Основа анализа существующей технологии и организации производства

Производительность сепаратора для мокрой сепарации сильномагнитных руд подсчитывается по нормам удельной нагрузки на 1м² ширины питания по формуле:

где Q - производительность по исходному питанию, т/ч; n - число барабанов для основной сепарации; n=1; L - длина барабана, м; L= 3.0 м; q - удельная нагрузка; т/м•ч.

Расчёт необходимого количества аппаратов производится по формуле:

,

Примем для VII операции: q= 52 т/м²•ч:

К установке в первой стадии магнитной сепарации (ММС-I) принимаем 16 противоточных сепараторов марки ПБМ-П-120/300.

- Расчет сепараторов для операций - XI, XII.

Для магнитной сепарации II - ой и III - ей стадий принимаем полупротивоточные магнитные барабанные сепараторы типа ПБМ-ПП-120/300, предназначенные для обогащения сливов гидроциклонов, классификаторов или песков дешламаторов.

Примем для операции XI: q= 18 т/м²·ч:

К установке в третьей стадии магнитной сепарации (ММС 2-ая стадия) принимаем 21 полупротивоточных сепаратора марки ПБМ-ПП-120/300.

Примем для операции XII: q= 13 т/м²·ч:

К установке в третьей стадии магнитной сепарации (ММС 3-ая стадия) принимаем 21 полупротивоточных сепаратора марки ПБМ-ПП-120/300.

Технические характеристики сепараторов ПБМ-П-120/300 и ПБМ-ПП-120/300 приведены в таблице 2.16.

Таблица 2.16 - Технические характеристики ПБМ-П-120/300 и ПБМ-П-120/300

Параметр	Значение
	ПБМ-П-120/300	ПБМ-ПП-120/300
Длина рабочей части, мм	1200	1200
Длина барабана, мм	3000	3000
Напряжение магнитного поля на поверхности барабана, кА/м (Э), не менее	125 (1570) 118 (1480)	105 (1320) 125 (1570)
Крупность кусков питания, мм, не более	2.0	0.2
Мощность электропроводов, кВт	7.5	7.5
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	4000 2700 2700	4000 2700 2700
Масса не более, кг	7400	7400

Выбор и расчет оборудования для грохочения

За основу при проектировании было взято предприятие АО «Ковдорский ГОК», где успешно в течение многих лет перерабатывают аналогичные руды и получают железорудный концентрат качества. Для операции тонкого грохочения применяются грохота «Деррик Стэк Сайзер» с мультипитанием.

Исходя из данных практики примем нагрузку на грохот равную 110.0 т/ч. Исходное питание в операцию грохочения равно 1091.4 т/ч.

Тогда потребное число грохотов:

n = 1091.4 / 110.0 = 10.

К установке примем 10 грохота «Стэк Сайзер» фирмы Деррик. Технические характеристики выбранных грохотов приведены в таблице 2.17.

Таблица 2.17 - Техническая характеристика грохотов «Стэк Сайзер»

Параметр	Значение
Размер ячейки, мм	0.23ч0.35
Площадь просеивающей поверхности, м2	0.704
Угол наклона, град	17
Плотность питания, %	30ч55
Частота, Гц	41ч47
Эл.двигатель Мощность привода, кBт Число оборотов, об/мин	SG-380/400-50 2 ·1.83 1500
Масса, кг	4914

Выбор и расчет оборудования для фильтрации

При поступлении на фильтрование тонкоизмельченных продуктов применяются дисковые вакуум-фильтры. Они хорошо зарекомендовали себя на действующих производствах и отличаются надежностью и достаточной производительностью. Смена фильтрующей ткани в этих фильтрах производится установкой заранее заготовленных секторов и не требует длительных остановок фильтра.

Выбор типа вакуум-фильтра определяется в основном характеристикой крупности твердой фазы, ее плотностью, требуемой производительностью и кондициями на влажность. [5,9]

Определяем требующуюся площадь фильтрования для операции XIX по формуле:

S = Q_исх / q,

где Q_исх = 752.9 т/ч - питание вакуум-фильтров.

q =0.5 т/(м²·ч) - удельная производительность вакуум-фильтра по концентрату.

Тогда площадь фильтрования равна:

S = 752.9 / 0.5 = 1505.8 м².

Определяем требующееся число вакуум-фильтров:

n = S / S_ф,

где S_ф - площадь фильтрующей поверхности, указанная в каталогах производителей.

Для выбора оптимального варианта установки рассмотрим три типоразмера вакуум-фильтров:

- для ДОО 100-3,75: n = 1505.8 / 100 = 15.1 = 16 шт.;

- для ДОО 160-3,75:n = 1505.8 / 160 = 9.4 =10 шт.;

- для ДОО 250-3,75: n = 1505.8 / 250 = 6,02= 7 шт.

В таблице 2.18 представлены параметры сравнения, исходя из которых производится выбор необходимого оборудования.

Таблица 2.18 - Сравнение вариантов установки вакуум-фильтров

Типоразмер в/ф	S фильтрующей поверхности, м2	Количество, шт.	Установочная мощность, кВт	Мощность всех фильтров
ДОО 100-3,75	100	16	3	48
ДОО 160-3,75	160	10	8	80
ДОО 250-3,75	250	7	11	77

Принимаем к установке 7 вакуум-фильтров типа ДОО 250-3,75 и 3 берём в резерв. Вакуум-фильтры комплектуются вакуум-насосами и воздуходувками, а также ресиверами и ловушкам. Технические характеристики выбранных к установке вакуум-фильтров представлены в таблице 2.19.

