Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Курсовой проект

по дисциплине «Гравитационные методы обогащения»

Выполнил: ст. гр. Г0-06

Варганов Е.И.

Проверил: доцент, к.т.н.

Кривошеин В.Р.

Новокузнецк 2009



Содержание

• Введение
• 1. Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения
• 2. Расчет ситового и фракционного составов машинных классов
• 3. Теоретический баланс продуктов обогащения
• 4. Выбор схемы технологического процесса гравитационного обогащения углей
• 5. Расчет операции грохочения при разделении угля на машинные классы
• 6. Расчет операций обесшламливания
• 7. Расчет схем основным операций
• 8. Расчет схем заключительных операций
• 9. Проектирование и расчет шламовой схемы
• 10. Баланс воды
• 11. Расчет и обоснование технологического оборудования
• Выводы
• Список литературы


Введение

Гравитационными методами обогащения называются методы, в которых разделение минералов, отличающихся плотностью, размерами, формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием силы тяжести и сил сопротивления.

Гравитационные методы занимают ведущее место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых, молибденовых руд и руд черных металлов. Гравитационные процессы в настоящее время осуществляются в высокопроизводительных машинах, что позволяет упрощать схему цепи аппаратов, более экономично использовать промышленные мощности и объемы зданий, в результате чего уменьшать удельные капительные затраты.

Гравитационные методы обогащения позволяют перерабатывать крупнозернистый материал. Это обстоятельство особенно важно, если учесть некоторые крупнозернистые продукты обогащения имеют значительно больший спрос потребителей и большую стоимость, чем мелкозернистые.

Задачи данного курсового проекта:

1) изучить теоретические основы гравитационных методов обогащения;

2) устройство и область применения аппаратов, применяемых при гравитационных методах обогащения;

3) выбор оборудования и технологические схемы гравитационных методов обогащения



1. Обработка исходных данных для составления теоретического баланса продуктов обогащения

Процентное участие отдельных пластов, шахт определяется составов сырьевой базы на предстоящий плановый период работу обогатительной фабрики. Общая поставка углей на ОФ принимается:

n₁ + n₂ =100%,

где n₁, n₂ - участие отдельных пластов в шихте, %

Участие пластов в шихте: первого -30%, второго - 70%.

Таблица 1 - Ситовая и фракционная характеристика пласта №1

Класс, мм	Ситовый состав, %	Фракционный состав
		<1,3	1,3-1,4	1,4-1,5	1,5-1,8	>1,8
	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %
>50	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
25-50	58,5	36,9	22	4,5	25	10,5	7	18,2	10	35,9	36	79
16-25	7,9	35,3	22,8	5,5	19,6	9,1	10,5	18,4	15,1	39,3	32	76,1
6-16	10,8	35,2	25,9	3,4	18,5	9,8	9,69	22,3	15,3	40,1	30,7	78,8
2-6	7,9	29,8	29,9	2,9	20,8	8,9	8,4	19,5	14,3	38,5	26,6	74,9
1-2	5,4	26	40,5	2,7	17,3	9,7	8,5	21,8	10,3	38,9	23,4	74,3
0,5-1	3,2	27	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
0-0,5	6,3	29,3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого	100	34,6	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица 2 - Ситовая и фракционная характеристика пласта №2

Класс, мм	Ситовый состав, %	Фракционный состав
		<1,3	1,3-1,4	1,4-1,5	1,5-1,8	>1,8
	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %
>50	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
25-50	40,5	12,7	28,4	3,4	49,2	7,3	13,4	17	2,8	31,5	6,2	80,9
16-25	15,8	11,4	25,9	3,2	55,6	7	10,8	18,2	2,5	35	5,2	73,8
6-16	9	10,2	38,1	3,1	44,6	6,6	9	18,5	3,5	37,2	3,9	76,3
2-6	13,2	9,5	32,9	2,4	49,7	6,3	9,5	16,8	4,7	33,8	3,2	74,4
1-2	9,2	8,4	40,8	2,4	41,3	6,5	10,7	15,8	5,4	33	1,8	71,2
0,5-1	4,4	7,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
0-0,5	7,9	8,8	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого	100	10,9	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Пересчитываем выход классов по ситовому анализу по формуле [1,с. 80] (1):

(1)

где г_рас - выход классов в ситовом и фракционном анализе отдельных шахтопластов обогащение уголь гравитационный

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; .

Для класса 25-50мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 16-25мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 6-16мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 2-6мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Для класса 1-2мм:

Пласт № 1 Пласт № 2

; ;

; ;

; ;

;

; .

Суммируем пересчитанный выход классов по формуле (2) [1, с. 80]:

(2)

где суммарный выход классов.

;

;

;

;

;

;

.

Для класса 25-50мм:

;

;

;

.

Для класса 16-25мм:

;

;

;

.

Для класса 6-16мм:

;

;

;

.

Для класса 2-6мм:

;

;

;

.

Для класса 1-2мм:

;

;

;

.

Определяем зольность каждого класса в смеси пластов по формуле (3) [1, с. 80]:

(3)

где А^с_общ - зольность смеси классов (продуктов);

А^с₁, А^с₂,…, А^с_n - зольность отдельных классов (продуктов).

