15

0,19

28,49

2,33

0,25

28,76

1600-1800

6,70

0,11

39,49

1,35

0,22

39,88

4,03

0,33

39,75

1800-2000

10,00

0,17

70,02

6,55

1,08

74,13

8,28

1,25

73,58

>2000

5,70

0,10

86,55

4,05

0,67

90,20

4,88

0,76

89,74

Итого

100,00

1,67

20,49

100,00

16,46

15,07

100,00

18,13

15,57

1-0

-

-

-

-

-

-

-

-

15,96

18,94

Всего

-

-

-

-

-

-

-

-

100,00

18,76

В этом же пункте следует построить гранулометрическую характеристику шихты, поступающей на обогащение. Построение характеристики осуществляется по данным, приведённым в таблице 2.1. В дальнейшем построенную характеристику используют при расчёте грохота. Построенная гранулометрическая характеристика изображена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Гранулометрическая характеристика шихты, поступающей на обогащение

3. Выбор процесса обогащения и машинных классов

Выбор процесса обогащения производится на основании сравнения существующих процессов, их преимуществ и недостатков с учётом технико-экономических показателей и категорий обогатимости угля.

Выбор машинных классов и процессов для их обогащения следует начать с определения категории обогатимости каждого класса крупности шихты. Для этого рассчитывают относительный выход фракции 1400-1600 кг/м3 к беспородной массе угля в данном классе, то есть к массе всего угля, за исключением фракций плотностью >1800 кг/м3, %:

В зависимости от относительного выхода промежуточных фракций, ископаемые угли условно подразделяют на следующие категории обогатимости, %:

Лёгкая г1400-1600 = 0ч7;

Средняя г1400-1600 = 7ч10;

Трудная г1400-1600 = 10ч15;

Очень трудная г1400-1600 = 15ч20;

Исключительно трудная г1400-1600 = 20ч25;

Сверхтрудная г1400-1600 > 25.

Результаты расчётов обогатимости классов угля занесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Обогатимость классов крупности угля

Класс крупности, мм

Выход класса к ИШ, %

Зольность, %

Выход промежуточных фракций, %

Категория обогатимости

100-25

14,32

19,77

9,62

Средняя

25-13

16,95

21,12

6,78

Лёгкая

13-6

17,25

16,75

9,44

Средняя

6-3

17,39

20,76

7,46

Средняя

3-1

18,13

15,57

5,70

Лёгкая

На основании данных таблицы 3.1 делается предварительный выбор процесса обогащения. Так как категории обогатимости у классов крупности варьируются от лёгких до средних, то предпочтение отдаётся процессу отсадки.

На основании тех же данных выбирают крупность машинных классов, на которые следует разделить исходную шихту перед обогащением. Благодаря тому, что у нас предпочтение отдаётся процессу отсадки, то разделение на машинные классы должно произойти таким образом, чтобы выход крупного машинного класса к шихте был больше выхода мелкого машинного класса, такое возможно только при разделении на классы крупности 100-6 мм и 6-1 мм, которые будут обогащаться с помощью процесса отсадки. Класс 1-0 мм обогащается отдельно методом флотации. Принципиальная схема обогащения приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 Принципиальная схема обогащения

4. Расчет теоретического баланса продуктов обогащения

Для выбранных машинных классов угля сначала необходимо рассчитать наилучшие теоретически возможные технологические показатели обогащения. Затем эти показатели будут корректироваться исходя из практических условий осуществления технологии обогащения.

4.1 Расчёт фракционной характеристики машинных классов

Расчёт выходов элементарных фракций каждого машинного класса производится суммированием выходов этих фракций к исходной шихте в классах крупности, входящих в машинный класс, а зольность фракции рассчитывается как средневзвешенная, %:

(4.1)

(4.2)

Результаты расчётов занесены в таблицы 4.1 и 4.2

Таблица 4.1

Расчёт фракционной характеристики КМК

Плотность фракции, кг/м3

Класс

100-25 мм

Класс

25-13 мм

Класс

13-6 мм

Крупный машинный класс (КМК)

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к ИШ

к КМК

<1300

6,26

5,90

8,72

5,36

10,64

5,71

25,62

52,80

5,64

1300-1400

5,06

9,91

4,12

8,15

3,67

9,74

12,85

26,49

9,30

1400-1500

0,24

20,31

0,30

19,40

0,18

20,10

0,72

1,49

19,89

1500-1600

0,22

32,26

0,21

28,20

0,29

28,53

0,71

1,47

29,58

1600-1800

0,38

44,07

0,30

40,62

0,22

45,27

0,89

1,84

43,23

1800-2000

1,48

72,53

2,11

70,60

1,60

71,19

5,19

10,70

71,33

>2000

0,68

88,00

1,19

88,06

0,65

87,06

2,53

5,20

87,78

Итого

48,52

100,00

19,17

Таблица 4.2

Расчёт фракционной характеристики ММК

Плотность фракции, кг/м3

Класс 6-3 мм

Класс 3-1 мм

Мелкий машинный класс (ММК)