Таблица 2.19 - Технические характеристики вакуум-фильтра ДОО 250-3,75

Параметры	ДОО 250-3,75
Поверхность фильтрования, м2	250
Диаметр диска, м	3.75
Число дисков	14
Установочная мощность эл. двигателя, кВт	11
Частота вращения дисков, мин-1	0.2-1.1
Масса, т	33.4

Выбор оборудования для сушки, расчет сушильных барабанов

Операция сушки осуществляется в зависимости от климатических условий и близости завода потребителя.

Срок перехода на отгрузку высушенного железорудного концентрата устанавливается 1 ноября, срок перехода на отгрузку влажного концентрата - 1 апреля.

Для сушки концентратов применяют барабанные прямоточные и противоточные сушилки. Чаще используют прямоточные сушилки, в которых направление движения горячего сушильного агента совпадает с направлением движения продукта.

Сушка железорудного концентрата по проекту производится в сушильных барабанах прямого действия. В качестве агента сушки используются дымовые газы, представляющие собой продукты сгорания смеси мазута и воздуха. Воздух подается в камеру сгорания вентиляторами, подогретый мазут под давлением поступает в форсунки топки.

Определим общий объем сушилок на очереди сгущенного и фильтрованного концентрата при известном напряжении объема сушилки по испаренной влаге:

V_общ/ щ, м³,

где Q = 748.1т/ч - производительность сушильного отделения;

R_И = 0,11 - разжижение исходного продукта сушки;

R_К = 0,01 - разжижение конечного продукта сушки;

щ = 70 кг/(м^3.ч) - напряжение объема сушилки по испаренной влаге.

V_общ= 10³ · 748.1 · (0.11 - 0.01) / 70 = 1068.7 м³.

К установке принимаем барабанную сушилку с объемом барабана - V_б = 260 м³, значит расчетное число аппаратов будет:

n = V_общ / V_б.

n = 1068.7/ 260 = 4.1 = 5.

К установке - 5 сушильных барабанов прямого действия и один в резерв.

В таблице 2.20 и 2.21 представлены технические характеристики топок и сушильных барабанов.

Таблица 2.20 - Технические характеристики топок

Наименование параметров	Ед. изм.	Значение
Объем топки	м3	50
Количество мазутных форсунок	шт.	3
Давление в мазутопроводе	кг/см2	5-6
Сжигаемое топливо (мазут)	-	М-100
Температура мазута	°С	105±5
Температура вспышки при поднесении пламени	°С	80-112
Температура самовоспламенения	°С	500-600
Содержание серы	%	3.5
Температура застывания	°С	25
Тип форсунки	-	ОЭН-500
Производительность форсунки по мазуту	кг/ч	500

Таблица 2.21 - Технические характеристики установленных сушильных барабанов

Показатель	СБ 3.5Ч27
Размеры барабана, м: диаметр длина	3.5 27
Угол наклона барабана, град	3
Скорость вращения барабана, об/мин	2; 3; 4; 6
Мощность электродвигателя, кВт	250
Объем барабана, м3	260

3. Специальная часть

Технология снижения содержания серы в железорудном концентрате на флотомашинах различного типа.

Железорудный концентрат, получаемый из бадделеит-апатит-магнетитовых руд Ковдорского месторождения методом магнитной сепарации, содержит лимитируемые примеси в виде сульфидных минералов, апатита и других, перечисленных в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Результаты минерального состава железорудного концентрата

Минералы	Магнетит	Апатит	Сульфиды	Форстерит	Слюда	Карбонаты
Массовая доля, %	96,8	0,4	0,6	1,4	0,3	0,3

Присутствие в железорудномном концентрате 0,3-0,4% S особенно ограничивает область его сбыта ввиду действующих ограничений по выбросам сернистого газа при производстве чугуна на металлургических комбинатах. В концентрате сера содержится в сульфидных минералах, которые на 95-97% представлены моноклинной модификацией пирротина.

Для увеличения сбыта товара необходимо уменьшить содержание серы в концентрате. Практика обогащения железных руд показывает, что наиболее эффективным методом получения низкосернистых концентратов является флотационный. Была разработана и проверена в лабораторных условиях флотационная технология, позволяющая снижать содержание серы в железорудном концентрате с 0,32-0,38 до 0,05-0,09%.При проведение опытно - промышленных испытаний был использован усовершенствованный реагентный режим, который отличался от лабораторного введением модификатора.

Ковдорский магнетитовый концентрат - материал с высокой плотностью, с содержанием класса - 0,050 мм. 35-40% и в то же время равномерным распределением сульфидов по всем классам крупности. Состав магнетитового концентрата перечислен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - гранулометрнический и химический состав магнетитового концентрата

Класс крупности, мм	Выход, %	Массовая доля, %	Распределение, %
		Fe общ.	S	P2O5	Fe общ.	S	P2O5
+0,2	4,5	58,79	0,27	0,19	4,1	4,2	6,5
-0,2+0,16	6,5	62,91	0,26	0,15	6,4	5,8	7,4
-0,16+0,1	17,5	63,16	0,27	0,13	17,3	16,3	7,3
-0,1+0,063	22,8	64,73	0,25	0,12	23,2	19,8	20,8
-0,063+0,05	12,1	64,85	0,29	0,16	12,3	12,1	14,7
-0,05	36,6	63,89	0,33	0,12	36,7	41,8	33,3
итого	100	63,78	0,29	0,131	100	100	100

