Курсовая работа (т): Основы процесса измельчения руд Саякского месторождения

В вершине конуса в режиме классификации возникает разряжение, в результате чего в гидроциклон засасывается воздух, который в виде столба определенного диаметра уходит вместе со сливом. Таким образом, частицы и элементы жидкости одновременно движутся в трех (по радиусу, по касательной и по оси) направлениях в среде с переменной плотностью и вязкостью. Как правило, плотность пульпы увеличивается в направлении к стенкам и вниз. Кроме того, величина и направление действия сил зависят от координаты точки их приложения.

С повышением давления крупность граничного зерна уменьшается, если песковое отверстие не перегружается. В противном случае увеличивается выход слива и в него выносятся более крупные частицы.

Увеличение плотности питания сопровождается ростом плотности слива и его крупности. При содержании твердого в питании более 70% процесс классификации полностью нарушается.

При работе гидроциклона на крупнозернистой пульпе содержание твердого в песках выше и крупность слива больше, чем при работе на тонкозернистой пульпе при прочих постоянных условиях.

3. Расчеты технологического процесса

Производительность обогатительной фабрики по руде Qф.г=7 млн т в год. Определим часовую производительность отделения измельчения:

Qф.ч= Qф.г/ Nmn·KB·KH= Qф.г/ tk·KB·KH (3.1)

где

Qф.ч- часовая производительность оборудования отделения измельчения, т/ч;

Qф.г- годовая производительность фабрики, т/год;

tk- расчетное время обслуживания оборудования технологическим персоналом, ч.

tk= Nmn= 365·3·8=8760ч.

(N - число рабочих дней в году -365

m - число рабочих смен в сутки - 3

n - число рабочих часов в смене - 8).

KB- коэффициент использования оборудования,KB=0,8;

KH- коэффициент неравномерности питания, принимаем KH=0,95 т/ч.

Qф.ч=7000000/8760·0.8·0.95=607т/ч. 1051 т/ч

3.1 Расчет качественно-количественной схемы

Рассчитать двухстадиальную схему измельчения с замкнутым циклом во второй стадии.

Исходные данные для расчета Q1= 607 т/ч;

b8-74 = 60%;

Задаемся по чертежу проекта «Механобр»:

соотношение объемов мельниц по стадиям

m=VII/ VI= 82/60=1,37

удельная производительность по вновь образованному расчетному продукту в каждой стадии

K=qII-74 /qI-74 = 0.94/1.35=0.70

объемы VII и VI- по каталогам, чтобы отношение мощностей приводов мельниц

/NI= 1,5/2,0. По проекту

NII/NI=2500/2000=1,25=VII/ VI= 82/60=1,37

Iстадия измельчения

Определение содержания расчетного класса в продукте разгрузки мельницы Iстадии.

b8-74 = b1-74 + (b8-74 -b1-74)/ (1+Km)= 0,05+(0,60-0,05)/(1+0,70*1,91)=28

Дальнейший расчет должен быть аналогичным расчету одностадиальной схемы с совмещением операций предварительной и поверочной классификации.

Исходные данные: Q1; b1; b3= b3I=b3II; b7

При установленном процессе Q1 =Q7;Q5 =Q6

Необходимо определить производительность по всем продуктам .

Определяем значений

Q4IиQ3I

Q3I= Q1 - Q4I

Потаблицеbu1-74-25 ®buI-14,3

b-74с31 - 45 ®bIс31- 27,75

gс 1 = g131 = bIuRс- bIсRn/ bIс (Rс -Rn)

где

gс 1 и gn 1- выход соответственно слива и песков от операции;

Rс и Rn- Ж:Т по массе в продуктах;

bIuи bIс - содержание тонкого класса соответственно в исходном продукте и сливе.

gс 1 = 14,3·1,38-27,75-0,25/27,75(1,38-0,25)=0,41

Q31= Q1·g3 1 = 607·0,41=249

gn 1 = 1,38(27,75-14,3)/27,75(1,38-0,25)=0,59

Q41= Q1·g4 1= 607·0,59=358

Q41= Q1 -Q3 1 = 607-249=358

Определяем Q3 и Q8 b7-74=60 ®bI7 = 39,5

Q3 = Q1 ·bI7 (R7 -R 8)/bI3R7 -bI7 R 8 =607·39,5(2,33-0,43)/27,75·2,33-39,5·0,43= 950

Q8= Q3- Q7 = 950-607=343

Определяем

Q4II;Q4; Q5;Q6 и Q3II

Q4II+ Q8 =Q1 ·g1n* Сопт- Q1 · b7-b1 / b7- 0,05·Сопт

Q4II=Q1 ·b7-b1 / b7- 0,05·Сопт- Q8 = 607·0,60-0,25/0,60-0,05·2,0-303=432

Q4 = Q4I+ Q4II=358+432=796

Q5 = Q6 = Q4+ Q8 = 796+343=1139

Q3II=Q3-Q3I= 950-249=701

Q2 = Q1+ Q6 = 607+1139=1746

Определяем содержание расчетного класса в продуктах 8, 6, 2 и 5.