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к ИШ

к ММК

<1300

8,83

5,65

12,41

4,97

21,24

59,79

5,25

1300-1400

4,46

8,95

2,86

12,20

7,32

20,61

10,22

1400-1500

0,40

19,86

0,27

19,66

0,68

1,91

19,78

1500-1600

0,34

30,29

0,25

28,76

0,59

1,66

29,65

1600-1800

0,31

40,73

0,33

39,75

0,65

1,82

40,22

1800-2000

2,16

74,52

1,25

73,58

3,41

9,59

74,18

>2000

0,88

89,89

0,76

89,74

1,64

4,62

89,82

Итого

35,52

100,00

18,11

На основании полученных фракционных характеристик машинных классов аналогично рассчитывают фракционную характеристику шихты без шламов, далее будем обозначать такую шихту как ШБШ. Результаты расчётов записаны в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Расчёт фракционной характеристики шихты без шламов (ШБШ)

Плотность фракции, кг/м3

КМК (100-6 мм)

ММК (6-1 мм)

ШБШ (100-1)

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к ИШ

к ШБШ

<1300

25,62

5,64

21,24

5,25

46,85

55,75

5,46

1300-1400

12,85

9,30

7,32

10,22

20,17

24,00

9,63

1400-1500

0,72

19,89

0,68

19,78

1,40

1,67

19,83

1500-1600

0,71

29,58

0,59

29,65

1,30

1,55

29,61

1600-1800

0,89

43,23

0,65

40,22

1,54

1,83

41,96

1800-2000

5,19

71,33

3,41

74,18

8,60

10,23

72,46

>2000

2,53

87,78

1,64

89,82

4,17

4,96

88,59

Итого

48,52

35,52

84,04

100,00

18,72

По данным таблиц 4.1-4.3 рассчитывают развёрнутые фракционные характеристики шихты, крупного и мелкого машинных классов, а результаты расчётов сводят в отдельные таблицы для каждого класса и для шихты без шламов. Результаты расчёта развёрнутых фракционных характеристик представлены в таблицах 4.4-4.6.

Таблица 4.4

Развёрнутая фракционная характеристика ШБШ

Плотность фракции, кг/м3

Элементарные фракции, %

Всплывшие фракции, %

Потонувшие фракции, %

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

к ШБШ

к ИШ

к ШБШ

к ИШ

К ШБШ

к ИШ

<1300

55,75

46,85

5,46

55,75

46,85

5,46

100,00

84,04

18,72

1300-1400

24,00

20,17

9,63

79,76

67,03

6,72

44,25

37,18

35,43

1400-1500

1,67

1,40

19,83

81,42

68,43

6,99

20,24

17,01

66,03

1500-1600

1,55

1,30

29,61

82,98

69,73

7,41

18,58

15,61

70,17

1600-1800

1,83

1,54

41,96

84,81

71,27

8,16

17,02

14,31

73,87

1800-2000

10,23

8,60

72,46

95,04

79,87

15,08

15,19

12,77

77,72

>2000

4,96

4,17

88,59

100,00

84,04

18,72

4,96

4,17

88,59

Итого

100,00

84,04

18,72

-

-

-

-

-

-

Таблица 4.5

Развёрнутая фракционная характеристика КМК

Плотность фракции, кг/м3

Элементарные фракции, %

Всплывшие фракции, %

Потонувшие фракции, %

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

к классу

к ИШ

к классу

к ИШ

к классу

к ИШ

<1300

52,80

25,62

5,64

52,80

25,62

5,64

100,00

48,52

19,17

1300-1400

26,49

12,85

9,30

79,29

38,47

6,86

47,20

22,90

34,30

1400-1500

1,49

0,72

19,89

80,78

39,19

7,10

20,71

10,05

66,29

1500-1600

1,47

0,71

29,58

82,25

39,91

7,50

19,22

9,32

69,90

1600-1800

1,84

0,89

43,23

84,10

40,80

8,28

17,75

8,61

73,24

1800-2000

10,70

5,19

71,33

94,80

45,99

15,40

15,90

7,72

76,72

>2000

5,20

2,53

87,78

100,00

48,52

19,17

5,20

2,53

87,78

Итого

100,00

48,52

19,17

-

-

-

-

-

-

Таблица 4.6

Развёрнутая фракционная характеристика ММК

Плотность фракции, кг/м3

Элементарные фракции, %

Всплывшие фракции, %

Потонувшие фракции, %

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

к классу

к ИШ

к классу

к ИШ

к классу

к ИШ

<1300

59,79

21,24

5,25

59,79

21,24

5,25

100,00

35,52

18,11

1300-1400

20,61

7,32

10,22

80,40

28,56

6,52

40,21

14,28

37,24

1400-1500

1,91

0,68

19,78

82,30

29,23

6,83

19,60

6,96

65,65

1500-1600

1,66

0,59

29,65

83,96

29,82

7,28

17,70

6,29

70,59

1600-1800

1,82

0,65

40,22

85,79

30,47

7,98

16,04

5,70

74,83

1800-2000

9,59

3,41

74,18

95,38

33,88

14,64

14,21

5,05

79,26

>2000

4,62

1,64

89,82

100,00

35,52

18,11

4,62

1,64

89,82

Итого

100,00

35,52

18,11

-

-

-

-

-

-

4.2 Построение кривых обогатимости для шихты и машинных классов

Кривые обогатимости строятся для шихты и каждого машинного класса отдельно. На рисунках 4.1-4.3 приведены кривые обогатимости для шихты без шламов, крупного и мелкого машинного класса соответственно.

Рисунок 4.1 Кривые обогатимости для шихты без шламов

Рисунок 4.2 Кривые обогатимости для крупного машинного класса

Рисунок 4.3 Кривые обогатимости для мелкого машинного класса

4.3 Определение зольности крупного и мелкого концентратов

При расчёте теоретического баланса продуктов обогащения следует назначать зольность породы и концентратов - крупного и мелкого. Затем по кривым обогатимости определяется выходы крупной и мелкой пород, крупного и мелкого концентратов.