Проведём сравнение механической флотомашины ФМ - 0,4 и пневматических аппаратов, таких как «Pneuflot» и «Akker FM-035-2». Обработанный последовательно регулятором среды - серной кислотой, собирателем - ксантогенатом, вспенивателем и модификатором концентрат с содержанием твердого 30% поступает на основную и контрольную флотацию в механические флотомашины ФМ - 0,4. Усовершенствованный реагентный режим флотации даёт возможность повысить извлечение сульфидов с 90-92 до 95-97% при снижении содержании серы в железорудном концентрате с 0,3-0,4 до 0,05%. Результаты испытаний флотомашины ФМ - 0,4 приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - результаты опытно - промышленных испытаний флотомашин ФМ - 0,4

Продукты	Q, т/ч	Плотность, %	Выход, %	Массовая доля, %	Извлечение, %
				Fe	S	P	Fe	S	P
Питание флотации	2,14	27,6	100	63,5	0,41	0,09	100	100	100
Пенный основной флотации	0,05	3,67	2,49	59,0	11,12	0,13	2,3	67,8	3,5
Пенный контр. флотации	0,06	2,85	3,02	60,5	3,30	0,19	2,9	24,4	6,2
Пенный объединенный	0,11	3,17	5,51	59,8	6,83	0,16	5,2	92,2	9,8
камерный	2,03	48,3	94,49	63,7	0,034	0,09	94,8	7,8	90,2

Использование модификатора в данном случае способствует не только усилинению собирательных свойств ксантогената, увеличению его адсорбции на поверхности пирротита, но также стабилизации структуры и высоты пенного слоя. Это особенно важно при низком содержании серы (0,3-0,4%) в питании флотации, когда требуется применение сильного, но в то же время селективного собирателя.

Распределение серы по классам крупности в продуктах флотации представлено в таблице3.4

Таблица 3.4 - гранулометрический состав и содержание серы по классам крупности

Класс крупности, мм	продукты
	Питание флотации	Пенный осн. флотации	Пенный контр. флотации	камерный
	Выход, %	Массовая доля S, %	Выход, %	Массовая доля S, %	Выход, %	Массовая доля S, %	Выход, %	Массовая доля S, %
-0,2+0,14	7,6	0,29	3,6	13,9	1,7	12,0	8,0	0,083
-0,14+0,071	25,7	0,32	6,9	19,2	3,8	11,9	27,0	0,045
-0,071+0,056	22,8	0,38	5,3	10,0	3,7	10,7	23,5	0,032
-0,056	43,9	0,29	84,2	2,3	90,8	0,76	41,5	0,018
итого	100	0,31	100	4,3	100	1,74	100	0,03

В случае внедрения данной технологии флотации сульфидов из всего производимого концентрата расчетное количество механических флотомашин составит значительную величину, что требует дополнительных производственных площадей и прочих затрат.

В связи с этим на ряду с механическими флотомашинами прошли сравнительные испытания высокопроизводительные пневматические аппараты различной конструкции - колонная машина и пневматическая машина «Pneuflot» а также пневмомеханические флотамашины «Akker».

В ходе испытаний осуществлялась проверка работоспособности флотомашины «Pneuflot» в различных режимах на пульпе железорудного концентрата с использованием предлагаемой технологией.

Испытание флотомашины проходило при оптимальных выбранных параметрах

- производительность по исходной пульпе - 4-6 м³/ч

- плотность пульпы от 22 до 48%

- расход воздуха в аэраторе - 30 л/м при давлении 4 бар.

- уровень пены от 2 до 4 см.

В результате опытно промышленных испытаний по флотации сульфидов из магнетитого концентрата в слабокислой среде было достигнуто снижение содержание серы до 0,09% при извлечении серы в пенный продукт 70-75%.

Также провели испытания с оценкой возможности применение колонны флотомашины. В ходе испытаний были задействованы 2 флотационные колонны диаметром 150 мм. и высотой 6 м. с рабочим объемом 100 литров, что позволило проводить основную и контрольную операции флотации. Флотация сульфидов из ковдорского железорудного концентрата в колонной флотомашине обеспечило снижение содержаний серы с 0,3-0,45 до 0,095-0,15%.в пенных продуктах содержание серы составило 7-10%.Тем не менее достичь требуемого содержания серы 0,05% и менее в ходе испытаний не удалось.

В качестве альтернативного флотационного оборудования опытно - промышленные испытания прошли также пневмомеханические флотационные машины «Akker FM-035-2»

В ходе испытаний осуществлялась работоспособность флотомашины «Akker FM-035-2» на пульпы железорудного концентрата с использованием предлагаемой технологии в условии внутреннего водооборота в оптимальном реагентном режиме. Определены и установлены необходимые параметры работы флотомашины: расход воздуха, окружная скорость вращение импеллера, давление воздуха на входа, токовая нагрузка. Нагрузка в ходе испытаний составила 1,5-1,7 т/ч при плотности пульпы 29-31% твердого.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности технологии извлечении сульфидов в слабокислой среде. Содержание серы снизилось с 0,3-0,39 до 0,04%. Извлечение серы в пенный продукт составило 82-88%. Потери железа общего с пенным сульфидным продуктом - 5-6%

В ходе опытно - промышленных испытаний успешно прошла проверку технология снижения лимитируемой примеси серы в ковдорском железорудном концентрате. Усовершенствованы реагентный режим с использованием в определенном соотношении вспенивателя и модификатора при флотации сульфидов железорудного концентрата позволил повысить извлечение сульфидов с 90-92% до 95-97% и получить магнетитовый концентрат с содержанием серы 0,05% и менее.