;

;

;

;

;

;

.

Для класса 25-50мм:

;

;

;

;

.

Для класса 16-25мм:

;

;

;

;

.

Для класса 6-16мм:

;

;

;

;

.

Для класса 2-6мм:

;

;

;

;

.

Для класса 1-2мм:

;

;

;

;

.

По суммарным выходам составляем таблицу 3.

Таблица 3 - Ситовый и фракционный состав смеси пластов

Класс, мм	Ситовый состав, %	Фракционный состав
		<1,3	1,3-1,4	1,4-1,5	1,5-1,8	>1,8
	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %	г,%	Ad, %
>50	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
25-50	45,9	21,95	11,91	3,76	18,34	8,06	5,03	17,29	2,55	34,54	8,08	79,41
16-25	13,43	15,61	3,4	3,56	6,61	7,15	1,44	18,24	0,64	37,42	1,33	75,09
6 16	9,54	18,70	3,23	3,18	3,39	22,51	0,88	19,84	0,72	39,21	1,24	78,29
2 6	11,61	13,60	3,75	2,50	5,08	10,05	1,08	17,3	0,77	35,88	0,93	74,74
1 2	8,06	11,94	3,29	2,46	2,94	6,81	4,58	15,98	0,52	34,92	0,50	73,55
0,5-1	4,04	12,13	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
0-0,5	7,42	11,33	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого	100,0	17,82	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

2. Расчет ситового и фракционного составов машинных классов

Расчет количественного состава шихты по машинным классам. Ситовый состав шихты для класса 16 - 50 мм:

Ситовый состав шихты для класса 16 - 50 мм:

г_16-50=45,9+13,43+9,54=68,87%;

А^с_16-50=(45,9 · 21,95+13,43 · 15,61+9,54· 18,7)/68,87 =20,26%.

Аналогично для класса 1 - 16мм:

г_1-16=11,61+8,06+4,04=23,71%;

А^с_0,5-16=(11,61 · 13,6+8,06 · 11,94+4,04 · 12,13)/23,71=12,79%.

Фракционный состав шихты по машинным классам. Класс 16 - 50:

г_<1,.3=11,91+3,4+3,23=18,54%;

А^с_<1,3=(11,91· 3,76+3,4 · 3,56+3,23· 3,18)/ 18,54=3,62%;

г_1,3-1,4=18,34+6,61+3,39=28,34%;

А^с_1,3-1,4=(18,34 · 8,06+6,61 · 7,15+3,39·22,51)/28,34 =9,58%;

г_1,4-1,5=5,03+1,44+0,88=7,35%;

А^с_1,4-1,5=(5,03 · 17,29+1,44 · 18,24+0,88·19,64)/7,35=17,76%;

г_1,5-1,8=2,55+0,64+0,72=3,91%;

А^с_1,5-1,8=(2,55· 34,54+0,64·37,42+0,72 · 39,21)/3,91=35,87%;

г_>1,8=8,08+1,33+1,24=9,65%;

А^с_>1,8=(8,08 · 79,41+1,33 · 75,09+1,24·78,29)/9,65=86,90%.

Класс 1 - 16мм:

г_<1,.3=3,75+3,29=7,04%;

А^с_<1,3=(3,75 · 2,5+3,29 · 2,46)/7,04=4,38%;

г_1,3-1,4=5,08+2,94=8,02%;

А^с_1,3-1,4=(5,08 · 10,05+2,94 · 6,81)/8,02=8,86%;

г_1,4-1,5=1,08+4,58=5,66%;

А^с_1,4-1,5=(1,08 · 17,3+4,58 · 15,98)/5,66=16,23%;

г_1,5-1,8=0,77+0,52=1,32%;

А^с_1,5-1,8=(0,77 · 35,88+0,52 · 34,92)/1,32=34,69%;

г_>1,8=0,93+0,5=1,43%;

А^с_>1,8=(0,93 · 74,74+0,50 · 73,55)/1,43=74,33%.

Таблица 4 - Ситовый и фракционный состав угля

Класс, мм	Ситовый состав, %	Фракционный состав
		<1,3	1,3-1,4	1,4-1,5	1,5-1,8	>1,8
	г,%	Ad,	г,%	Ad,	г,%	Ad,	г,%	Ad, %	г,%	Ad,	г,%	Ad,
50-16	68,87	20,86	18,54	3,62	28,34	9,58	7,35	17,76	3,91	35,87	9,6	86,9
16-0,5	23,71	12,79	7,04	4,38	8,02	8,86	5,66	16,23	1,32	34,69	1,4	74,3
0-0,5	7,42	11,33	-								-
Итого	100,0	17,96	-	-	-					-		-



3. Теоретический баланс продуктов обогащения

Теоретический баланс продуктов обогащения является основой для расчета технологической схемы и дает представление о теоретически возможных качественно-количественных результатах обогащения.

По теоретическому балансу устанавливаются удельные веса разделения машинных классов угля на продукты обогащения, и определяется также возможность присадки необогащенных классов к отдельным продуктам обогащения.