Зольность породы назначается равной не менее 70 % при обогащении обоих классов крупности.

Средневзвешенная зольность концентратов выбирается (назначается), опираясь на категорию обогатимости угля, так как шихта без шламов имеют лёгкую категорию обогатимости, то средневзвешенную зольность концентратов следует выбирать в диапазоне от 6,5 до 7,0 %. В последующем в курсовой работе значение средневзвешенной зольности концентратов выбирается равной 6,5 %.

По заданным значениям зольности породы и концентратов определяются границы плотности разделения породы и концентратов. Результаты определения приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7

Плотности разделения при выделении концентратов и породы (ср)

Выделяемые продукты

Плотность разделения, кг/м3

Концентраты:

крупный

1383,40

мелкий

1365,20

Порода:

крупная

1505,30

мелкая

1503,70

4.4 Составление теоретического баланса продуктов обогащения

По кривым обогатимости крупного и мелкого машинных классов определяют выходы и зольности концентратов и породы.

Данные расчётов теоретически возможных показателей обогащения крупного и мелкого машинных классов, полученные с помощью кривых обогатимости, а также данные о количестве и качестве шламов (класс 1-0 мм) записаны в таблице 4.8. Кривые обогатимости для шихты без шламов и для крупного машинного класса приведены на рисунках 4.4 и 4.5 соответственно.

Таблица 4.8

Теоретический баланс продуктов обогащения

Продукты

Крупность, мм

Выход, %

Зольность, %

к классу

к ИШ

Концентраты:

крупный

100-6

78,46

38,07

6,75

мелкий

6-1

77,73

27,61

6,20

Итого концентрата

100-1

-

65,68

6,52

Промпродукт:

крупный

100-6

2,14

1,04

18,34

мелкий

6-1

4,63

1,64

17,72

Итого промпродукта

100-1

-

2,68

17,96

Порода:

крупная

100-6

19,40

9,41

69,48

мелкая

6-1

17,64

6,27

70,72

Итого породы

100-1

-

15,68

69,98

Шлам (класс 1-0 мм)

1-0

-

15,96

18,94

Всего

100-0

-

100,00

18,76

Рисунок 4.4 Кривые обогатимости для шихты без шламов

Рисунок 4.5 Кривые обогатимости для крупного машинного класса

5. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения

Технологическая схема обогащения приведена на рисунке 5.1 и включает в себя операции грохочения, отсадки КМК и ММК, дробление промпродукта, обесшламливание, обезвоживание крупного и мелкого концентрата, центрифугирование, сгущение шламов и флотация шламов.

Исходная шихта крупностью -100+0 мм поступает в операцию предварительного грохочения на два грохота с размером отверстия сита 6 мм. Надрешётный продукт (-100+6 мм) транспортируется на отсадку КМК. Подрешётный продукт (-6+0 мм) транспортируется в операцию обесшламливания.

Крупный машинный класс (-100+6 мм), попадая в операцию отсадки КМК, разделяется на три класса: крупный концентрат, крупный промпродукт и крупную породу. В данной операции крупная порода является конечным продуктом обогащения и транспортируется на склад. Промпродукт поступает в операцию дробления, и транспортируется в операцию обесшламливания. Крупный концентрат транспортируется в операцию обезвоживания, после чего концентрат отгружается на склад, а шламовые воды перекачивают в операцию сгущения.

Обесшламленный продукт проходя через операцию отсадки ММК разделяется на мелкий концентрат, промпродукт и породу. Промпродукт и порода конечные продукты и отправляются на склады. Концентрат транспортируется в операцию обезвоживания, после чего надрешётный продукт отправляется в операцию центрифугирования. Центрифугированный концентрат транспортируется на склад.

Все шламы после обезвоживания, центрифугирования и обесшламливания стекают в операцию сгущения, слив поступает в оборот. Сгущённый продукт флотируется в операции флотации, концентрат транспортируется на склад и дальнейшее использования; хвосты отправляются во хвостохранилище.

Рисунок 5.1 Технологическая схема обогащения

6. Расчет качественно-количественной схемы обогащения

Результаты расчёта качественно-количественной схемы в дальнейшем используют при расчёте водно-шламовой схемы и количества оборудования. В схеме присутствуют подготовительные операции, такие как мокрое грохочение исходной шихты и обесшламливание, основные операции - гидравлическая отсадка, дробление промпродукта, а также заключительные операции - обезвоживание продуктов разделения и флотационное обогащение шламов.

6.1 Расчёт подготовительных операций

Грохочение

При грохочении часть подрешётного класса из питания грохота переходит в надрешётный продукт, следовательно, крупный машинный класс помимо, собственно, надрешётного продукта включает в себя часть мелкого машинного класса и первичных шламов. Доля ММК и первичных шламов, переходящих в КМК, зависит от эффективности грохочения. Эффективность грохочения в первой операции грохочения принята равным 0,9 д. ед.