Таким образом, наиболее подходящими являются пневматические флотомашины «Akker FM-035-2», которые снижают содержание серы до 0,04%. Другая же пневматическая флотомашина «Pneuflot» не достигает требуемого содержания серы. А механическая флотомашина ФМ-34 справляется, но их необходимо большое количество.

4. Автоматизация производственных процессов

Автоматизация - наиболее эффективное средство достижения уровня и темпов производства, обеспечивающих создание материально-технической базы, высокой производительности труда.

Автоматическое управление технологическим процессом обогатительной фабрики обеспечивает значительный технико-экономический эффект:

- повышение извлечения полезных компонентов из исходного сырья;

- повышение качества концентрата, в частности стабилизация качества;

- повышение производительности машин и агрегатов, пропускной способности транспортных коммуникаций;

- увеличение надежности и сроков работы машин;

- сокращение расходов материала и энергии;

- повышение производительности труда путем снижения трудоемкости обслуживания агрегатов и возрастания производительности оборудования.

Автоматическое управление - это осуществление на объектах управления совокупности управляющих воздействий, выбранных из множества возможных на основании имеющейся информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования этого объекта с целью управления.

В настоящее время решены проблемы контроля важнейших показателей обогатительных процессов - содержания большинства полезных компонентов в продуктах обогащения, разработаны и внедрены системы стабилизации технологического процесса. Осуществляется переход к системам управления на основе вычислительных машин.

Автоматизированные системы управления должны решать следующие задачи:

- контроль параметров процесса, включая все виды автоматического измерения технологических параметров с помощью аналоговых или дискретных датчиков, ручной контроль параметров, не поддающихся автоматическому измерению;

- централизованный сбор и первичную обработку информации от датчиков параметров процесса;

- представление информации на устройствах отображения для оценки и ведения технологического процесса;

- расчет технико-экономических показателей.

Оперативный пункт обогатительной фабрики оснащен средствами вычислительной техники, средствами автоматического контроля, регулирования, сигнализации, аппаратурой централизованного и дистанционного управления регулирующими органами, средствами диспетчерской и громкоговорящей связи с рабочими местами и службами. Это обеспечивает возможность непосредственного управления процессом без постоянного участия персонала.

Обслуживающий персонал необходим для контроля за состоянием оборудования, для участия в процессе пуска и остановки оборудования, в случае нарушения технологических режимов и при аварийных ситуациях. Верхняя ступень реализуется на уровне центрального диспетчерского пункта. Диспетчерский пункт оснащен средствами вычислительной техники, автоматического контроля, сигнализацией и связью с операторскими службами. Информация о процессах собирается и формируется в пунктовых помещениях, в которых размещены щиты приборов, датчиков, преобразователей и направляется в операторские пункты соответствующих технологических переделов.

Контроль технологических параметров осуществляется в основном с помощью серийной аппаратуры. Для контроля предусмотренных параметров, автоматического управления и регулирования процессами применяются приборы и средства автоматизации, отвечающие специфическим особенностям продуктов обогащения и соответствующие современному уровню развития технических средств.

4.1 Автоматизация и контроль процесса дробления

Для автоматизации и контроля процесса дробления предусматриваем:

- контроль производительности, крупности дробленого продукта, заполнения бункеров, состояния оборудования, предохранение от порывов конвейерных лент, защиту дробилок от попадания металлических предметов;

- стабилизацию и регулирование материального потока при помощи систем автоматического регулирования, недопущение переполнения и недогрузки дробилок, грохотов и промежуточных емкостей;

- централизацию контроля и управления с диспетчерских пунктов, оснащенных мнемосхемами, щитами дистанционного управления и связи;

- управление поточно-транспортными системами.

Контроль количества руды, поступающей в думпкарах, осуществляется при помощи вагонных весов и счетчиков вагонов. Потоки сыпучих материалов на конвейерах измеряем конвейерными весами.

Для контроля крупности дробленой руды используем автоматический ситовой гранулометр. Контроль верхнего уровня заполнения бункеров и нижнего уровня, забивания перегрузочных узлов, а также наличия руды на лентах, осуществляем при помощи изотопных гамма-реле.

Контроль пробуксовки ленты осуществляем измерением и сравнением линейной скорости ленты и окружной скорости ведущего барабана датчиком скорости ленты.

Для предотвращения поломок дробилок при попадании посторонних металлических предметов применяем автоматические металлоискатели и железоотделители - подвесные электромагниты.

Методы регулирования подачи руды в дробилки основаны на автоматической стабилизации производительности, степени заполнения рудой приемной воронки, мощности электродвигателя дробилки и удельного расхода электроэнергии. Стабилизацию производительности дробилок осуществляем при помощи конвейерных весов, связанного с ними регулятора и регулируемой системы рудных питателей.

Безаварийность работы дробильного отделения обеспечивается блокировкой технологического и транспортного оборудования всего дробильного комплекса. При запуске технологической линии включается звуковая и световая сигнализация. Управление оборудованием дробильного отделения осуществляется оператором с операторского пункта, возможно также местное управление.

Предусматриваем систему автоматического управления аспирацией и гидрообеспылеванием.