Теоретический баланс для выходов продуктов разделения в данном проекте мы принимаем аналитический способ показателей эффективности обогащения. Исходя из опыта работы обогатительных фабрик плотность разделения принимается с=1,4 кг/м³

По данным таблиц 5, 6 составляет таблицы фракционного состава машинных классов 1 - 16мм, 16 - 50мм и суммарного машинного класса 1 - 50мм.

Таблица 5 - Фракционный состав машинного класса крупностью 16 - 50мм.

Удельный вес фракций	Выход, %	Зольность, %	Суммарные проценты
			Всплывшая часть	Осевшая часть
	От смеси	От класса		Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
				От смеси	От класса
							От смеси	От класса
<1,3	18,54	27,37	3,62	18,54	27,37	3,62	67,79	100,0	20,51
1,3-1,4	28,34	41,84	9,58	46,88	69,21	7,22	49,25	72,63	26,86
1,4-1,5	7,35	10,85	17,76	54,23	80,06	8,65	20,91	30,79	50,29
1,5-1,8	3,91	5,77	35,87	58,14	85,83	10,48	17	19,94	67,92
>1,8	9,65	14,24	80,90	67,79	100,00	20,50	7,35	14,17	80,9
Итого	67,79	100,00	17,86	-	-	-	-	-	-



Таблица 6 - Фракционный состав машинного класса крупностью 1 - 16мм.

Удельный вес фракций	Выход, %	Зольность, %	Суммарные проценты
			Всплывшая часть	Осевшая часть
	От смеси	От класса		Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность %
				От смеси	От класса
							От смеси	От класса
<1,3	7,04	29,98	4,38	7,04	29,98	4,38	24,07	100	24,32
1,3-1,4	8,02	34,15	8,86	15,06	64,13	6,77	17,03	70,02	19,17
1,4-1,5	5,66	24,10	16,23	21,32	88,23	9,35	9,01	35,87	29,00
1,5-1,8	1,32	5,62	34,69	22,64	93,85	10,87	2,75	11,17	55,30
>1,8	1,43	6,09	74,33	24,07	100,00	14,73	1,43	6,09	74,33
Итого	23,47	100,00	14,73	-	-	-	-		-

Таблица 7 - Фракционный состав суммарного машинного класса крупностью 1 - 50мм

Удельный вес фракций	Выход, %	Зольность, %	Суммарные проценты
			Всплывшая часть	Осевшая часть
	От смеси	От класса		Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
				От смеси	От класса
							От смеси	От класса
<1,3	25,58	28,02	3,82	25,58	28,02	3,83	91,26	100	19,02
1,3-1,4	36,36	39,83	9,4	61,94	67,87	7,11	65,68	71,98	24,94
1,4-1,5	13,01	14,25	17,1	74,95	82,13	8,84	29,32	32,15	44,18
1,5-1,8	5,23	5,73	35,57	80,18	87,86	10,59	16,31	17,9	65,79
>1,8	11,08	12,14	80	91,26	100,00	19,02	11,08	12,17	80,05
Итого	91,26	100,00		-	-	-	-	-	-

Составим теоретический баланс продуктов обогащения по результатам фракционного анализа угля (таблица 7).

Определяем выход и зольность концентрата плотностью менее 1,4 кг/м³:

г_к=24,82+33,03=57,85%; А^с_к=(24,82 · 3,45+33,03 · 7,86)/57,85=5,97%.

Аналогично составим теоретический баланс продуктов обогащения по результатам анализа угля для классов 16 - 50мм и 0,5 - 16мм (таблицы 5, 6).

Таблица 8 - Теоретический выход и зольность продуктов обогащения

Наименование продуктов	Класс, мм
	16 - 50	0,5 - 16	0,5 - 50
	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
	От класса	От смеси		От класса	От смеси		От класса	От смеси
Концентрат	46,88	69,19	7,22	15,06	64,17	6,77	61,94	67,84	7,1
Промпродукт	11,26	16,62	24,05	6,98	29,74	19,7	18,24	19,98	22,39
Порода	9,65	14,24	80,90	1,43	6,09	74,33	11,08	12,14	12,14
Итого	67,79	100,00	20,51	23,47	100,0	14,74	91,26	100,0	10,78

Чем больше содержание промежуточных фракций в исходном угле, тем труднее он обогащается. Показатель обогатимости Т, %, вычисляют как отношение выхода промежуточных фракций к беспородной массе по формуле (4) [4, с. 173]:

Т=(г₁/(100-г₂))·100% (4)

где г₁ - выход фракций промпродукта, %; г₂ - выход фракции отходов, %.

Т= (19,98/(100 - 12,14)) ·100=4,2%

Таким образом, категория обогатимости угля легкая (<5%).

4. Выбор схемы технологического процесса гравитационного обогащения углей

Выбор технологического процесса зависит от глубины обогащения, предела крупности, методов обогащения, шкалы классификации на машинные классы.

Выбор метода обогащения производится с учетом характеристики обогатимости углей. Степень трудности обогащения угля характеризуется содержанием в угле промежуточного продукта, т.е. угля с промежуточным удельным весом.

Шкала классификации угля принимается в зависимости от глубины, методы и схемы обогащения, технологических особенностей обогатительных машин и фактической нагрузки на них, ситового состава исходного угля.