В процессе обогащения крупного машинного класса и транспортировки его по фабрике происходит истирание угля и промпродуктов обогащения. Образуются так называемые вторичные шламы. Образование вторичных шламов условно относят к основным технологическим операциям. Крупный машинный класс в нашем примере принято обогащать отсадкой. Дополнительный выход шламов в процессе отсадки определяется исходя из процента шламообразования. Содержание класса 1-0 мм в шихте равно 15,96 %, тогда выход шламов от угля, поступающего на отсадку крупного зерна, равен 0,03 д. ед., следовательно, выход крупного машинного класса без шламов составит (1 - 0,03) = 0,97 д. ед. от выхода этого класса к исходной шихте. Результаты расчёта фракционного состава КМК (100-6 мм) с учётом эффективности грохочения и шламообразования представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Фракционный состав КМК (100-6 мм) с учётом эффективности грохочения и шламообразования

Плотность фракции, кг/м3

Класс 100-6 мм

Класс 6-1 мм

КМК

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к ИШ

к ИШ с учётом шламообразования

<1300

25,62

5,64

2,12

5,25

27,74

26,91

5,61

1300-1400

12,85

9,30

0,73

10,22

13,59

13,18

9,35

1400-1500

0,72

19,89

0,07

19,78

0,79

0,77

19,88

1500-1600

0,71

29,58

0,06

29,65

0,77

0,75

29,59

1600-1800

0,89

43,23

0,06

40,22

0,96

0,93

43,02

1800-2000

5,19

71,33

0,34

74,18

5,53

5,37

71,51

>2000

2,53

87,78

0,16

89,82

2,69

2,61

87,91

Итого

48,52

19,17

3,55

18,11

52,07

50,51

19,10

Шламы:

первичные

1,60

18,94

вторичные

1,56

19,10

Итого

3,16

19,02

Всего

53,67

19,09

6.2 Расчёт основных операций

Отсадка машинных классов

Расчёт основных операций начинают с расчёта операции обогащения крупного машинного класса с тем, чтобы определить выход крупного промпродукта. При расчёте основных операций учитывается несовершенство обогатительных аппаратов, т. е. взаимозасорямость продуктов обогащения.

За основу расчёта вероятностного распределения отдельных фракций по плотности между продуктами обогащения принимаем кривые разделения Тромпа.

Извлечение отдельных фракций в концентрат и породу (в долях единицы) рассчитывается по интегралу вероятности Гаусса:

где e - основание натурального логарифма; х - случайная величина (ошибка), определяется исходя из среднего вероятного отклонения Epm и погрешности разделения J, значения которых определяют в зависимости от принятого метода обогащения и крупности машинного класса.

В курсовой работе предусмотрено обогащение гидравлической отсадкой, поэтому в расчёте используется лишь погрешность разделения J, величина которой одинакова для концентрата и породы. Величина х при обогащении в водной среде определяется по формуле:

где ср к(п) - плотность разделения концентрата (породы), кг/м3; сср - средняя плотность фракций, определяемая как среднеарифметическое между граничными значениями плотности во фракции, кг/м3; J - погрешность разделения в аппаратах для гидравлической отсадки. Результаты расчётов занесены в таблицу 6.2, 6.4.

Дробление промпродукта

В схеме предусмотрено дробление промпродукта с целью раскрытия сростков и доведения крупного промпродукта до крупности мелкого машинного класса для совместного их обогащения отсадкой.

На дробление направляют крупный промпродукт, полагая, что шламов в нём нет. Операция дробления преобразует фракционный состав продукта, поэтому необходимо определить фракционный состав крупного промпродукта после дробления. Зольность фракций до и после операции дробления остаётся неизменной. Результаты расчёта представлены в таблице 6.3.

Таблица 6.2

Расчёт отсадки крупного машинного класса, J = 0,12 (обогатимость лёгкая)

Средняя плотность фракции, сср, кг/м3

Исходный

Концентрат (при сp = 1383,40 кг/м3)

Промпродукт (при сp = 1850,00 кг/м3)

Порода

выход к шихте, %

зольность, %

x

F(x)

выход к шихте, %

зольность, %

x

F(x)

выход к шихте, %

зольность, %

выход к шихте, %

зольность, %

1250

26,91

5,61

2,41

0,99198

26,69

5,61

6,90

1,00000

0,22

5,61

0,00

5,61

1350

13,18

9,35

0,51

0,69657

9,18

9,35

5,00

1,00000

4,00

9,35

0,00

9,35

1450

0,77

19,88

-0,90

0,18524

0,14

19,88

3,59

0,99968

0,63

19,88

0,00

19,88

1550

0,75

29,59

-2,03

0,02128

0,02

29,59

2,45

0,99280

0,73

29,59

0,01

29,59

1700

0,93

43,02

-3,39

0,00020

0,00

43,02

1,09

0,86309

0,80

43,02

0,13

43,02

1900

5,37

71,51

-4,81

0,00000

0,00

71,51

-0,32

0,37622

2,02

71,51

3,35

71,51

2000

2,61

87,91

-5,41

0,00000

0,00

87,91

-0,92

0,17994

0,47

87,91

2,14

87,91

Итого

50,51

19,10

-

-

36,03

6,63

-

-

8,86

33,04

5,62

77,07

Таблица 6.3

Фракционный состав промпродукта

Плотность фракции, кг/м3

До дробления, %

После дробления, %

выход к ИШ

зольность

выход

зольность

уг. фр.

пор. фр.

пп. фр.