В отделении дробления проектируем автоматическую систему управления процессом, включающую:

Устройство управления поточно-транспортной системой (ПТС) - запуск оборудования с операторского пункта с соблюдением очередности и выдержек времени.

Систему управления дробилками КСД и КМД - стабилизация питания дробилок осуществляется через контроль заполнения приемных воронок дробилок, вибрационный датчик вмонтирован в стенку приемной воронки и связан через исполнительный механизм с питателем дробилки.

Предусматриваем установку информационной системы.

Устройства защиты оборудования.

Проектируем контроль дробилок по следующим параметрам:

- нижний уровень масла в маслобаке;

- верхний уровень масла в маслобаке;

- температура масла в маслобаке;

- давление масла до фильтра;

- давление масла после фильтра;

- роток масла на сливе дробилки;

- температура переднего и заднего подшипников двигателя;

- температура подшипников приводного вала;

- температура опорного подшипника;

- температура слива масла.

При повышении температуры в любой из точек выше 70 ?С дробилка отключается.

Регулирование процесса дробления

Для бесперебойной работы основного автоматического контура в дробильном отделении установлены приборы контроля. Наличие металла на конвейере определяется металлоискателями «Бета-2» в комплекте с индивидуальным первичным преобразователем К1-5-В1, при помощи которого сигнал подается в машину, откуда идет обратный сигнал на остановку конвейера и всей предыдущей цепочки.

Также ведется контроль продольного порыва ленты электродным датчиком ДЭ-63М, который передает на электронный сигнализатор ЭС-1011М сигнал на остановку конвейера.

Аварийный уровень руды в бункере или забивка пересыпных устройств определяется радиоизотопным датчиком ГР-8. Поток гамма излучения поступает на приемник, преобразуется в электрический сигнал для передачи в электронный блок Б1-10-U1 усиления сигнала и преобразования его в выходные сигналы, для остановки технологической цепочки.

Осуществление контроля мощности двигателей дробилок, грохотов и конвейеров определяется подачей сигналов на регулятор мощности, затем на УКВ. Уровень загрузки руды в дробилке контролируется электродинамическим датчиком ДЗ-11-63. Сигнал с датчика поступает на ЛОМИКОНТ, где обрабатывается согласно выбранному закону регулирования, а также на УКВ. Далее сигнал поступает на ТП-4, который регулирует подачу руды в дробилку. Путем изменения скорости конвейера эта система осуществляет оптимальное управление работой дробилки.

Контроль подпрессовки дробилок и забивка пересыпных устройств осуществляется с помощью электродинамического датчика ДЗ-11-9-3-63, с которого, при его работе, сигнал поступает на щит-реле, затем на мнемосхему и на ЛОМИКОНТ, а далее после обработки сигнал поступает на УКВ.

Для контроля и предупреждения аварий на конвейерах устанавливаются датчики пробуксовки ленты - реле скорости РС-67. В случае пробуксовки ленты сигнал с датчика поступает на щит-реле, затем на кроссовые щиты и на мнемосхему. Обратно идет сигнал на остановку конвейера и через устройство блокировки - всей предыдущей цепочке.

4.2 Контроль параметров и автоматизация процессов измельчения и классификации

Измельчение и классификация в общем процессе обогащения руд предназначены для раскрытия полезных минералов перед обогащением и получение частиц требуемой крупности. Эти процессы всегда технологически связаны между собой, поэтому целесообразно рассматривать их как единый управляемый объект.

Технологические и технико-экономические показатели работы фабрики во многом определяются высокоэнергоемким процессом измельчения, на долю которого приходиться около 15% общего объема информации, используемой при автоматическом контроле и управлении технологическим процессом переработки руды. При автоматизации процессов измельчения и классификации необходимо решить следующие задачи:

Автоматический контроль состояния механизмов:

- температуры подшипников механизмов и машин;

- параметров системы маслосмазки;

- состояния перегрузочных узлов отделения измельчения;

- длительности работы и простоя технологических механизмов.

Автоматический контроль технологических параметров цикла измельчения:

- производительности цикла по исходной руде;

- расхода воды, подаваемой в цикл измельчения;

- гранулометрического состава продукта измельчения (слива гидроциклонов);

- плотности слива (гидроциклонов);

- заполненности барабана мельницы рудой;

- уровня пульпы в зумпфах насосов гидроциклонов;

- загрузки мельницы дробящей средой;

- циркуляционных нагрузок цикла измельчения.

Автоматическое управление циклом измельчения:

- стабилизацией технологических параметров цикла;

- оптимизацией работы цикла.

Степень загрузки мельницы рудой наиболее просто контролировать по уровню шума, производимого мелющими телами в зоне их падения.

При уменьшении уровня загрузки уровень шума возрастает, при увеличении уменьшается. Недостаток этого метода - чувствительность датчика к внешним звуковым помехам (работающее рядом оборудование). Для устранения этого недостатка предусмотрена установка двух идентичных датчиков шума, один из которых направлен в сторону контролируемой мельницы, а второй - в направлении источника помех. Разность сигналов этих датчиков используется для контроля.

Гранулометрический состав продукта измельчения определяет эффективность дальнейшего процесса обогащения, оказывая влияние на его качественные показатели. В практике автоматизации применяются следующие способы контроля гранулометрического состава продукта измельчения:

весовой;

использующие закономерности относительного движения между частицами и средой при неподвижной и подвижной средах;

статистический;

основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.

