Расчёт рудоподготовки обогатительной фабрики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Факультет горного дела и инженерной экологии

Кафедра “Горные работы”

Курсовая работа

По дисциплине “Обогащение и переработка горных пород”

тема: ”Расчёт рудоподготовки обогатительной фабрики”

Исполнитель: студент гр. 102541

Адашкин И.А.

Проверил: Федотова С. А.

Минск 2014



Содержание

Введение

1. Расчёт часовой производительности цеха дробления

2. Подбор дробилок первой стадии

3. Анализ выполненных расчётов по подбору дробилок 1 стадии

4. Крупность дроблённых продуктов по стадиям

5. Расчёт величины разгрузочного отверстия для второй и третьей стадий дробления

6. Расчёт характеристик крупности для продуктов дробления по стадиям

7. Расчёт нагрузок на дробилки 2 стадии дробления

8. Расчёт нагрузок на дробилки 3 стадии дробления

9. Расчёт производительности дробилок

10. Расчёт производительности дробилок 2 стадии дробления

11. Расчёт производительности дробилок 3 стадии дробления

10. Выбор грохотов

Заключение

Литература



Введение

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



1.Расчёт часовой производительности цеха дробления

Исходные данные :

- крепкая руда, f=18;

- максимальный кусок диаметром, D_max=1000мм;

- ситовой состав руды:

Цифровое значение	"+"	"-"	Сито	Крупность классов, в долях Dmax	Частный выход, %
+1000	0	100	1000	+Dmax	0
-1000+500	20	80	500	-Dmax+1/2 Dmax	20.0
-500+250	36	64	250	-1/2 Dmax+1/4Dmax	16.0
-250+125	62	38	125	-1/4 Dmax+1/8Dmax	26.0
-125+72,5	78	22	72,5	-1/8 Dmax+1/16Dmax	16.0
-72,5+36,25	91	9	36,25	-1/16 Dmax+1/32Dmax	13.0
-36,25	100	0	0	-1/32 Dmax	9.0

- содержание влаги в руде, %: W=5%;

-фабричная схема измельчения;

- требуемая крупность продукта на выходе: d_н=20мм;

Производительность ДСУ по руде 2,5 млн т/год

Переведем годовую производительность ДСУ в часовую производительность по формуле:

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

где:Q₀ - часовая производительность цеха, т/ч;

Q_г - годовая производительность фабрики, т/г;

N - число рабочих дней в году;

m - число рабочих смен в сутки;

n - число рабочих часов в смену;

K_в - коэффициент использования оборудования.

Находим общую степень дробления:

I_общ= D_max/d_н

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

Теперь нам необходимо определить степень дробления среднюю:



I_ср= I₂= = = 3,7.

2. Подбор дробилок первой стадии

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

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

Основные параметры дробилок

Типоразмер дробилки	DMAX в питании, мм	Номинальная ширина разгрузочного отверстия, мм	Пределы регулирования разгрузочного отверстия, мм	Изменение производительности, м3/ч	Мощность двигателя, кВт	Масса дробилки, т
ЩДП-1500х2100	1200	180	135-225	450-750	250	250.2
ЩДП-1200х1500	100	150	110-190	230-400	160	144,8
ККД-1200/150	1000	150	130-150-180	560-800	320	240
ККД-1360/180	1100	180	160-180-200	560-800	230	240

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

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

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

Q_n = Q₀ * в_n-^d * E_n, т/ч;

где: Q_n - масса отсеваемого продукта, т/ч;

Q₀ - часовая производительность цеха, т/ч;

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

E_n - эффективность грохочения

Тогда масса отсеиваемого класса составит:

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

Загрузка дробилки составит:

Q₂=Q₀-Q₁=401-108,3=292,7 т/ч;

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



Величина Q_n (нагрузка на дробилку) определяется принятой схемой стадии крупного дробления.

K_f - коэффициент, учитывающий крепость руды по М. Протодьяконову;

K_к - коэффициент, учитывающий крупность питания;=1,09;

K_щ - коэффициент, учитывающий влажность руды;

K_ц - коэффициент замкнутого цикла дробления;

q_min - производительность дробилки при минимальной величине разгрузочного отверстия, м³/ч;

q_max - производительность дробилки при максимальной величине разгрузочного отверстия, м³/ч;

i_n - размер разгрузочного отверстия дробилки, мм.

д_н - насыпная плотность.

При вычислении величины разгрузочного отверстия по формулам с K_з = 0.85 возможны следующие основные варианты:

i_р < i_min - следует принимать i_р = i_н или i_min < i_р < i_н ;

i_min < i_р < i_н - следует принимать i_р = i_н;

i_н < i_р < i_max - следует принимать i_р = i_р;

i_р > i_max - проверяемый типоразмер дробилки не подходит по производительности, т.к. количество дробилок нужно принимать более одной.



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

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

S_I= D_max/d_I=1000/255=3.9

S_II=Sср===3,7

S_III=So/(S_I-S_II)=50/(3.9*3,7)=3,5

Проверяем количество дробилок исходя из производительности:

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

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

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



3. Анализ выполненных расчётов по подбору дробилок I стадии

цех дробление грохот разгрузочный

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

Целесообразность применения в качестве дробилки на первой стадии дробления	Типоразмер дробилки	DMAX в питании, мм	Номинальная ширина разгрузочного отверстия, мм	Пределы регулирования разгрузочного отверстия, мм	Изменение производительности, м3/ч	Мощность двигателя, кВт	Масса дробилки, т
Целесообразно	ЩДП-1200х1500	1000	150	110-190	230-400	160	144.8
Не целесообразно	ЩДП-1500х2100	1200	180	135-225	450-750	250	250.2
Не целесообразно	ККД-1200/150	1000	1200	130-150-180	560-800	320	240
Не целесообразно	ККД-1360/180	1100	1360	160-180-200	560-800	320	240

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



4. Крупность дроблённых продуктов по стадиям

Рассчитаем степени дробления для всех стадий:

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

2-я стадия: S₂= S_ср = 3,7;

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

На первой стадии номинальная ширина разгрузочного отверстия равна 150 мм.

Тогда d₁= 1000/3,9 = 255 мм;

d₂= 255/3,7 = 69 мм;

d₃= 69/3,5 = 20 мм.

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

5. Расчёт величины разгрузочного отверстия для второй и третьей стадии

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

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



Выбор дробилки

Типоразмер дробилок	Ширина при-емной щели (В), мм	Наибольший размер куска в питании, мм	Диаметр основания дробящего конуса, мм	Размер разгрузочной щели, мм	Производительность, м3/час	Мощность двигателя, кВт	Масса дробилки, т
КСД-600-Гр	75	60	600	12-25	19-40	30	4.3
КСД-900-Гр	130	100	900	15-50	38-57	55	11.2
КСД-1200-Гр	185	150	1200	20-50	80-120	75	23.2
КСД-1200-Т	125	100	1200	10-25	38-85	75	23.2
КСД-1750-Гр	250	215	1750	25-60	170-320	160	50.1
КСД-1750-Т	200	160	1750	15-30	100-190	160	50.1
КСД-2200-Гр	350	300	2200	30-60	360-610	250	89.6
КСД-2200-Т	275	250	2200	15-30	180-360	250	89.6
КСД-3000-Т	475	380	3000	25-50	245-850	400	250.0

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

i_р = d₂/ Z₂ = 70/2,2 = 30 мм;

Типоразмер	Производительность, м3/ч	Крупность исходного питания, мм	Номинальная крупность дробленого продукта, мм	Мощность двигателя, кВт	Габариты, мм	Масса, т
					Длина	Ширина	Высота
КИД-60	0.01	6	0.2	0.55	380	190	300	0.02
КИД-100	0.03	10	0.3	1	400	210	350	0.06
КИД-200	0.16	15	1	5.5	920	365	755	0.32
КИД-300	1.2	20	2	11	1300	800	1450	2
КИД-450	4.2	30	3	30	1400	1000	1650	4
КИД-600	15.1	50	5	75	2170	1280	2170	7.5
КИД-900	27.3	70	6	160	3115	1970	2290	17
КИД-1200	48.5	80	8	250	3800	2500	3000	30
КИД-1750	90	90	10	500	6500	4000	5400	90
КИД-2200	150	110	12	600	6600	4000	6000	140

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

6. Расчёт характеристик крупности для продуктов дробления по стадиям

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

1). Характеристика распределения дробилок ЩДП:



2). Характеристика распределения дробилок КСД:

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

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

Определяемый класс в долях, iр	Крупность класса, мм	Выход класса по "+"	Выход класса по "-"
0,2 iр	30	93	7
0,4 iр	60	85	15
0,8 iр	120	61	39
1,2 iр	180	28	72
Z iр	255	8	92

Таблица расчётной характеристики крупности потока 4 :

Крупность класса, мм	Расчётный выход класса по "-",%:	Выход класса по "+",%
30	в4-30= в0-30+ ?0+150 + в3-30=1,5+0,95*7= 8,15	91,85
60	в4-60= в0-60+ ?0+150 + в3-60=2+0,95*15= 16,25	83,75
120	в4-120= в0-120+ ?0+150 + в3-120=3+0,95*39= 40,05	59,95
180	в4-180= в0-180+ ?0+180 + в3-180=5,1+0,94*72= 72,78	27,22
255	в4-255= в0-255+ ?0+255 + в3-255=13+0,89*92= 94,88	5,12



Таблица в графической форме:

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

Определяемый класс в долях, dн	Крупность класса, мм	Выход класса по "+"	Выход класса по "-"
0,2 dн	12	68	32
0,4 dн	24	43	57
0,6 dн	36	33	67
0,8 dн	48	25	75
1 dн	60	18	82

Таблица расчётной характеристики крупности потока 8 :

Крупность класса, мм	Расчётный выход класса по "-",%:	Выход класса по "+",%
12	в8-12= в4-12+ ?4+32 + в7-12=3+0,92*32= 32,4	67,6
24	в8-24= в4-24+ ?4+32 + в7-24=6+0,92*57= 58,4	41,6
36	в8-36= в4-36+ ?4+36 + в7-36=8+0,9*67= 68,3	31,7
48	в8-48= в4-48+ ?4+48 + в7-48=12+0,88*75= 78	22
60	в8-60= в4-60+ ?4+60 + в7-60=16+0,85*82= 85,7	14,3



Таблица в графической форме:

7. Расчёт нагрузок на дробилки II стадии дробления

Рассчитаем выход продуктов и загрузку дробилок II стадии дробления. Отсеваемый класс -70 мм. Содержание отсеваемого класса в продукте 4 в₄-⁷⁰ = 16 %. Масса отсеваемого класса определяется в соответствии с формулой :

Q₅ = Q₄ * в₄-⁶⁰ * E_II = 401 * 0.16 * 0.8 = 48 т/ч.

Загрузка дробилки составит:

Q₆ = Q₄ - Q₅ = 401 - 48 = 353 т/ч.

8. Расчёт нагрузок на дробилки III стадии дробления

Рассчитаем выход продуктов и загрузку дробилок II стадии дробления. Отсеваемый класс -20 мм. Содержание отсеваемого класса в продукте 8 в₈-²⁰ = 50 %. Масса отсеваемого класса определяется в соответствии с формулой :



Q₉ = Q₈ * в₈-²⁰ * E_III = 401 * 0.5 * 0.85 = 170,5т/ч.

Загрузка дробилки составит:

Q₁₀ = Q₈ - Q₉ = 401 - 170,5 = 230,5 т/ч.

9. Расчёт производительности дробилок

Расчёт производительности дробилок второй стадии

Производительность дробилки КСД-2200-Гр рассчитывается по формуле :

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

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

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

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

Расчёт производительности дробилок третьей стадии

Производительность дробилки КИД-1750 рассчитывается по формуле :

Дробилка КИД устанавливается с предварительным грохочением. Отсеваемый класс -20 мм. в₈-²⁰ = 50%. Масса отсеваемого класса составит:

Q₉ = Q₀ * в₈-²⁰ * E_III = 401 * 0.5 * 0.85 = 170,5 т/ч.

Нагрузка на дробилку:

Q₁₀ = Q₈ - Q₉ = 401 - 170,5 = 230,5 т/ч.

Производительность дробилки КИД рассчитывается по формуле :

Q_р = K_f * Q_n * д_н = 0.95 * 90 * 1.65 = 141 т/ч.

Количество дробилок:

N = 230,5/141 = 2 шт.

Коэффициент загрузки:

К_З = 230,5/(2* 141) = 0.82.



10. Выбор грохотов

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

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

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

Конкретная длина грохота принимается по чертежам корпуса крупного дробления. В примере принимаем размеры грохота:

B х L = 2400 х 5000 мм.

Производительность грохота по питанию определяется в соответствии с формулой :

Q_р = 2.4 * a *F, т/ч;

где: a - размер отверстия грохота, мм;

F - площадь грохота, м².

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

что обеспечивает необходимую производительность с большим запасом.

Среднее и мелкое дробление

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



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

Поправочные коэффициенты принимаются по таблице.

Для определения коэффициента К находим по ситовой характеристике продукта 4 содержание класса a/2 = 70/2 = 35 мм - в₄-³⁵ = 8 %. Для в-³⁵ = 8 % значение коэффициента К составит:

К = 0.48.

Для определения коэффициента L находим по ситовой характеристике продукта 4 содержание класса a = 60 мм - в₄⁺⁷⁰ = 84 %.

Для в⁺⁷⁰ = 84 % значение коэффициента L составит:

L = 0,96.

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

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

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

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

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

Поправочные коэффициенты принимаются по таблице.

Для определения коэффициента К находим по ситовой характеристике продукта 8 содержание класса a/2 = 20/2 = 10 мм - в₈-¹⁰= 13 %. Для в-¹⁰ = 13 % значение коэффициента К составит:

К = 0.59.

Для определения коэффициента L находим по ситовой характеристике продукта 8 содержание класса a = 20 мм - в₈⁺²⁰ = 50 %.

Для в⁺¹⁰ = 72 % значение коэффициента L составит:

L = 1,18.

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

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



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



Заключение

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



Литература

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

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

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

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

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

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

Размещено на Allbest.ru