Исходя из задания курсового проекта и на основе данных с разреза «Ольжерасского» 70%, уголь мы принимаем марки Г (газовый), крепость угля составляет 2 по шкале Маоса, вещественный состав представляет собой песчаники, которые являются нерастворимыми в воде. Шкала классификации угля на основе анализа фракционного и ситового состава шихты принята 16-50мм и 1-16мм. Исходный уголь не идет на дробление, т.к. в нем отсутствует класс +100мм, производить дробление класса 25-50мм нецелесообразно, в связи с увеличением выхода шлама.

На основе анализа фракционного и ситового состава шихты - категория обогатимости угля легкая.

Таким образом, обогащение продукта производится в отсадочных машинах и спиральных сепараторах, разделение на машинные классы производится на грохотах.

5. Расчет операции грохочения при разделении угля на машинные классы

Расчет узла с замкнутом циклом дробления сводится к определению величины циркулирующей нагрузки. Определяем практический выход машинного класса 16 - 50 мм КПД грохота принят 0,85.

Количество подрешетного продукта в надрешетном продукте по формуле (5) [1, с. 100]:



г^н_1-16= г_1-16 · (1 - з) (5)

г^н_1-16= 31,13 · (1 - 0,9)=3,11 %.

В классе 1 - 16мм, перешедшем в надрешетный продукт, выход класса 0 - 0,5мм составляет а=8,18 от подрешетного в надрешетном, откуда по формуле (6) [1, с. 100]:

(6)

Общее количество надрешетного продукта (практический выход машинного класса с пылью) составит

г^пр_16-50= г^п_16-50 - г^н_0-0,5=76,54 - 0,25=76,29 %

в том числе выход класса 0,5 - 16 мм составит 5,39 %, а выход класса 16 - 50 мм будет 60,85 %. Выход подрешетного продукта - практический выход машинного класса 0 - 16 мм с пылью составит:

г^пр_1-16= г_1-16 г^н_1-16=31,13 - 3,11=28,02 %.

Практический выход машинного класса 1 - 16 мм без пыли составит:

г^пр_1-16= г^пр_1-16 - (г_0-1 - г^н_0-1)=28,02 (7,42 - 0,25)=20,85 %.

Зольность надрешетного и подрешетного продуктов практических машинных классов определяемся как среднединамическая, исходя из состава машинных классов.



Таблица 9 - Практический выход машинных классов

	Машинные классы
	Крупность, мм	Выход, %	Зольность, %
16-50	16-50 и 1-16	68,87 и 6,92	20,26 и 23,71
	Итого Пыль 0-0,5	76,29 и 0,25	20,58 и 11,33
Всего		76,54	20,41
1-16	1-16 Пыль 0-0,5	20,85 3,11	23,71 и 11,33
Всего		23,96	22,10
Итого		100,00	20,91

6. Расчет операций обесшламливания

Обесшламливание применяют для крупных и мелких машинных классов. Обесшламливание мелких машинных классов <16мм производится на дуговых ситах, грохотах, крупных классов - на грохотах.

Расход промывной воды при КПД обесшламливания исходного угля з=0,87 принимается 2 м³ на 1т угля.

Фактический выход подрешетного шлама определяется по формуле (7) [1, с. 102]:

г_подр.ф= г_подр.Т · з (7)

г_подр.ф =69,19 · 0,87=60,19 %.

Фактический выход надрешетного продукта определяется по формуле (8) [1, с. 102]:

г_надр. =г_пит - г_шлама (8)

г_надр. =76,29 - 0,25=76,04 %.



7. Расчет схем основным операций

Производим корректировку теоретического баланса продуктов обогащения (таблица 8) отдельных машинных классов 13 - 100 и 1 - 13мм с учетом их характеристик (таблица 9).

По классу 16 - 50 мм

Определяем выход продуктов обогащения, переходящих из класса 0,5 - 16мм в класс 16 - 50мм по формуле (9) [1, с. 106]:

(9)

где г_доб.пр. - выход продукта, переходящего из одного класса в другой, % от рядового угля;

г_{доб.общ.} - выход всех продуктов, переходящих из одного класса в другой, % от рядового угля;

г_пр. - выход добавляемого продукта, % от класса.

Добавка концентрата промпродукта и породы класса 1 - 16мм к классу 16 - 50мм составит:

%;

%;

%.

Определяем общий выход продуктов обогащения машинного класса 16 - 50 мм:

г_к16-50=46,88+1,04=47,92%;

г_пп16-50=11,26+0,48=11,74%;

г_п16-50=9,65+0,1=9,75%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 16 - 50мм:

%;

%;

%.

По классу 1 - 16мм.

г_к1-16=15,06- 1,04=14,02 %;

г_пп1-16=6,98 - 0,48=6,5%;

г_п1-16=1,43 - 0,1=1,33%.

Зольность продуктов обогащения остается без изменения и принимается по таблице 8.

Таблица 10 - Теоретический баланс продуктов обогащения машинных классов 16 - 50 и 0,5 - 16мм (без шлама) с учетом неполноты классификации

Наименование продуктов	Класс 16 50	Класс 1 - 16
	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
Уголь	47,92	7,21	14,02	6,77
Промпродукт	11,64	23,93	6,5	19,7
Порода	9,75	81,36	1,33	74,33
Итого	69,31	10,94	21,85	14,56

Производим корректировку теоретического баланса продуктов обогащения с учетом взаимной засоряемости продуктов.

По классу 16 - 50мм

Таблица 11 - Взаимная засоряемость продуктов обогащения машинного класса 16 - 50мм

Наименование продукта	Выход к продукту, %	Выход, %
	Легкие фракции	Промежуточные фракции	Породные фракции	Итого	К рядовому	К классу
Концентрат	а1=93,00	а1=6,70	а1=0,30	100,00	47,92	69,14
Пропродукт	в1=20,00	в1=41,00	в1=39,00	100,00	11,64	16,79
Порода	с1=0,50	с1=3,00	с1=96,50	100,00	9,75	14,07
итого					69,31	100,00

Определение практического выхода продуктов обогащения при разделении исходного угля на три продукта производится по формулам (10, 10а, 10б) [1, с. 108]:

% (10)

% (10а)

% (10б)

где г_к.т ,г_пп.т, г_п.т - теоретический выход продуктов обогащения в процентах к машинному классу;

г_к.п. ,г_пп.п., г_п.п. - практический выход продуктов обогащения в процентах к машинному классу;

а₁, а₂, а₃ - содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в концентрате в процентах к практическому выходу концентрата;

в₁, в₂, в₃ - содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в промпродукте в процентах к практическому выходу промпродукта;

с₁, с₂, с₃ содержание легких, промежуточных и тяжелых фракций в породе в процентах к практическому выходу породы.

%;

%;

%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 16 - 50мм:

%;

%;

%.

По классу 1 - 16мм

Таблица 12 - Взаимная засоряемость продуктов обогащения машинного класса 0,5 - 16мм

Наименование продукта	Выход к продукту, %	Выход, %
	Легкие фракции	Промежуточные фракции	Породные фракции	Итого
					К рядовому	К пласту
Концентрат	а1=98,00	а1=1,50	а1=0,50	100,00	15,84	69,81
Пропродукт	в1=32,00	в1=10,00	в1=58,00	100,00	4	17,63
Порода	с1=0,50	с1=1,50	с1=98,00	100,00	2,85	12,56
Итого					22,69	100,00

%;

%;

%.

Определяем зольность продуктов обогащения класса 0,5 - 16мм:

%;

%;

%.



Таблица 13 - Баланс продуктов обогащения с учетом засоряемости от грохочения и взаимной засоряемости продуктов обогащения, (без учета шлама)

Наименование продуктов	Класс 16 - 50мм	Класс 0,5 - 16мм
	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
	От рядового	От операций		От рядового	От операций
Концентрат	46,38	67,03	6,91	14,70	64,80	5,53
Пропродукт	14,45	20,89	25,80	4,20	18,50	32,70
Порода	8,36	12,08	80,06	3,79	16,70	75,10
итого	69,19	100,00	-	22,69	100,00	-

Переобогащение продукта

Крупный пропродукт, поступающий на переобогащение, дробиться до 13 мм. Выход шлама от дробления промпродукта по исследовательским данным принимается равным 10,03 %, что составит от рядового угля:

%.

При этом выход дробленого промпродукта будет равен:

г_пп=14,45 - 1,44=13,01 %.

Состав дробленного промпродукта принят из условия, что 50 % сростков раскрывается, образуя уголь и породу зольностью, равной зольности этих продуктов.

Выход угольный породных фракций от раскрывшихся сростков в процессе дробления может быть определение по формуле (11) [1, с. 112]:

% (11)

где к - коэффициент раскрытия сростков, равный 0,5;

г_пп - выход промежуточных фракций, в % от рядового;

г_{у. пп},г_{п. пп} - соответственно выход угольных и породных фракций от раскрывшейся части сростков;

А^с_пп, А^с_у, А^с_п - соответственно зольность промежуточных угольных и породных фракций.

%;

%.

Таблица 14 - Фракционный состав дробленного промпродукта

Фракции	До дробления	После дробления
	Выход, %	Зольность,%	Выход шлама к рядовому	Выход фракции к рядовому, %	Зольность, %
	К про- дукту	К рядо- вому
					Без раскрытия сростков	С учетом раскрытия сростков
Угольные	20	2,89	5,93	0,28	2,6	2,6+2,66=5,26	5,93
Промежуточные	41	5,92	17,59	0,59	5,33	2,675	17,59
Породные	39	5,63	84,46	0,56	5,07	5,07+0,005=5,075	84,46
Итого	100	14,45	41,33	1,44	13,01	13,01	41,33
Шлам от дробления крупного промпродукта Всего	100	14,45	41,33	1,44	14,45		41,33

Таблица 15 - Состав смеси промпродукта классов 16 - 50 и 0,5 - 16мм

	Класс 16 - 50мм	Класс 0,5 - 16мм	Суммарный класс 0,5 - 50мм
	Выход рядового, %	Зольность, %	Выход	Зольность, %	Выход рядового, %	Зольность, %
			От рядового, %	От продукта, %
Легкие	5,26	5,93	1,21	32	4,94	6,47	5,74
Промежуточные	2,675	17,59	0,37	10	27,39	3,045	18,78
Породные	5,075	84,46	2,19	58	76,4	7,265	82,03
Итого	13,01	41,33	3,79	100	43,4	16,8	41,08
Шлам от дробления крупного промпродукта	5,26	5,93	-	-	-	6,47	41,33

Фракционный состав смеси дробленого, крупного и мелкого промпродукта для данных углей приведен по исследовательским материалам (таблица 16). Согласно этим данным при обогащении по удельному весу 1,6 получается концентрат зольности 7,3 % при выходе 37,6 %, а порода зольностью 75,41 %.