Плотность пульпы на сливе гидроциклонов служит косвенной характеристикой гранулометрического состава слива. Сигнал датчика плотности пульпы на сливе гидроциклонов используется при управлении процессами измельчения и обогащения, а так же чтобы определить содержание твердого в пульпе, поступающей в процессе обогащения. Для непрерывного автоматического контроля плотности слива применяются методы: фотометрический, пьезометрический, гидростатический, весовой, радиометрический.

Контроль параметров:

- контроль мощности электродвигателя мельницы - датчик мощности Е-849;

- контроль расхода воды в мельницу - ДРИ-ИУ-61;

- контроль плотности пульпы - комплекс ПР-1025М;

- контроль уровней технологических зумпфов - комплекс БКС-2;

- наличие руды на конвейере, питателе - БКС-2;

- контроль температуры подшипников электродвигателя - ТСМ-УМС-2 (устройство многоканальной сигнализации);

- контроль температуры подшипников мельницы - комплекс АТВ-22 и ТСМ-УМС-2.

4.3 Контроль параметров и автоматизация процесса магнитной сепарации

В связи с тем, что магнитные свойства минералов обусловлены их природными свойствами, влияние возмущающих факторов на процесс магнитной сепарации исключительно велико.

Весьма сильным управляющим фактором оказывается плотность слива, предшествующего магнитной сепарации классифицирующей аппаратуры, или подача дополнительной воды в пульпу.

Системы контроля:

гранулометрического состава пульпы;

расхода воды по секциям.

Системы регулирования:

уровня магнетита в дешламаторах;

плотности и гранулометрического питания мокрой магнитной сепарации.

В целом по фабрике, корпусам и переделам предусматривается учет расхода электроэнергии, оборотной воды, а также автоматическое управление установками приточной и вытяжной вентиляции.

Контроль параметров:

- контроль плотности пульпы - ПР-1025М;

- контроль уровня в дренажных зумпфах - БКС-2;

- контроль уровня в технологических зумпфах - БКС-2;

- контроль плотности пульпы магнитной сепарации - ПР-1025М;

- контроль уровня пульпы в ванне сепаратора;

- контроль расхода горячей воды на отделение - диафрагма ДК-6-200, «Сапфир»-22ДВ;

- контроль расхода воды - расходомер магнитный;

- контроль расхода электроэнергии - ваттметр;

- контроль щелочности пульпы - ДПГ-4М, П-201.

4.4 Контроль параметров процессов сгущения и фильтрации

- плотность пульпы - ПР-1025М;

- объемный расход сгущеного продукта - ИР;

- плотность сгущеного продукта - ПР-1025М;

- количество твердого в сливе;

- контроль мутности слива сгустителя - датчик мутности;

- давление в зоне отдувки вакуум-фильтров - первичный преобразователь «Сапфир»-22ДИ, - вторичный влагомер ТН-МП-100;

- вакуум в зоне фильтрации - «Сапфир»-22ДВ;

- влажность кека на сушильный барабан - первичный - фотометрический анализатор, вторичный - блок управления с выходным сигналом 0-5 mА;

- контроль уровня пульпы в вакуум-фильтрах - ЭРСЦ;

- плотность пульпы в секционном пульподелителе - ПР-1025М;

- уровень в ресиверах - ЭРСУ.

4.5 Контроль параметров процесса сушки

- расход мазута в топке - диафрагма ДК-6-200, нормирующий преобразователь НП-П3;

- расход воздуха вторичного дутья - диафрагма бескамерная 0.25 МПа, преобразователь разности давлений «Сапфир»-22ДД;

- расход воздуха первичного дутья - диафрагма бескамерная 0.25 МПа, преобразователь разности давлений «Сапфир»-22ДД;

- температура дымовых газов в топке - термоэлектрический преобразователь ТПП-КСМ;

- содержание кислорода - автоматический газоанализатор МН-5130;

- температура газов перед барабаном - ТПП-КСП;

- температура газов на 1/3 барабана - ТХК-КСП-2;

- влагосодержание отходящих газов - прибор первичного контроля температуры точки росы - АТРР;

- температура сухого концентрата - ТХК-КСП;

- разрежение в разгрузочной камере - преобразователь «Сапфир»-22ДД;

- влажность сухого концентрата - влагомер ПГИ;

- производительность сушильного барабана по сухому концентрату - весы конвейерные 1954 АВ-630;

- давление мазута на входе в топку - сосуд разделительный СРС, преобразователь избыточного давления «Сапфир»-22ДИ.

5. Электроснабжение

В современных условиях эффективное использование энергоресурсов в промышленности является важной задачей. В последние годы сформулирована проблема оптимизации электропотребления, которая предусматривает решение задач нормирования, планирования, регулирования и организации учёта электроэнергии.

Обогатительное производство один из самых энергоёмких переделов и составляет существенную часть в балансе электрической энергии, причём удельное электропотребление обогатительным производством постоянно увеличивается. Это связано с увеличением объёмов переработки, уменьшением содержания полезного компонента в руде, использованием энергоёмких механизмов, необходимостью совершенствования технологии обогащения, внедрением природоохранных мероприятий, вводом оборотного водоснабжения. Поэтому в настоящее время анализ, рациональное использование электропотребления, научно обоснованные методы расчета расхода электроэнергии на предприятии имеют актуальное значение.