дроблёного

<1300

0,54

5,62

0,54

0,00

0,00

1,36

5,62

1300-1400

5,92

9,33

5,92

0,00

0,00

5,92

9,33

1400-1500

0,72

20,25

0,29

0,06

0,36

0,36

20,25

1500-1600

0,77

28,31

0,28

0,11

0,39

0,39

28,31

1600-1800

0,88

42,69

0,24

0,20

0,44

0,44

42,69

1800-2000

3,41

70,99

0,00

3,41

0,00

3,41

70,99

>2000

0,98

88,01

0,00

0,98

0,00

1,35

88,01

Итого

13,22

34,84

-

-

-

13,22

34,84

Таблица 6.4

Расчёт отсадки мелкого машинного класса, J = 0,14 (обогатимость лёгкая)

Средняя плотность фракции, сср, кг/м3

Исходный

Концентрат (при сp = 1365,20 кг/м3)

Промпродукт (при сp = 1850,00 кг/м3)

Порода

выход к шихте, %

зольность, %

x

F(x)

выход к шихте, %

зольность, %

x

F(x)

выход к шихте, %

зольность, %

выход к шихте, %

зольность, %

1250

18,46

5,27

1,83

0,96659

17,84

5,27

5,92

1,00000

0,62

5,27

0,00

5,27

1350

9,74

9,89

0,21

0,58496

5,70

9,89

4,29

1,00000

4,04

9,89

0,00

9,89

1450

0,85

19,81

-1,01

0,15729

0,13

19,81

3,08

0,99883

0,71

19,81

0,00

19,81

1550

0,82

29,62

-1,98

0,02398

0,02

29,62

2,11

0,98263

0,79

29,62

0,01

29,62

1700

0,90

41,36

-3,15

0,00067

0,00

41,36

0,94

0,82752

0,75

41,36

0,16

41,36

1900

4,68

73,12

-4,36

0,00000

0,00

73,12

-0,28

0,39150

1,83

73,12

2,85

73,12

2000

2,11

89,14

-4,87

0,00000

0,00

89,14

-0,79

0,21607

0,46

89,14

1,65

89,14

Итого

37,56

21,35

-

-

23,69

6,48

-

-

9,20

31,12

4,67

77,59

Обесшламливание

Расчёт операции обесшламливания осуществляют с учётом эффективности грохочения на дуговом сите и норм шламообразования при дроблении и последующем обогащении мелкого машинного класса. Обесшламливание производят на дуговых ситах, которые часто являются загрузочными устройствами (УЗ) отсадочных машин. Эффективность грохочения в операции обесшламливания для дуговых сит равно 0,6 д. ед. Норма шламообразования при отсадке мелкого машинного класса и при дроблении крупного промпродукта принята равным 0,08 д. ед. и 0,07 д. ед. соответственно. Расчёты представлены в таблице 6.4.

Таблица 6.4

Фракционный состав ММК (6-1 мм) с учётом эффективности грохочения на дуговом сите и шламообразования

Плотность фракции, кг/м3

Дроблёный промпродукт

Класс 6-1 мм

ММК

выход к ИШ, %

зольность, %

выход к ИШ, %

зольность, %

выход, %

зольность, %

к ИШ

к ИШ с учётом шламообразования

<1300

0,95

5,61

19,11

5,25

20,06

18,46

5,27

1300-1400

4,00

9,35

6,59

10,22

10,59

9,74

9,89

1400-1500

0,31

19,88

0,61

19,78

0,92

0,85

19,81

1500-1600

0,36

29,59

0,53

29,65

0,90

0,82

29,62

1600-1800

0,40

43,02

0,58

40,22

0,98

0,90

41,36

1800-2000

2,02

71,51

3,07

74,18

5,08

4,68

73,12

>2000

0,81

87,91

1,48

89,82

2,29

2,11

89,14

Итого

8,86

33,04

31,97

18,11

40,83

37,56

21,35

Шламы:

первичные

5,75

18,94

дробления

0,25

33,04

вторичные

3,27

21,35

Итого

9,26

20,17

Всего

46,82

21,12

6.3 Расчёт заключительных операций

Условно принимаем, что все шламы, поступающие в операцию обогащения крупного класса, после отсадки попадают в концентрат.

Полученный концентрат со шламами является питанием операции обезвоживания на грохотах, при этом шламы выделяются в подрешётный продукт, так называемые шламовые воды, а получаемый надрешётный продукт является конечным продуктом - крупным концентратом. Шламы из крупного концентрата невозможно удалить полностью, в зависимости от эффективности грохота часть шламов останется в надрешётном продукте.

Обезвоживание мелкого концентрата

Обезвоживание мелкого концентрата осуществляется в две последовательные операции: на грохотах и в центрифугах. Обезвоживание на грохотах рассчитывается аналогично обезвоживанию крупного концентрата.

При обезвоживании в центрифугах условно принимаем, что весь шлам, попавший в концентрат после обезвоживания на грохоте, удаляется вместе с фугатом, поэтому выход и зольность обезвоженного мелкого концентрата соответствуют значениям, полученным при отсадке ММК, а остаток является фугатом.

Сгущение

Расчёт операции сгущения шламов сводится к определению суммарного выхода всех шламов, поступающих в данную операцию, и их средневзвешенной зольности. Результаты сводятся в таблицу 6.5. Условно принимаем, что весь шлам при сгущении уходит в сгущённый продукт, а слив не содержит твёрдых частиц.

Зольность шламовых вод соответствует зольности удаляемых шламов КМК и ММК. Зольность фугата равна зольности шламовых вод 2. Зольность сгущаемых шламов рассчитывается как средневзвешенное.

