Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению

Министерство образования науки РФ

«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

Горный институт

Кафедра ОПИ и ВС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка

по курсовому проекту  по дисциплине:

«Дробление, измельчение  и подготовка сырья к обогащению»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чита 2011

 

Содержание

 

 

 

 

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 Обоснование выбранной схемы

Схемы рудоподготовки, включающие операции дробления, грохочения намечаются исходя из состава руды, на основе результатов исследования на обогатимость, технологических характеристик оборудования, которое можно установить в цехе дробления. Операции дробления применяются для подготовки полезного ископаемого к измельчению в мельницах. Схемы дробления включают операции грохочения предварительного и поверочного.

Число стадий дробления  определяется начальной и конечной крупностью дробильного материала. Рациональная схема дробления в курсовом проекте выбирается на основе опыта действующих фабрик и литературных данных. В зависимости от общей степени дробления и производительности фабрики принимается двух-, трех- и четырехстадиальная схемы дробления. При отсутствии практических данных по переработке данного сырья схема дробления может быть выбрана по таблице 1.

Таблица 1 - Основные варианты схем дробления в зависимости от степени дробления и крупности дробимого и дробленого продукта

Обозначения схемы	Общая степень дробления	Наибольшая крупность  исходной руды, мм
		1200	300
		Крупность конечного  продукта, мм
ББ	12-25	50-60	25-30
БА	20-40	Не применяется	7-15
БББ	25-50	25-30	15-20
ББА	50-200	6-15	6-10

 

При руде крупностью до 1500 мм и большой производительности в последнее время применяются четырехстадийные схемы дробления (ГБББ, ГББА).

 

2 Расчетно-текстовая часть

На рис. 1 показана схема ББА, все продукты нумеруются арабскими цифрами, а операции – римскими цифрами.

Данные для расчёта схемы:

– производительность обогатительной фабрики по сырью 3800 т/с;

– руда относится  к категории средней твёрдости руд;

– максимальная крупность исходной руды Д=400 мм;

– максимальная крупность дроблёного продукта d=15 мм;

– эффективность грохочения:

а) для колосниковых грохотов Е_I=61,5 %;

б) для колосниковых грохотов Е_II=80 %.

в) насыпной вес  руды 1,6 т/м³;

г) чистое время работы цеха в сутки – 15 часов.

                    1

    Предварительное

         грохочение          ------------------- I            I  стадия,

  2                                                 3                                 разновидность Б

                                             Дробление II

                                           4

                    5

   Предварительное 

        грохочение         -------------------- III          II  стадия

  6                                                 7                                 разновидность Б

                                              Дробление IV

                                           8

                    9

   Предварительное

      и поверочное                                                 III  стадия

       грохочение         ---------------------V           разновидность А

11                                             12

   

                                          Дробление VI

                               13

Рисунок 1 - К расчёту схемы дробления ББА

Схема дробления  рассчитывается в следующем порядке:

1. Определяется часовая производительность оборудования Q, т/ч по формуле

Qч=k∙Qс / t,

(1)

где Q_ч – часовая производительность, т/ч;

Q_с – суточная производительность цеха, т/с;

К – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность свойств сырья, влияющий на производительность оборудования данного цеха. Принимается для рудных фабрик К=1÷1,1, для углеобогатительных – 1,15;

t – расчётное время работы цеха, принимаем 15 часов (по заданию).

Q_ч = 1∙ 1935 / 24 = 88,7  т/ч

2. Определяется  общая степень дробления S_общ, по формуле

,

(2)

где Д_max – максимальная крупность исходной руды, мм;

                 d_max – максимальная крупность дробленой руды, мм.

3. Устанавливается  степень дробления на отдельных  стадиях

,

(3)

где S_ср – средняя степень дробления для одной стадии.

Общая степень  дробления равна произведению степеней дробления в отдельных стадиях. Дробилки крупного, среднего и мелкого дробления позволяют получить за один прием следующие степени дробления:

– дробилки крупного дробления – до 5;

– конусные дробилки для среднего приема дробления при работе без поверочного грохочения – до 6;

– те же дробилки при работе в замкнутом цикле с поверочным грохочением – до 8-10;

– конусные дробилки мелкого дробления при работе без поверочного грохочения – до 3-5;

   – те же дробилки при работе в замкнутом цикле – до 8.

Поэтому для  первой стадии принимаем S₁=2,8, для второй стадии дробления S₂=3 и для третьей стадии

4. Определяется условная максимальная крупность дроблёных продуктов после отдельных стадий дробления (Д₅, Д₉, Д₁₁) по следующим формулам:

Для первой стадии дробления , (4)

Для второй стадии дробления ,  (5)

Для третьей  стадии дробления ,  (6)

где Д₁, Д₅, Д₉, Д₁₁- максимальная крупность исходной руды и максимальная крупность руды после первой, второй и третьей стадии дробления, соответственно, мм;

S₁, S₂, S₃ – степени дробления.

Д₅ = 500 / 2,8 = 180 мм;

Д₉ = 500 / 2,8 · 3 = 60 мм;

Д₁₁ = 450 / 2,8 · 3 ∙ 2,4 = 25 мм.

5. Подсчитывается  для каждой стадии дробления  ширину разгрузочной щели дробилки по формуле

,

(7)

где Z_p – относительная крупность дробленых продуктов, определяется по табл.3;

Д – наибольший размер куска руды после дробления, мм.

 

Таблица 2 - Значения относительной крупности дробленых продуктов Z_p для различных условий дробления

Категория твёрдости  руд	Дробилки для  крупного дробления		Дробилки для  среднего и мелкого дробления
	Конусные	Щековые	Нормальные	Короткоконусные
Мягкие	1,1	1,3	1,3 – 1,5	1,7 – 2,0
Средней твердости	1,4	1,4	1,8 – 2,0	2,2 – 2,5
Твердые	1,6	1,7	2,4 – 2,6	2,7 – 3,0

 

Для каждой стадии дробления рассчитывается ширина разгрузочного отверстия i:

i_II = Д₅ / z₁ = 180/ 1,7 = 105 мм;

i_IV = Д₉ / z_1V = 60 / 2,4 = 25 мм;

i_II = Д₁₁ / z_V1 = 25 /2,8 = 9 мм.

6. Подсчитывается  ширина загрузочной щели дробилки В по формуле

,

(8)

где Д – максимальный размер куска руды перед дроблением, мм.

Для первой стадии дробления 

В_II=1,1ּ500 =550 мм.

Для второй стадии дробления 

В_IV=1,1ּ180=198 мм.

Для третьей  стадии дробления

В_VI = 1,1ּ60= 66 мм

7. Выбираются  размеры отверстий грохотов для  первой, второй и третьей стадии  дробления.

В операциях предварительного грохочения размеры отверстий сита грохотов «а» принимают в пределах Д≥a≥i (где Д – условная максимальная крупность дробленого продукта), в операциях поверочного грохочения и совмещённых операциях предварительного и поверочного грохочения размеры отверстий сита принимают немного меньшими условной максимальной крупности дробленого продукта. Практические значения «а» и «i» приведены в табл. 13 [1].

Для рассчитываемой схемы принимаем:

iVI ≤ aV ≤ Д11; 9≤25≤25; aIII=25 мм.

Соотношение между  размерами отверстий грохотов и шириной выпускных щелей дробилок по практическим данным примерно равно: при крупном дроблении а=i; при среднем дроблении а=1,2-1,5 i; при мелком дроблении а=2,5-3 i.

8. Проверяется  соответствие выбранной схемы  дробления и степеней дробления выпускаемому оборудованию:

а) определяются приближенные значения весов продуктов первой стадии дробления

 

                    Q₁

    Предварительное

         грохочение          - I           

Q₂                                                   Q₃                             

                                             Дробление II

                                               Q₄

                      Q₅

 

Рисунок 2. Схема I стадии дробления

 

Вес нижнего  продукта Q₂ определяется по формуле

Q2 = Q1 ∙ β1-а ∙ Е –а,

(9)

где β₁^-а – определяется по характеристике крупности исходного сырья , дол.ед.;