Расчет выхода продуктов

Расчет качественно-количественной схемы дробления - грохочения

Выбор схемы

 

При выборе схемы необходимо решить вопрос о числе стадий дробления и необходимости операций предварительного и контрольного грохочения.

Число стадий определяется крупностью исходного и конечного продуктов дробления. Начальная крупность, т. е. максимальный размер кусок кусков руды, поступающей из рудника на обогатительную фабрику Dmax , определяется в зависимости от производительности горного цеха и принятой на нем системы горных работ (табл. 1).

 

Таблица 1

Зависимость максимального размера кусков руды от характера горных работ

Производительность горного цеха, т/сут	Максимальный размер кусков руды Dmax, мм
	Открытые работы	Подземные работы
Малая, до 300	350-500	250
Средняя, 300-6000	700-1000	400
Большая, 6000-15000	900-1200	600-700
Очень большая, >15000	1200-1300	-

 

Поскольку ведутся открытые горные работы, и производительность горного цеха равна 15000 тонн в сутки, то максимальный размер кусков руды составит 1200-1300

Крупность конечного дробленого продукта dmax, получаемого в цехе дробления и поступающего в цех измельчения - классификации, зависит в основном от производительности обогатительной фабрики. Ввиду того, что операция измельчения является наиболее дорогой в технологической схеме, необходимо получить более мелкий дроблений продукт, вместе с тем не условная излишня схему дробления. По указанным причинам экономически выгодно получать мелкий дробленый продукт лишь при высокой производительности предприятия. При выборе оптимальной крупности дробленого продукта можно руководствоваться данным табл. 2.

 

Таблица 2

Зависимость оптимального размера кусков руда в питании мельниц от производительности фабрики

Производительность фабрики, т/сут	< 500	< 2500	< 10000	< 40000
Оптимальная крупность питания мельниц, мм	10 - 15	6 - 12	5 - 10	4 - 8

 

Общая степень дробления составит

 

S = Dmax/dmax=240

 

Общая степень дробления всей схемы равна произведению степеней дробления в отдельных стадиях, т. е.

 

S_общ = S₁*S₂*…*S_{n = 5*6*8=240}

Оптимальные значения степени дробления для дробилок различного типа при дроблении в одну стадию следующие:

конусные крупного дробления (ККД) - до 5;

щековые со сложным качением щеки (ЩКД) - до 8;

конусные среднего дробления (КСД) без контрольного грохочения - до 6;

конусные в замкнутом цикле с контрольным грохочением - до 8-10;

конусные мелкого дробления (КМД);

без контрольного грохочения - до 3-5;

в замкнутом цикле с контрольным грохочением - до 8.

Практика проектирования и эксплуатации обогатительных фабрик, а также учет технологических возможностей современной дробильной аппаратуры показывают, что одностадийная схема неосуществима. Наиболее часто принимают двух - трехстадийные схемы. При этом каждой операции дробления может предшествовать предварительное грохочение. Операции предварительного грохочения применяются для сокращения количество материала, поступающего в дробление, и увеличение подвижности материала в рабочей зоне дробилки. Последнее, особенно необходимо при дроблении в конусных дробилках среднего и мелкого дробления, склонных, склонных к забиванию их рудной мелочью.

Решение вопроса о необходимости предварительного грохочения осуществляется по данным ситовой характеристики дробимого материала. Предварительное грохочение применяется, когда выход отсеваемого класса по крупности, то есть продукта, соответствующего по крупности размеру разгрузочного отверстия дробилки, составляет не менее 20-28%.

Максимальная крупность материала, поступающего на обогатительную фабрику, 1200 мм, следовательно, необходимо применить крупное дробление (S1=5). Условная максимальная крупность продуктов дробления равна D1 = Dmax/S1, D1 = 240 мм. Перед этой операцией надо решить вопрос о применении предварительного грохочения. Составим прямолинейную, суммарную характеристику крупности материала по минусу для первой стадии. (Рис. 1)

Из диаграммы 1 видно, что при D 1 = 240 мм, выход отсеваемого класса крупности составляет 23 %. Целесообразно применить перед первой стадией дробления предварительное грохочение.

Максимальная крупность материала, поступающего на вторую стадию дробления, будет равна 240 мм. Условная максимальная крупность продуктов дробления второй стадии D 2 = D 1/ S 2, где S 2=6. Составляем прямолинейную суммарную характеристику крупности материала по минусу для второй стадии

 

Суммарный выход γ, %

 

100 200 240 400 600 800 1000 1200 D_{max ,}

Рис 1. Суммарная характеристика крупности по минусу железной руды, поступающей на первую стадию дробления

 

Суммарный выход γ, %

 

0 10 20 40 80 120 160 200 240 D_max мм

Рис 2. Суммарная характеристика крупности по минусу железной руды, поступающей на вторую стадию дробления

Из диаграммы 2 следует, что при D 2 = 40 мм, выход отсеваемого класса крупности равен 16%. Следовательно, грохочение для второй стадии применять не нужно.