Таблица 6.5

Сводная таблица шламов, поступающих на сгущение

Наименование продукта по схеме

Выход к шихте, %

Зольность, %

Шлам 1-0 мм

15,96

18,94

Шламовые воды 1

2,84

19,02

Шламовые воды 2

8,33

20,17

Фугат

0,93

20,17

Всего шламов:

28,07

19,35

Флотация шламов

Шламы после сгущения поступают в операцию обогащения флотацией. Принимаем только основную флотацию. Расчёт этой операции сводится к определению выхода концентрата и хвостов по уравнениям баланса:

гк + гх = гисх;

Зольность концентрата, в соответствии с заданием, назначается равной 7 %, а зольность хвостов назначается равной 70 %.

6.4 Составление практического баланса продуктов обогащения

Для окончательного расчёта качественно-количественной схемы обогащения необходимо рассчитать часовую производительность фабрики по формуле:

где Qг - годовая производительность, т/год; n - количество рабочих дней в году, для углеобогатительных фабрик принято 300 дней; m - количество чистого времени работы оборудования в сутки, для углеобогатительных фабрик принято 20 часов; kв - коэффициент использования оборудования kв = 0,685; kн - поправочный коэффициент, kн = 1,15.

Производительность (т/ч) по каждому продукту рассчитывается по формуле:

Qi = гiQч/100.

Таблица 6.6

Результаты расчёта качественно-количественной схемы

Поступает

Выходит

Наименование продукта

Производительность, т/ч

Выход, %

Зольность, %

Наименование продукта

Производительность, т/ч

Выход, %

Зольность, %

Грохочение

1. Исходная шихта

699,51

100,00

18,76

2. Надрешётный

375,41

53,67

19,09

3. Подрешётный

324,10

46,33

18,37

Итого:

699,51

100,00

18,76

Итого:

699,51

100,00

18,76

Отсадка крупного машинного класса

2. Надрешётный

375,41

53,67

19,09

4. Крупный концентрат

274,13

39,19

7,62

5. Крупный промпродукт

61,97

8,86

33,04

6. Крупная порода

39,31

5,62

77,07

Итого:

375,41

53,67

19,09

Итого:

375,41

53,67

19,09

Дробление крупного промпродукта

5. Крупный промпродукт

61,97

8,86

33,04

7. Дроблёный промпродукт

61,97

8,86

33,04

Итого:

61,97

8,86

33,04

Итого:

61,97

8,86

33,04

Обесшламливание

3. Подрешётный

324,10

46,33

18,37

8. Обесшламленный

327,52

46,82

21,12

7. Дроблёный промпродукт

61,97

8,86

33,04

9. Шлам

58,56

8,37

18,52

Итого:

386,08

55,19

20,73

Итого:

386,08

55,19

20,73

Отсадка мелкого машинного класса

8. Обесшламленный

327,52

46,82

21,12

10. Мелкий концентрат

230,52

32,95

10,33

11. Мелкий промпродукт

64,34

9,20

31,12

12. Мелкая порода

32,66

4,67

77,59

Итого:

327,52

46,82

21,12

Итого:

327,52

46,82

21,12

Поступает

Выходит

Наименование продукта

Производительность, т/ч

Выход, %

Зольность, %

Наименование продукта

Производительность, т/ч

Выход, %

Зольность, %

Обезвоживание крупного концентрата на грохотах

4. Крупный концентрат

274,13

39,19

7,62

13. Обез. крупный концентрат

254,25

36,35

6,73

14. Шламовые воды 1

19,88

2,84

19,02

Итого:

274,13

39,19

7,62

Итого:

274,13

39,19

7,62

Обезвоживание мелкого концентрата на грохотах

10. Мелкий концентрат

230,52

32,95

10,33

15. Обез. мелкий концентрат

172,22

24,62

7,00

16. Шламовые воды 2

58,30

8,33

20,17

Итого:

230,52

32,95

10,33

Итого:

230,52

32,95

10,33

Центрифугирование

15. Обез. мелкий концентрат

172,22

24,62

7,00

17. Фугат

6,48

0,93

20,17

18. Мелкий концентрат

165,74

23,69

6,48

Итого:

172,22

24,62

7,00

Итого:

172,22

24,62

7,00

Сгущение шламов

14. Шламовые воды 1

19,88

2,84

19,02

19. Сгущеный продукт

143,22

20,47

19,34

16. Шламовые воды 2

58,30

8,33

20,17

9. Шлам

58,56

8,37

18,52

20. Слив

0,00

0,00

0,00

17. Фугат

6,48

0,93

20,17

Итого:

143,22

20,47

19,34

Итого:

143,22

20,47

19,34

Флотация шламов

19. Сгущеный продукт

143,22

20,47

19,34

21. Флот. концентрат

115,18

16,47

7,00

22. Флот. хвосты

28,04

4,01

70,00

Итого:

143,22

20,47

19,34

Итого:

143,22

20,47

19,34

По окончании всех расчётов составляется таблица 6.7 с практическим балансом продуктов обогащения.

Таблица 6.7

Практический баланс продуктов обогащения

Продукты

Выход

Зольность, %

%

т/ч

Концентраты:

крупный

36,35

254,25

6,73

мелкий

23,69

165,74

6,48

флотации

16,47

115,18

7,00

Итого концентрата:

76,50

535,16

6,71

Промпродукт (мелкий)

9,20

64,34

31,12

Порода:

крупная

5,62

39,31

77,07

мелкая

4,67

32,66

77,59

хвосты флотации

4,01

28,04

70,00

Итого хвостов:

14,30

100,01

75,25

Всего:

100,00

699,51

18,76

Средневзвешенная зольность всех конечных продуктов обогащения, рассчитанная в практическом балансе, должна быть равна зольности исходной шихты.