Q3b3 = Q7b7 + Q8b8

b8 = Q3b3 - Q7b7 / Q8

b8 = 950·45-607·60/343=18

b8 =18

b1+ Q6b6 = Q3b3 + Q4b4= Q3b3 + Q4b4 - Q1b1 / Q6

= 950·45+796·10-607·25/1139= 30= 30

b2 = Q1b1 + Q6b6

b2 = Q1b1 + Q6b6 / Q2

b2 = 607·25+1139·32/1746=30

b2 =30

b5 = Q4b4 + Q8b8

b5 = Q4b4 + Q8b8 / Q5

b5 =796·10+343·20/1139=13

b5 =13

Находим выхода продуктов, %:

gn= Qn/Q1 ·100

g1 = Q1/Q1 ·100= 607/607·100=100;

g2= Q2/Q1·100= 1746/607·100=288;

g3= Q3/Q1 ·100=950/607·100=157;

g4= Q4/Q1 ·100=796/607·100=131;

g5= Q5/Q1 ·100=1139/607·100=188;

g6= Q6/Q1 ·100=1139/607·100=188;

g7= Q7/Q1 ·100=607/607·100=100;

g8= Q8/Q1 ·100=343/607·100=57.

3.2 Расчет водно-шламовой схемы, баланс воды

Задаем содержаний твердого, %: Т1= 70; Т3= 42; Т4 = 80; Т6= 76;Т7= 30;Т8 = 70.

Находим отношение жидкого к твердому по массе в продуктах:

R1 = 100-Т1 /Т1 = 100-70/70=0,43;

R3 = 100-Т3 /Т3 =100-42/42=1,38;

R4= 100-Т4 /Т4 =100-80/80=0,25;

R6= 100-Т6 /Т6 =100-76/76=0,31;

R7= 100-Т7 /Т7 =100-30/30=2,33;

R8= 100-Т8 /Т8 =100-70/70=0,43.

Определяем содержаний твердого по уравнениям,%:

Q5R5=Q4R4 +Q8R8

R 5= Q4R 4 + Q8R 8/ Q5

R 5= 796·0,25+343·0,43/1139=0,26

R 5=0,26

Т5 =1/1+ R 5 = 1/1+0,26=0,72 0,72·100=72%

Т5 =72%

Q2R 2= Q3R 3 + Q4R 4

R 2=Q3R 3 +Q4R 4 /Q2

R 2= 950·1,38+796·0,25/1746=0,86

R 2=0,86

Т2=1/1+ R 2 =1/1+0,86=0,52 0,52·100=52%

Т2=52%.

Определяем количество воды в операциях или в продуктах, м3:

= QnRn

WI=QIRI =607·0,43=261

W1=Q1R 1= 607·0,43=261=Q2R 2=1746·0,86=1502=QIIRII =1497·0,87=1502=Q3R 3=950·1,38=1311=Q4R 4=796·0,25=199=Q5R 5= 1139·0,26=296I=QIIIRIII =1139·0,26=296= Q6R 6 =1139·0,31=3537= Q7R 7 =607·2,33=1414

W8= Q8R 8 =343·0,43=147

3.2.1 Вспомогательная таблица для расчета шламовой схемы

Таблица 3.1. Вспомогательная таблица для расчета шламовой схемы

Определяем объем пульпы в продуктах, м3:

Vn= Qn(Rn+ 1/r), r= 3,4 г/см3

V1 = Q1 (R 1 + 1/r)= 607(0,43+1/3,4)=522

V2 = Q2 (R 2 + 1/r)=1746(0,87+1/3,4)=2043

V3 = Q3 (R 3 + 1/r)=950(1,38+1/3,4)=1596

V4= Q4 (R 4 + 1/r)=796(0,25+1/3,4)=438

V5= Q5 (R 5 + 1/r)=1139(0,30+1/3,4)=683

V6= Q6 (R 6 + 1/r)=1139(0,30+1/3,4)=683

V7= Q7 (R 7 + 1/r)=607(2,33+1/3,4)=1596

V8= Q8 (R 8 + 1/r)=343(0,43+1/3,4)=250

3.2.2 Баланс воды

Таблица 3.2. Баланс воды

На фабрике применяется оборотная вода их хвостохранилища.

Всего: - поступает в технологию

åWI+ åL= 1958+1225=3183 м3

выходит

åWК = 3183 м3

расход общей воды:

åL=åWК - åWI= 3183-1958=1225 м3

расход на 1т руды:

åL/ Q1 = 1225/607=2 м3

общее потребление 2·1,15=2,3 м3 т на измельчение.

3.3 Выбор и расчет оборудования для измельчения

Для создания условий эффективной работы измельчения стержневой мельницы в открытом цикле необходимо, чтобы отношение общего приведенного объема барабанов шаровых мельниц к приведенному объему барабана стержневой мельницы было не менее 1,5/2. Так как потребляемые мельницами мощности пропорциональны объемами их барабанов, таким образом для эффективной работы измельчения стержневой мельницы в открытом цикле необходимо, чтобы отношение Nm/Ncбыло не менее 1,5/2. Этим соотношением необходимо руководствоваться при выборе размеров и числа сопряженных стержневых и шаровых мельниц.

В проекте, предусматривающем установку в первой стадии измельчения стержневых, а во второй стадии - шаровых мельниц, расчет мельниц удобнее вести по методу эффективности измельчения. Стержневая мельница и сопряженные с ней шаровые мельницы рассматриваются как один измельчающий агрегат с установочной мощностью.

N = Nc+Nm, кВт

Расчет мельниц по эффективности измельчения

Выбрать размер мельниц подсчитать необходимое их число для измельчения в две стадии 526 т/ч от 20мм до крупности 60% -0,074мм(bк =60%). Содержание класса -0,074мм в исходной руде bu=5%.

Каждая мельница потребляет мощность 500кВт и дает производительность 125т/ч при питании рудой 0-20мм(bu=5% - 0,074мм) и содержании расчетного класса в конечном продукте 60% (bк =60%).

Определение эффективности измельчения мельниц по вновь образованному классу -0,074мм:

е 1,2 =Q1(bк-bu) /N1+ N2+ N3/2,

где

е 1,2- эффективность измельчения проектируемой мельницы по вновь образуемому расчетному классу, Т/(кВт ·ч).

N1,N2,N3/2, - потребляемая мельницей мощности кВт

е 1,2 =125(0,60-0,05)/500+500+250=0,055 т/(кВт ·ч).

Определение производительности мельниц,

·5500мм QМ = (2000+2500)·0,055/0,60-0,05=450 т/ч

·6000мм

3.3.3 определяем расчетного числа мельниц

n = Q1/ Qm=607/450=1,3 (2 ед)

Таблица 3.3. Установки мельниц по основным показателям

Выдержано условие эффективной работы измельчения стержневой мельницы в открытом цикле сопряжении с шаровой мельницей во IIстадии измельчения:

ш/Vс=82/60=1,37

Nш/Nс=2500/2000=1,25

Удельная производительность стержневой мельницы 607/60=10т/ч ,не превышает 8-10 т/ч · м3 , транспортирующая способность стержневой мельницы не ограничивается.

3.4 Выбор и расчет оборудования для классификации

.4.1 Расчет спирального классификатора

Q слив -950т/ч на 2 секции®950 т/ч на 1 секцию

Q пески -796т/ч на 2секции®796т/ч на 1 секцию

Крупность слива b-74 = 45®0,375мм

Плотностт руды r= 3,4 г/см3.

Для классификатора с непогруженной спиралью диаметр спирали классификатора:

D= -0,08+0,103ÖQ/mabcd, м,

где

Q - производительность по сливу, т/сут;

m- число спиралей

a и b - поправочные коэффициенты на крупность слива(таблица 42

«Проектирование обогатительных фабрик» К.А. Разумов, В.А.

Перов) и плотность материала

cи d - поправочные коэффициенты на плотность слива (таблица 43

«Проектирование обогатительных фабрик» К.А. Разумов, В.А.

Перов) и на содержание первичных шламов.

a=2; b=1; c=1; d=1.

D= -0,08+0,103Ö950·24/2·2·1·1= 4,3м.

Принят классификатор D=3м; L=12,5м; В=6,3м; n=1,5 об/м; m=2

Производительность классификатора по пескам

Q=135· m· b·n·D3

где

n - скорость вращения спирали.

Q=135·2·1·1,5·33=10935т/с

Производительность классификатора по пескам по расчету - 796т/ч

Производительность выбранного классификатора - 10935/24= 456т/ч.

Действительная производительность классификатора по сливу

измельчение руда месторождение шламовый

Q=mabcd (94·32+16 D)= 2·2·1·1·1(94·32+16·3)/24=149т/ч

Так как классификатор не удовлетворяет по производительности по пескам, к установке принимается два классификатора.

3.4.2 Расчет гидроциклона

Гидроциклоны - основные аппараты для гидравлической классификации, используемые на обогатительных фабриках. Из многочисленных конструкций гидроциклонов на разных обогатительных фабриках применяют главным образом цилиндроконические с углом конусности 200.