Современные обогатительные фабрики являются мощными потребителями электроэнергии, требующие создания надёжной схемы электроснабжения. По характеру технологического процесса обогатительная фабрика относится к потребителям I категории, не допускающим длительных перерывов в подаче электроэнергии. Источниками электроснабжения проектируемой фабрики является система «Колэнерго», энергия от которой подается на ГПП фабрики, расположенной на территории. Распределение энергии по цехам осуществляется от ГПП.

Основными потребителями являются электродвигатели технологического, вспомогательного оборудования, а также освещение.

1. для двигателей мощностью более 200 кВт- 6 кВ;

2. 2.380 В для электродвигателей технологического и вспомогательного оборудования мощностью менее 200 кВт;

3. 3.220 В для освещения и приборов.

Питание цеховых распределительных подстанций U=6 кВ осуществляется по шинопроводам 6 кВ, Электрооборудование на 6 кВ питается по силовым кабелям от цеховых РП.

5.1 Характеристика потребителей и механизмов

Электрические нагрузки проектируемой фабрики относятся ко II категории ответственных потребителей (перерыв в подаче электроэнергии влияет только на количество выпускаемой продукции). Однако хвостовые насосы, противопожарные насосы и сгуститель относятся к I категории ответственных потребителей, мак как остановка их вызывает прекращение работы всей фабрики на долгое время (или большей ее части) и принесет материальный ущерб производству.

Основными механизмами обогатительной фабрики являются: дробилки, питатели конвейеры, мельницы, гидроциклоны, флотомашины и др.

Вспомогательными механизмами фабрики являются: сантехнические вентиляторы, сварочные трансформаторы, металлорежущие станки, подъемно-транспортное оборудование и т.д.

Все основное и большая часть вспомогательного оборудования фабрики имеют непрерывный длительный режим работы.

5.2 Выбор электродвигателей и пусковой аппаратуры

Выбор типов электродвигателей, мощности и формы исполнения осуществляю в соответствии с назначением приводного механизма и условиям окружающей среды. Для привода механизма малой и средней мощности приняты асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором в закрытом исполнении серии АО напряжения 380 В.

Для привода дробилки ККД приняты асинхронные двигатели АК-3-13-42-10 напряжением 6000 В. для привода конвейеров мощностью от 100 до200 кВт приняты электродвигатели единой серии с фазовым ротором в продуваемом исполнении типа АКЗ, 380 В.

Для привода КСД и КМД приняты электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа A3, 6000 В. для привода шаровых мельниц приняты двигатели СДС, 6000 В. для включения электродвигателей принимается магнитные пускатели защищенного и водо-пылезащитного исполнения.

В проекте предусмотрены следующие виды освещения:

1. общее - во всех цехах;

2. аварийное - в основных производственных помещениях;

3. местное - в ремонтных мастерских;

4. переносное - во всех помещениях с механическим оборудованием.

Система освещения общая с симметричным расположением светильников.

Для общего освещения применяются лампы накаливания и люминесцентные.

5.3 Расчет электрических нагрузок

1. Подсчет суммарной средней нагрузки производится методом коэффициента спроса (по каждой строке).

P_P = P_P К_с

Q_P = P_P tg

Где Кс, tg берутся по справочнику.

Результаты расчета представлены в таблице 5.3.

2. Расчетные мощности цеховых подстанций рассчитываем по формуле:

где К_см - коэффициент совпадения максимумов нагрузки (К_см=0,95-1,0),

Р_КР и Q_KP - берутся из таблицы, в соответствии с таблицей распределений подстанций - определяющей какие цеха питаются от данной подстанции (высоковольтная нагрузка не учитывается).

3. Потери мощности в сетях трансформатора 6/0,4 определяем ориентировочно:

?Р_СТ = 0,02 * S_р = 0,02 * 41481 = 830 кВт

?Qcт =0,1* S_р = 0,1 * 41481 = 4148,1 кВар

4. Потребная мощность компенсирующих устройств:

Q_KУ = К_см (Q_p + ?Qcт) - К_см (P_р + ?Р_СТ) tg ц_HOPM;

Q_КУ =0,97 (25823+ 41481) - 0,97 (32463+ 830) 0,33 = 18415 квар;

где tg цнорм =0,33 - нормативный tg;

К_см =0,97 - коэффициент совмещения макси

Таблица 5.1 Расчет электрических нагрузок

№	Наименование цехов и помещений	U, кВ	Руст, кВт	tg ц	Кс	Расчетные
						РР, кВт	QP, квар	Sр, кВ*А
1	Корпус крупного дробления	0,4 6	631 630	1 0,8	0,6 0,6	379 378	631 504	736 630
2	Корпус среднего и мелкого дробления	0,4 6	548 1500	1 0,6	0,6 0,5	329 750	548 900	639 1171
3	Главный корпус	0,4 6	5016 30000	0,75 0,6	0,95 0,8	4765 24000	3762 18000	6071 30000
4	Отделение сгущения	0,4	14	1	0,7	9,8	14	17
5	Перегрузочное устройство	0,4	372	0	0,6	223	0	223
6	Промсклад	0,4	360	0,7	0,6	216	252	332
7	Адм.быт. комбинат	0,4	200	0,8	0,75	150	160	219
8	Мастерские	0,4	1125	0,24	0,2	225	270	351
9	Насосные станции	0,4	10	1,2	0,7	7	12	14
10 11	Освещение: Внутренне Наружное	0,4 0,4	65 30	0,33 0,0	0,85 1,0	55 30	18 0	58 30
	Всего:					31517	25071	40273
	Неученые нагрузки 3%					946	752	1047
	Итого по ОФ без учета компенсирующих устройств и потерь в сети и трансформ - ах					32463	25823	41481

5. Мощность трансформаторов в ГПП:

Компенсирующие установки распределяются между цеховыми подстанциями с большими реактивными мощностями на напряжении 0,4кВ.