Операция контрольного грохочения применяется только в последней (третьей) стадии дробления, так как введение в схему дробление контрольного грохочение вызывает необходимости установки большого числа грохотов, конвейеров и питателей, что приводит к увеличению капитальных затрат и усложняет эксплуатацию цеха дробления. Максимальная крупность материала, поступающего на третью стадию дробления, будет равна D 3 = D 2/ S 3; где S 3 = 8; D 3 = 5 мм. Эта крупность будет соответствовать крупности конечного дробленого продукта. Составляем прямолинейную суммарную характеристику крупности материала по минусу для третьей стадии.

Суммарный выход γ, %

 

0 5 8 16 24 32 40 D_max мм

Рис. 3. Суммарная характеристика материала крупности по минусу для третьей стадии

Ширина разгрузочного отверстий для каждой стадии определяется выражением

 

in = D / Zn,

 

где in - ширина разгрузочного отверстия дробилки на n -ой стадии.

Zn - отношение размера максимального куска дробленной руды, к ширине разгрузочного отверстия. Величина Z_n определяется по типовым характеристикам дробленой руды, которые можно записать в виде таблицы 3.

 

Таблица 3

Условная максимальная относительная крупность кусков дробленого продукта (z)

Категория дробимости (твердости руд)	Дробилки крупного дробления		Конусные дробилки
	Конусные	Щековые	Среднего дробления	Мелкого дробления
Мягкие	1,1	1,3	1,3-1,5	1,7-2,0
Средней твердости	1,4	1,5	1,8-2,0	2,2-2,5
твердые	1,6	1,7	2,4-2,6	2,7-3,0
Примечание: Для замкнутого цикла дробления величину z принимают равной 1,25.

 

i ₁ = мм;

i ₂ = мм;

i ₃ =  мм.

 

Размеры отверстий грохотов назначаются в пределах между размером разгрузочного отверстия дробилки (для предварительного расчета можно принять размеры отверстий грохотов равным размером максимальных кусков дробленой руды).

Расчет выхода продуктов

 

Расчет качественно - количественной схемы заключается в определении выхода продуктов по выбранной схеме.

Вначале назначают эффективность операции грохочения в соответствии с типом грохота. В первой стадии устанавливают неподвижные колосниковые грохоты, эффективность (Е) которых принимают равной 0,6 - 0,7. Количество подрешетного продукта, образующегося при грохочении по крупности D, равно

Qп = Q·α·E, т/ч,

 

где Q - количество руды, поступающей на грохочение, т/ч;

α - содержание в руде класса крупности - d;

Е - эффективность грохочения.

Величина α определяется графическим методом по суммарной гранулометрической характеристике.

Рассчитаем количество подрешетного продукта, образующего при предварительном грохочении по крупности D 1 = 260 мм. Содержание в руде класса крупности D1 находим из диаграммы 1 (α = 23 %). Скорость подачи питания на грохот рассчитаем исходя из производительности обогатительной фабрики: 15000 т/сут = 625 т/ч.

Q ¹ _п = 625 ·0,23 · 0,6 = 86,25 т/ч

Рассчитаем выход подрешетного продукта, который определяется выражением:

 

γ = Qп/Q·100%

γ _п1 = 86,25/625· 100 % = 13,8%

 

Количество руды (Qн) и выход продукта поступающего в операцию дробления составляют соответственно:

Qн = Q - Qп, т/ч;

γн = 100 - γ_п, %

 

Для первой стадии Q¹ _н и γ_н1 будут равны:

Q ¹ _н = 625- 86,25 = 538,75 т/ч;

γ _н1 = 100 -13,8 = 86,2%.

Рассчитаем эти же показатели для третьей стадии. В третьей стадии устанавливают грохоты с подвижной поверхностью с эффективностью 0,8 - 0,85. Количество и выход продуктов в последней стадии дробления в замкнутом цикле определяется с учетом циркулирующей нагрузки. Величину α находим из диаграммы 3 (α = 12%).

Для третьей стадии будут равны:

Q ³ _п = 625 ·0,12·0,8 = 60 т/ч;

γ _п3 = 60/625·100 % = 9,6 %;

Q ³ _н = 625 - 60= 565 т/ч;

γ _н3 = 100 - 12 = 88 %;

Нагрузка на грохоты в третьей определяется выражением:

Q_c = Q + Q_н ·C

 

где С - циркулирующая нагрузка в замкнутом цикле операции дробления.

γ = γ _н + γ∙ С = 86,2 + 88∙1,9 = 253,4 %

Q_c = 625 + 565·1,9 = 1698,5 т/ч