Таблица 16 - Фракционный состав смеси дробленого, крупного и мелкого промпродкта.

Фракции	Выход к продукту, %	Зольность, %
<1,4	32,29	6,00
1,4 - 1,5	3,12	13,00
1,5 - 1,6	2,26	18,00
1,6 - 1,7	3,12	40,00
1,7 - 1,8	5,38	50,00
>1,8	53,83	80,00
Итого	100,00	49,75

Принимая за исходный показатель зольность концентрата 7,3 % с выходом 37,69, находим зольность и выход породы по теоретическому балансу.

%;

%;

%.

По теоретическому балансу зольность продуктов оказалась приемлемой, по этому балансу производится расчет практического баланса. Из практики работы фабрик разница между теоретическим и практическим выходом концентрата может быть принята 3 - 3,5 % при одинаковой зольности концентрата по практическим и теоретическим результатом обогащения.

Исходя из этого зольность концентрата принимается 7,3 %. Выход концентрата рассчитывают, исходя из условий уменьшения выхода концентрата на 3 % к машинному классу:

%

Выход и зольность породы составит:

%,

%.

Окончательный практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >0,5мм без учета шламообразования в процессе обогащения.

Таблица 17 - Практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >0,5мм без учета шламообразования в процессе обогащения.

Наименование продуктов	Выход, %	Зольность, %
Концентрат 16 - 50мм Концентрат 0,5 - 16мм Концентрат от переобогащения промпродукта	46,38 14,70 6,79	6,91 5,53 7,30
Итого концентрата	57,8	7,8
Порода 16 - 50мм Порода 0,5 - 16мм Порода от переобогащения промпродукта	8,36 3,79 10,01	80,06 75,1 81,56
Итого породы	16,8	78,5
Шлам от дробления промпродукта	1,44	41,33

Таблица 18- Данные шламообразования при обогащения угля

Операции	Машинный класс, мм	Выход шлама в % от питания углей, содержащих класс 0 - 1мм в количестве
Отсадка	13 - 100 1 - 13	5 10 15	5 5 - 10	5 3 - 5
Дробление промпродукта	13 100	До 10	6 - 8	4 - 5



Производим корректировку практического баланса продуктов обогащения с учетом шламообразования и определяем общий выход шлама в процессе обогащения.

Выход шлама при обогащения в отсадочных машинах принят для машинных классов 16 - 50мм - 5%, 0,5 - 16мм - 9%.

Распределение общего выхода шлама по продуктам обогащения производят по формуле (12) [1, с. 116]:

(12)

где г_ш.пр. - выход шлама от продукта обогащения, от питания, %;

г_пр. - выход продукта обогащения, от питания, %;

г_ш.общ. - общий выход шлама, от питания, %.

г_ш.к.13-100=0,05 · 46,38=2,31 %.

При этом выход концентрата класса 13 - 100мм уменьшается на 0,948 %:

г_к.13-100=46,38 - 2,31=44,07 %.

Переизмельчение концентрата и породы от переобогащения промпродукта принимается равным сумме переизмельчения в осадочной машине и тяжелых суспензиях, т.е. 13 %, тогда:

г_ш.к.1-13=0,13 · 6,79=0,88 %;

г_к.1-13=6,79 - 0,88=5,91 %;

г_ш.п.1-13=0,13 · 10,01=1,3 %;

г_п.1-13=10,01 - 1,3=8,71 %.



Таблица 19 - Практический баланс продуктов обогащения угля крупностью >1мм с учетом шламообразования в процессе обогащения

Наименование продукта	Продукты без учета шламообразования в процессе обогащения	Продукты с учетом шламообразования в процессе обогащения
		Продукт	Шлам
	Выход от рядового, %	Зольность, %	Выход от рядового, %	Зольность, %	Выход от рядового, %	Зольность, %
Концентрат 16 - 50мм	46,38	6,91	44,07	6,91	2,31	6,91
Концентрат 0,5 - 16мм	14,70	5,53	13,97	5,53	0,73	5,53
Концентрат от переобогащения промпродукта	6,79	7,30	5,91	7,30	0,88	7,30
Итого концентрата	57,8	7,8	53,88	7,8	3,92	7,8
Порода 16 - 50мм	8,36	75,1	7,28	75,1	1,08	75,1
Порода 0,5 - 16мм	3,79	81,56	3,3	81,56	0,49	81,56
Порода от переобогащения промпродукта 0,5 - 16мм	10,01	81,56	8,71	81,56	1,3	81,56
Итого породы	16,8	78,5	14,6	78,5	-	-
Шлам от дробления промпродукта	1,44	41,33	-	-	1,44	41,33
Шлам в классе 16 - 50мм от неполноты классификации	0,48	16,89	-	-	0,48	16,89
Шлам в классе 0,5 - 16мм из пыли	5,87	16,89	-	-	5,87	16,89
Итого шлама	100,00	-	87,2	-	18,5	24,03



8. Расчет схем заключительных операций

К заключительным операциям технологической схемы обогащения угля относятся: обезвоживание продуктов обогащения; улавливание шлама и осветление моечных вод; сушка продуктов обогащения.

Расчетом определяется количество продуктов в операции, содержание в них влаги или их разжиженность и зольность.

Расчет операции разделения угля на продукты обогащения (концентрат, промпродукт и порода) заключается в определении выхода продуктов, зольности, содержание влаги, а также составлении баланса по свежей (технической), циркуляционной и общей воде по операции (отсадка).

Расчет заключительных операций ведется последовательно по операциям технологической схемы и заканчивается составлением товарного (по твердому) и водного (по жидкому) баланса.

Целью проектирования шламовой схемы в нашем проекте является: обеспечение оптимальных отношений Ж:Т в операции отсадки угля и определение безвозвратных потерь воды с продуктами обогащения (в нашем случае с породой).

Количество транспортной воды принято 2,5м³/т. Общее количество транспортной воды для крупного угля составит:

940,8 · 2,5=1825,5 м³/час.

Количество подрешетной воды принято 3,0м³/ч. Общее количество подрешетной воды составит:

912,75 · 3,0=2738,25 м³/час.

На отсадочные машины мелкого зерна поступает угля 31,98 %, что составляет:

1500 · 0,3198=479,7 м³/час.

Количество транспортной воды принято 2,0 м³/ч. Общее количество транспортной воды для мелкого угля составит:

479,7 · 2,0=959,4 м³/час.

Количество подрешетной воды принято 2,5м³/ч. Общее количество подрешетной воды составит:

479,7 · 2,5=1199,25 м³/час.

На обезвоживание крупного и мелкого концентрата после отсадки вода не подается.

Таким образом, количество оборотной воды, потребное для обогащения угля крупностью >0,5мм в отсадочных машинах составит:

1825,5+2738,25+959,4+1199,25=6722,4 м³/час.

При расчете операций водно-шламового хозяйства составляют баланс воды по каждой операции по формуле (13) [1, с. 137]:

QR=Q₁R₁+ Q₂R₂+…+ Q_nR_n (13)

где Q - количество твердого в исходном материале, т/ч;

Q₁, Q₂, Q_n, - количество твердого в продуктах операций, т /ч;

R - разжижение - отношение жидкого к твердому в исходном материале;

R_1, R₂ …R_n - разжижение (отношение жидкого к твердому в продуктах операций).

(14) [1, с. 127]

где V - количество жидкого, м³/ч;

W - влажность продукта, %

(15) [1, с. 127]



Удельный расход оборотной воды определяется по формуле (16) [1, с. 127]:

м³/час. (16)

Удельный расход свежей воды определяется по формуле (17) [1, с. 128]:

. (17)

На отсадочные машины крупного зерна поступает угля 37,991 %, что составляет:

1200 · 0,37991=455,892 т/ч.

9. Проектирование и расчет шламовой схемы

Целью проектирования шламовой схемы является: обеспечение оптимальных отношений Ж : Т в операциях схемы; определение количества воды, добавляемой в операции или, наоборот, выделяемой из продуктов при операциях обезвоживания; определение отношений Ж : Т в продуктах схемы; определение общей потребности воды по процессу (фабрики) и составление баланса по воде.

Приняты обозначения:

- отношение жидкого к твердому по массе в операции или в продукте, численно равное отношению м³ воды на /1т твердого;

- количество воды в операции или в продукте, м³ в единицу времени;

- количество воды, добавляемой в операцию или к продукту, м³ в единицу времени;

- влажность продукта в долях единицы;

- плотность твердого в продукте, т/м³;

- обьем пульпы в продукте, м³ в единицу времени;

- удельный расход свежей воды, добавляемой в отдельные операции, м³/т твердого;

- влажность продукта.

Основные сооотношения

(18) [1, с. 127]

(19) [1, с. 137]

(20) [1, с. 137]

(21) [1, с. 137]

(22) [1, с. 137]

1500 · 0,6085=912,75 т/ч.

Количество транспортной воды принято 2,5 м³/т. Общее количество транспортной воды для крупного угля составит:

912,75· 2,5=2281,87 м³/т

Количество подрешетной воды принято 3,0 м³/т. Общее количество подрешетной воды составит:

912,75 · 3,0=2738,25 м³/т.

На отсадочные машины мелкого зерна поступает угля 31,98 %, что составляет:

1500 · 0,3198=479,7 т/ч.

Количество транспортной воды принято 2,0 м³/ч. Общее количество транспортной воды для мелкого угля составит:

479,7 · 2,0=959,4 т/ч.

Количество подрешетной воды принято 2,5 м³/т. Общее количество подрешетной воды составит:

479,7 · 2,5=1199,25 т/ч.

Количество промпродукта, поступающего на обесшламливание перед обогащением в тяжелых суспензиях равно 31,5 %, составит:

1500 · 0,315=472,5 т/ч.

Удельный расход оборотной воды на обесшламливание промпродукта перед обогащением принят 2,5 м³/т, что составит:

472,5 · 2,5=1181,25 т/ч.

На обезвоживание крупного и мелкого концентрата после отсадки вода не подается.

Таким образом, количество оборотной воды, потребное для обогащения угля крупностью >1 мм в отсадочных машинах и для обесшламливания промпродукта, составит:

2281,87+2738,25+959,4+1199,25+1181,25=8360,02м³/ч.

10. Баланс воды

Шламовая схема дает возможность, составит баланс общей и свежей воды по операциям и фабрик в целом.

Суммарное количество воды, поступающее в процессе. Должно равняться суммарному количеству воды, уходящему из процесса с конечными продуктами. Поэтому баланс общей воды выразиться равенством



W₁+У L= У W_k

где W₁ - количество, поступающее с исходным сырьем;

У L - суммарное количество воды, добавляемой в процесс;

У W - суммарное количество воды, уходящей из процесса с конечными продуктами.

1500 · 0,08=120 м³/ч

1. На отсадку: Q=912,75 m/ч; W=912,75*5=4563,75 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=911,75 m/ч; Wк=4563,75 1=4562,75 м³/ч c концентратом;

Порода: Qn=75 m/ч; Wn=75*0,15=11,25 м³/ч с породой;

2. На гидроциклон: Q=479,7 m/ч; W=479,7*5=2398,5 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=79,5 m/ч; Wк=2398,5 - 3=2395,5м³/ч c концентратом;

Порода: Qn=64,5 m/ч; Wn=64,5 · 0,15=9,67 м³/ч с породой;

3. На грохочение: Q=1435,5 m/ч; W=1435,5 · 0,4=574,2 м³/ч в операцию;

Концентрат: Qк=1411,95 m/ч; Wк=574,2 - 14=560,2 м³/ч c концентратом;

Шлам: Qш=88,05m/ч; Wш=88,05*0,10=8,8 м³/ч со шламом;

4. На центрифугирование: Q=1443 m/ч; Wк=1441*0,1=144,1 м³/ч с концентратом;

Qк=1137,3 m/ч; W=479,7- 144,1=335,6м³/ч cо шламом;

Qф=5,7 m/ч; W= 479,7м³/ч в операцию.

Таблица 20 - Баланс воды по операциям

Поступает воды в процесс	м3/ч.	Уходит воды из процесса	м3/ч.
С исходным углем	120	С концентратом 1	4562,75
В отсадку 16-50 мм	4563,75	С породой 1	1
В гидроциклон 0.5-16 мм	2398,5	С концентратом 2	2395,5
В 3 грохочение	574,2	С породой 2	3
В 4 центрифугирование	479,7	С концентратом 3	14
		С шламом 3	560,2
		С концентратом 4	144,1
		С фугатом 4	335,6
		Безвозвратные потери с породой в отвалах	120
Всего поступает W1+ У' L	8133,15	Всего уходит У Wk	8133,15

11. Расчет и обоснование технологического оборудования

Бункер приема угля V=1600т, количество: 1500/1600=1 шт.

Грохот ГИСЛ-72, производительность Q=150 т/час, количество: 1500/150=10 шт.

Отсадочная машина МБОМ-К6, производительность Q=110 т/час, количество: 912,75/110=8 шт.

Гидроциклон ГЦ-1000, производительность Q=440 т/час, количество: 479,7/440=2 шт.

Грохот ГРО-21, производительность Q=200т/час, количество: 1411,95/200=7 шт.

Грохот ГРО-21, производительность Q=120т/час, количество: 1470/120=13 шт.

Центрифуга НВВ-1000, производительность Q=100 т/час, количество: 1435/100=14 шт.

Сушильный барабан, производительность Q=300 т/час, количество: 1443/300=5 шт.



Выводы

Увеличение добычи многих полезных ископаемых стало возможным благодаря освоению гравитационных методов обогащения. В настоящее время более 90 % углей и марганцевых руд, железных руд обогащаются гравитационными методами. Ежегодно повышается долевое участие гравитационных методов в переработке окисленных железных, полиметаллических и золотосодержащих руд. Таким образом, растет значение гравитационных процессов в обогащении.

Гравитационные процессы обогащения по широте диапазона исходных характеристик обогащаемого сырья, разнообразию условий применения их в технологических схемах обогатительных фабрик, в простоте производственного комплекса, высокой производительности обогатительных аппаратов в сравнимых условиях превосходит многие другие процессы обогащения и обеспечивают эффективное разделение минеральных смесей при относительно низких материальных, трудовых и энергетических затрат.



Список литературы

Койбаш В.А., Король В.Я. Проектирование углеобогадительных фабрик. - М.: Гос. н.т.и. лит. по горн. делу, 1962. 328с.

Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1982. 518с.

Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. Учебник для вузов. М.: Недра, 1980. 400с.

Обогащение полезных ископаемых. Комплексное использование сырья, продуктов и отходов обогащения: Учебное пособие/ В.Г,Харитонов, А.В.Ремезов, О.В. Сорокин и др.; ГОУ ВПО «КузГТУ» Кемерово: Кузбассвузизд, 2006. - 327с.

Размещено на Allbest.ru