Условия работы гидроциклона:

Максимальная крупность зерна в сливе при содержании -0,074 мм 60% 0,24мм;

Производительность по исходному питанию - 1139/1 на 1 секцию;

По сливу - 950 т/ч на 1 секцию;

по пескам - 796т/ч на 1 секцию.

соотношение Ж:Т

в сливе - 2,33:1 (30% твердого)

в песках - 0,43:1 (70% твердого)

в питании - 1,38:1 (42% твердого)

Плотность руды - 3,4 г/см3

3.4.3 Определение максимального диаметра гидроциклона

Dш=0,38 (Ñ/d)2 SM (r - r0) ÖH / bu,

где

Ñ - диаметр отверстия пескового насадка, см;

d - диаметр отверстия шламовогонасадка , см;

SM - максимальная крупность зерна в сливе гидроциклона, мк;

r и r0- плотность твердой фазы и жидкой фазы, г/см3

H - давление пульпы на входе в гидроциклон, кг/см2 ; H=0,5кг/см2

bu- содержание твердого в исходном питании гидроциклона, %

Ñ/d - 0,5- 0,6

Dш - 0,38·0,52·2402(2,7-1)Ö0,5/42=157см.

Ближайший наименьший размер гидроциклона 1000мм .

dn175-320мм (пит)

d - 200-400мм (шлам)

Ñ - 60-150мм (песк)

a - угол конусности 200

3.4.4 Определение производительности гидроциклона

V= 5/(0,08D+2)/0,1D+1 КadndÖgH

D - диаметр гидроциклона, см;

Кa- поправка на угол конусности гидроциклона, вычисленная по формуле:

Кa= 0,79+0,044/0,0379+tga/2=1

g - ускорение силы тяжести.

g= 9,81 м/сек2

V= 5/(0,08·100+2)/0,1·100+1·1·15·16·Ö9,81=7128

Определение потребного числа гидроциклона

Минутный дебит пульпы

Vш =Q(R +1/r)/1440=950·24(1,38+1/3,4)/1440=26 м3/мин= 26000л/мин.

n=Vш/Vx= 26000/7128=3,6 4 гидроциклона на секцию

Далее проверяется нагрузка на песковый насадок:

qпеск=4∙Qпеск/π∙Δ2∙nгц,

где Qпеск - производительность операции по пескам, т/ч;

Δ - диаметр пескового насадка, см;

nгц - принятое количество гидроциклонов, шт.

Значение qпеск должно быть в диапазоне 0,5 ÷ 2,5 т/ч∙см2.

Проверка гидроциклона на удельную нагрузку по пескам -qпри Ñ/d=0,5

Расчетный диаметр отверстия песковой насадки Ñ= 0,5 d=0,5·32=16см.

Величина нагрузки на песковый насадок составила:

qпеск =4∙796/3,14∙162∙4=0,99 т/ч∙см2.

Удельная нагрузка по пескам должна быть в пределах 0,5-2,5 т/см2·ч

4. Экономическая часть

.1 Исходные данные для расчетов

Участок измельчения перерабатывает руду для дальнейшего перерабатывания и извлечения полезных ископаемых. В год перерабатывается 3800000 тон руды. Калькуляция цеховой себестоимости продукции, в случае проектируемого участка- измельчения, состоит из следующих статей:

сырье и основные материалы;

вспомогательные технологические материалы;

энергозатраты на технологические цели;

основная и дополнительная заработная плата;

отчисление на социальное страхование;

расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

цеховые расходы.

4.2 Расчет годовой суммы амортизации и показателей использования основных фондов

Стоимость вовлеченных в производственный процесс средств труда образует основные производственные фонды предприятий, а стоимость предметов труда, участвующих в производстве - оборотные производственные фонды. По назначению и видам основные производственные фонды подразделяются на следующие группы и виды:

. Здания и сооружения, создающие условия для осуществления производственных процессов и хранения материальных ценностей, защищающих их от внешних атмосферных воздействий;

. Передаточные устройства, в том числе устройства электропередачи и связи, теплосети и другие;

. Машины и оборудование;

. Инструменты;

. Инвентарь;

. Прочие основные фонды.

При выполнении настоящего дипломного проекта п.п.2-6 сведены в пункт «Оборудование».

В процессе производства, а также во время бездействия основные фонды постепенно изнашиваются.

Размеры ежегодного возмещения основных фондов определяются исходя из централизованно утвержденных норм амортизации - установленной годовой величины погашения стоимости основных фондов в процентах.

Норма амортизации На (%) определяют по формуле

NA = (А \ F) × 100; (2.1)

где:

А - годовая сумма амортизации;

F - балансовая стоимость основных фондов.