Мощность трансформаторов подстанций выбирается из соотношения:

где К_п - коэффициент аварийной допустимой нагрузки К_п=1,5.

Принимаем два трансформатора ТМН-40000/110, мощностью по 40000 кВА и напряжением 110/6 кВ.

Таблица 5.2 Распределение трансформаторных подстанций

№	Местоположение	Обслуживает объекты и корпуса	Расчетная мощность	? Sтпр, кВа	Принятые к установке ТП
		По табл. 1	Отделение	РР кВт	QP квар
1	Корпус ККД	1	Отделение дробления	379	631	736	КТП-1000- 6/0,4 2х1000кВа
2	Корпус КСМД	2	Отделение дробления	329	549	548	КТП-630- 6/0,4 2хбЗОкВа
3	Перегрузочное устройство	5	Перегрузочное устройство	223	0	223	КТП-250- 6/0,4 2х250кВа
4	Главный корпус	3 4 7	Флотационное отделение Отделение сгущения Адмбыткомбинат	4765 10 150	3762 14 160	6071 17 219 6307	КТП-4000- 6/0,4 2x4000+4 вы-соковольт. фидера
5	Мастерские	8 11	Блок мастерских Освещение наружное	225 30	270 0	351 30	КТП-400- 6/0,4 400кВа
6	Промсклады	6	Промсклады	216	252	332	КТП-400- 6/0,4 400кВа
7	Насосная станция			Вне территории ОФ	ВЛЭП-бкВ ТМ-10/6 10кВа

6. Питающие линии между ГПП и ТП выполнены кабелями, выбираются по току и проверяются по потере напряжения. Результаты расчета в таблице 5.5.

При определении расчетного тока Iр необходимо учитывать высоковольтную и низковольтную нагрузки:



где n - число трансформаторов

7. Потери напряжения в линии:

где у - удельная проводимость жилы, м/(Ом*мм²).

S - поперечное сечение жилы, мм².

1 - длина линии, м.

Таблица 5.3 Расчет сети

№	Начало кабеля	Конец кабеля	L, м	IP, А	U, кВ	Способ проклад ки	Сечение жилы, мм2	Потеря напряжения	Выбрано
									марка	количество и сечение
1	ГПП 3	ТП-1.	200	238	6	Траншея	140	0,3	АВВГ	2 (3x70)
2	ГПП 5	ТП-2	250	780	6	Траншея	240	0,7	АВВГ	2 (3x240)
3	ГПП 10	ТП-2	250	780	6	Траншея	240	0,7	АВВГ	2 (3x240)
4	ГПП 6	ТП-3	350	309	б	Траншея	185	0,5	АВВГ	3x185
5	ГПП 11	ТП-4	200	120	6	Траншея	50	0,4	АВВГ	3x50
6	ГПП 12	ТП-5	100	90	б	Траншея	50	0,2	АВВГ	3x50
7	ГПП 14	ТП-6	250	95	6	траншея	50	0,4	АВВГ	3x50

5.4 Расчет электроэнергии

1. Расход электроэнергии:

W =Р_Р * Т_м = 32463 * 4400 = 142837200кВт М ч;

где

Т_м - продолжительность использования максимумов нагрузки.

2. Потери энергии в сетях, трансформаторах:

С_пот =W* б *b = 142837200* 0,06*0,340 = 2915678,8 руб./год;

где

б=0,06 - коэффициент потери;

b - стоимость электроэнергии.

3. Стоимость электроэнергии:

Э = (б * Р_эм + b (W + ?W_пот))* (1+0,01 * Н) = 22546845 руб./год; где

Р_эм - заявленный минимум

б - стоимость 1 кВт заявленного максимума нагрузки, руб./кВт (б =2 руб.)

Н - надбавки за пониженный коэффициент мощности (2%).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5.1 Принципиальная схема электроснабжения

Заключение

При проектировании обогатительных фабрик от правильности принятых решений зависят объем капитальных вложений в строительство будущей фабрики, доля активных фондов и эксплуатационные расходы при последующей работе. То есть технико-экономические показатели проекта предприятия к моменту ввода его в эксплуатацию должны быть на уровне или превосходить существующее предприятие по экономическим, технологическим экологическим и другим параметрам.

В данной дипломной работе был разработан проект фабрики по переработке комплексных руд Ковдорского месторождения с получением железорудного концентрата. В качестве аналогового предприятия было выбрано АО «Ковдорский ГОК»

В пояснительной записке отражены характеристика перерабатываемого сырья и его минеральный состав, характеристика выпускаемой продукции. Произведен расчет схемы дробления, мельничного цикла, а так же циклы сгущения, фильтрации и сушки. Выбрано и рассчитано основное оборудование для выше перечисленных этапов.

Повышенная эффективность обогатительного производства требует разработки и внедрения технических процессов и оборудования, обеспечивающих получение высоких технико-экономических показателей. Данный проект обогатительной фабрики разработан с использованием современных технологий, что позволит с использованием небольшой модернизации повысить качественные показатели действующего производства.

В специальной части было рассмотрено уменьшение содержания серы в готовом железорудном концентрате при экспериментировании разных флотомашин с добавлением реагентов.

Размещено на Allbest.ru