7. Расчет водно-шламовой системы

Расчёт водно-шламовой схемы осуществляется с целью определения общего расхода воды, необходимого для осуществления технологического процесса обогащения угля, удельного расхода воды, расхода свежей воды, а также для расчёта объёмов пульпы различных продуктов, протекающих через машины и аппараты. Последние данные используются при расчёте количества машин и аппаратов, необходимых для осуществления принятой схемы обогащения.

Водно-шламовую схему рассчитывают на основании данных расчёта качественно-количественной схемы обогащения, в которой производительность приведена по сухой массе угля.

При расчёте водно-шламовой схемы используют следующие обозначения:

Q - количество продукта по сухой массе угля, т/ч;

W - количество воды, поступающей с продуктом, м3/ч;

R - отношение жидкого к твёрдому в операции или продукте, численно равное отношению процента жидкого к проценту твёрдого;

V - объем пульпы, м3/ч;

L - количество воды, добавляемое в операцию, м3/ч;

с - плотность твёрдого в продукте, соответствует средней плотности фракции, т/м3.

Основные соотношения для любого продукта:

W = R · Q;

V = W + Q/с = Q · (R + 1/с).

Величина с рассчитывается как средневзвешенная плотность продукта по фракционной характеристике этого продукта:

где сj ср - среднеарифметическая плотность фракции, т/м3.

На фабрике принимаем замкнутый цикл водно-шламового хозяйства, при котором свежую воду подают на ополаскивание концентратов в операциях обезвоживания на грохотах и в операцию флотации, в остальные операции подают оборотную воду, получаемую из слива сгустителя. Результаты расчёта водно-шламовой схемы представлены в таблице 7.1.

На основании таблицы 7.1 составляют баланс воды, в котором учитывают потери воды с продуктами обогащения, воду, подаваемую в операции, и воду, удаляемую из операций. Результаты расчёта баланса воды приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.1

Результаты расчёта водно-шламовой схемы

Поступает

Выходит

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Грохочение (мокрое)

1. Исходная шихта

90,50

699,51

9,50

73,43

772,94

0,10

536,21

2. Надрешётный

60,00

375,41

40,00

250,27

625,68

0,67

498,63

Вода оборотная

-

-

100,00

839,42

839,42

-

839,42

3. Подрешётный

32,85

324,10

67,15

662,57

986,68

2,04

876,99

Итого:

43,38

699,51

56,62

912,85

1612,36

1,30

1375,63

Итого:

43,38

699,51

56,62

912,85

1612,36

1,30

1375,63

Отсадка крупного машинного класса

2. Надрешётный

60,00

375,41

40,00

250,27

625,68

0,67

498,63

4. Крупный концентрат

28,60

274,13

71,40

684,28

958,41

2,50

865,63

Вода оборотная

-

-

100,00

450,49

450,49

-

450,49

5. Крупный промпродукт

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

6. Крупная порода

86,00

39,31

14,00

6,40

45,71

0,16

32,40

Итого:

34,88

375,41

65,12

700,76

1076,17

1,87

949,13

Итого:

34,88

375,41

65,12

700,76

1076,17

1,87

949,13

Дробление крупного промпродукта

5. Крупный промпродукт

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

7. Дроблёный промпродукт

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

Итого:

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

Итого:

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

Обесшламливание

3. Подрешётный

32,85

324,10

67,15

662,57

986,68

2,04

876,99

8. Обесшламленный

80,00

327,52

20,00

81,88

409,40

0,25

298,56

7. Дроблёный промпродукт

86,00

61,97

14,00

10,09

72,06

0,16

51,09

9. Шлам

5,66

58,56

94,34

976,86

1035,42

16,68

1015,60

Вода оборотная

-

-

100,00

386,08

386,08

-

386,08

Итого:

26,72

386,08

73,28

1058,74

1444,82

2,74

1314,16

Итого:

26,72

386,08

73,28

1058,74

1444,82

2,74

1314,16

Поступает

Выходит

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Отсадка мелкого машинного класса

8. Обесшламленный

80,00

327,52

20,00

81,88

409,40

0,25

298,56

10. Мелкий концентрат

28,12

230,52

71,88

589,21

819,73

2,56

741,72

Вода оборотная

-

-

100,00

524,03

524,03

-

524,03

11. Мелкий промпродукт

86,00

64,34

14,00

10,47

74,82

0,16

53,04

12. Мелкая порода

84,00

32,66

16,00

6,22

38,88

0,19

27,83

Итого:

35,09

327,52

64,91

605,91

933,43

1,85

822,59

Итого:

35,09

327,52

64,91

605,91

933,43

1,85

822,59

Обезвоживание крупного концентрата на грохотах

4. Крупный концентрат

28,60

274,13

71,40

684,28

958,41

2,50

865,63

13. Обез. крупный концентрат

93,00

254,25

7,00

19,14

273,38

0,08

187,34

Вода свежая

-

-

100,00

54,83

54,83

-

54,83

14. Шламовые воды 1

2,69

19,88

97,31

719,97

739,85

36,21

733,12

Итого:

27,05

274,13

72,95

739,10

1013,23

2,70

920,46

Итого:

27,05

274,13

72,95

739,10

1013,23

2,70

920,46

Обезвоживание мелкого концентрата на грохотах

10. Мелкий концентрат

28,12

230,52

71,88

589,21

819,73

2,56

741,72

15. Обез. мелкий концентрат

82,00

172,22

18,00

37,80

210,02

0,22

151,74

Вода свежая

-

-

100,00

46,10

46,10

-

46,10

16. Шламовые воды 2

8,89

58,30

91,11

597,51

655,81

10,25

636,08

Итого:

26,62

230,52

73,38

635,32

865,83

2,76

787,82

Итого:

26,62

230,52

73,38

635,32

865,83

2,76

787,82

Центрифугирование

15. Обез. мелкий концентрат

82,00

172,22

18,00

37,80

210,02

0,22

151,74

17. Фугат

20,37

6,48

79,63

25,33

31,81

3,91

29,61

18. Мелкий концентрат

93,00

165,74

7,00

12,47

178,21

0,08

122,12

Итого:

82,00

172,22

18,00

37,80

210,02

0,22

151,74

Итого:

82,00

172,22

18,00

37,80

210,02

0,22

151,74

Поступает

Выходит

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Наименование продукта

Твёрдое

Жидкое

Всего

R

Объём

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Т, %

Q, т/ч

Ж, %

W, м3/ч

Q+W, т/ч

Ж/Т

V, м3/ч

Сгущение шламов

14. Шламовые воды 1

2,69

19,88

97,31

719,97

739,85

36,21

733,12

19. Сгущённый продукт

25,00

143,22

75,00

429,66

572,89

3,00

524,42

16. Шламовые воды 2

8,89

58,30

91,11

597,51

655,81

10,25

636,08

9. Шлам

5,66

58,56

94,34

976,86

1035,42

16,68

1015,60

20. Слив

-

-

100,00

1890,00

1890,00

-

1890,00

17. Фугат

20,37

6,48

79,63

25,33

31,81

3,91

29,61

Итого:

5,82

143,22

94,18

2319,67

2462,89

16,20

2414,42

Итого:

5,82

143,22

94,18

2319,67

2462,89

16,20

2414,42

Флотация шламов

19. Сгущеный продукт

25,00

143,22

75,00

429,66

572,89

3,00

524,42

21. Флот. концентрат

23,00

115,18

77,00

385,59

500,77

3,35

461,79

Вода свежая

-

-

100,00

143,22

143,22

-

143,22

22. Флот. хвосты

13,02

28,04

86,98

187,29

215,34

6,68

205,85

Итого:

20,00

143,22

80,00

572,89

716,11

4,00

667,64

Итого:

20,00

143,22

80,00

572,89

716,11

4,00

667,64

Таблица 7.2

Баланс воды

Поступает

Выходит

Наименование продукта или операции

Расход воды W, м3/ч

Наименование продукта или операции

Расход воды W, м3/ч

1. Исходная шихта

73,43

13. Концентрат крупный

19,14

Мокрое грохочение

839,42

18. Концентрат мелкий

12,47

Отсадка КМК

450,49

21. Концентрат флотации

385,59

Обесшламливание

386,08

11. Промпродукт (мелкий)

10,47

Отсадка ММК

524,03

6. Порода крупная

6,40

Обезвоживание КМК

54,83

12. Порода мелкая

6,22

Обезвоживание ММК

46,10

22. Хвосты флотации

187,29

Флотация

143,22

20. Слив сгустителя

1890,00

Всего:

2517,59

Всего:

2517,59

Используя данные таблицы 7.2, рассчитываются следующие показатели:

- общий расход воды, м3/ч:

Wобщ = W - Wи = 2517,59 - 73,43 = 2444,16,

где W - общее количество воды, поступающей в схему; Wи - количество воды, поступающей с исходной шихтой;

- расход оборотной воды, м3/ч:

Wоборот = Wслив сгустителя = 1890,00;

- расход свежей воды, м3/ч:

Wсвеж = Wобщ - Wоборот = 2444,16 - 1890,00 = 554,16;

- удельный расход оборотной воды, м3/т:

qоборот = Wоборот/Qи = 1890,00/699,51 = 2,70,

где Qи - количество твёрдого, поступающего с исходной шихтой, т/ч;

- удельный расход свежей воды, м3/т:

qсвеж = Wсвеж/Qи = 554,16/699,51 = 0,79;

- общий удельный расход воды по фабрике, м3/т:

qобщ = 1,1 · (qоборот + qсвеж) = 1,1 · (2,70 + 0,79) = 3,84.

8. Выбор и расчет основного технологического оборудования

При расчёте количественной схемы обогащения был выбран тип обогатительного оборудования - отсадочные машины. Выбраны также способы обезвоживания продуктов обогащения, а также способы предварительной классификации угля. Поэтому остаётся лишь выбрать типоразмеры каждой единицы оборудования и рассчитать количество, необходимое для выполнения операции. Для этого используются результаты расчёта качественно-количественной и водно-шламовой схем.

При расчёте оборудования коэффициент неравномерности нагрузки был выбран равным 1,20.

8.1 Расчёт оборудования для грохочения, обезвоживания концентратов, обесшламливания

Для предварительной классификации на фабриках применяют механические грохоты инерционные самосинхронизирующиеся грохоты лёгкого и тяжёлого типов (ГИСЛ, ГИСТ).

Производительность вибрационных грохотов, т/ч, рассчитывается исходя из величины удельной производительности по формуле:

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены