Дробление, измельчение, подготовка сырья к обогащению

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГУБКИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

Дробление, измельчение, подготовка сырья к обогащению

Студентки горно-нефтяного факультета Чуевой Е. И. Шифр 807 890

Кафедра «Техника и технология горного производства»

Специальность 130 405

Руководитель Яровая Т.И.

Губкин 2011 г.

ЗАДАНИЕ на курсовую работу студента (ки) Чуевой Е. И. шифр 807 890

1.Тема проекта (работы):

Проектирование подготовительного отделения обогатительной фабрики

2.Срок сдачи студентом законченного проекта (работы)

3.Исходные данные к проекту (работе):

Производительность фабрики Qj, =6,8 млн.т./год;

крупность руды D =750мм; вкрапленность минерала d-0,300 мм;

крепость руды f = 10; плотность руды в монолите д=2,8 т/м

4.Содержание расчётно пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

1. Выбор и обоснование технологической схемы рудоподготовки

2. Расчет схемы рудоподготовки

3.Выбор и расчет основного технологического оборудования

3.1.Выбор и расчет дробилок

3.2. Выбор и расчет мельниц

3.3 Выбор и расчет грохотов

4. Компоновочные решения

5. Мероприятия по технике безопасности и промышленной санитарии при рудоподготовке

6. Список используемой литературы

7.Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

Технологическая схема и схема цепи аппаратов

План и разрез корпуса мелкого и среднего дробления

Дата выдачи задания

Процессы дробления, измельчения и грохочения издавна широко применяются в производственной деятельности человека. Подсчитано, что в настоящее время одна двадцатая часть электроэнергии, производимой в мире, расходуется на дробление и измельчение твердых материалов.

Технологическое назначение операций дробления и измельчения заключается в том, чтобы раскрыть минералы при максимально возможной крупности, при минимальном переизмельчении, т. е. осуществить принцип «не дробить ничего лишнего».

Экономическое значение этих операций определяется тем, что на обогатительных фабриках на дробление и измельчение падает 50−70% общих капитальных затрат и такая же доля общих эксплуатационных расходов. При операциях дробления и измельчения расходуется много энергии и стали. Удельный расход энергии по фабрикам колеблется в пределах 7−20 кВт? ч/т руды, расход стали — от 1 до 3 кг/т руды.

1. Выбор и обоснование технологической схемы рудоподготовки

Таблица 1 — Характеристика руд цветных металлов

Месторождения руд редких металлов представлены месторождениями руд олова, вольфрама, молибдена, ртути, бериллия, лития. Наибольшие запасы в них достигают сотен тысяч тонн при содержании металла в руде обычно не выше 1%.Руды цветных металлов содержат, помимо основного, несколько сопутствующих элементов.

Значительное количество оловянной руды получается при разработке гидротермальных и кварцево-касситеритовых месторождений известных на Колыме, в Приморском крае, в Забайкалье.

Вольфрамовые руды сосредоточены в гидротермальных жильных и штокверковых вольфрамитовых (Забайкалье, Казахстан), а также в скарновых шеелитовых месторождениях (Тырныауз на Кавказе, в Средней Азии).

Молибденовая руда получается при эксплуатации штокверковых и жильных гидротермальных месторождений (Красноярский край, Забайкалье, Казахстан), а также скарновых месторождений типа Тырныауза на Кавказе.

Аналог — Тырныаузская фабрика. Запасы руд распределяются следующим образом: в скарнах примерно 44%, в скарнированных мраморах 30%, в роговиках и гранитоидах 26%. Плотность руд 3 т/м³, роговиков 2,6 т/м³, влажность руды 2,5−3%; коэффициент крепости по шкале М. М. Протодьяконова скарновых руд 16−18, роговиковых 12−14.

2. Расчет схемы рудоподготовки

1. Определим производительность отделения крупного дробления. Режим работы примем по режиму работы рудника. Рабочая семидневная непрерывная неделя, три смены в сутки. Чистое время работы оборудования 340 дней в году, 3 смены по 7 ч. Часовая производительность оборудования отделения крупного дробления

Q_к.д.ч. = Q_ф.г./ 340?3?7=6,8?10⁶/340?3?7=952т/ч.

2. Определим производительность отделения среднего и мелкого дробления. Режим работы отделения среднего и мелкого дробления примем с выходным днем, т. е. 305 дней в году в три смены по 7 ч. Годовой фонд машинного времени

305?3?7=6405 ч.

Часовая производительность оборудования отделения среднего и мелкого дробления

Q_с.м.д.ч.=Q_ф.г./6405=6,8?10⁶/6405=1062т/ч.

3. Принимаем к рассмотрению вариант измельчения руды в шаровых мельницах, поскольку физические свойства руды таковы, что возможно мелкое дробление руды. Назначаем крупность руды для питания мельниц 13 мм. Эта крупность может быть достигнута при конусных дробилках мелкого дробления, работающих в замкнутом цикле с грохотами.

Дробление ——————- I

II —————————————— Предварит. 2 грохочение 4

———————— III

3 дробление

IV ———— —————————- Предварит. 6 грохоч. 7

8 дробление —- —————————— V

Определяем общую степень дробления

S= 750/13=57,6.

4. Выбираем степень дробления в отдельных стадиях

S=s₁s₂s₃, если s₁=s₂=s₃, то S = s³ и S_ср=³vs =³v57,6=3,8

При замкнутом цикле в третьей стадии степени дробления в первой и во второй стадиях должны быть несколько меньше S_ср, а степень дробления в третьей стадии — больше S_ср. Поэтому для первой и второй стадий дробления ориентировочно принимаем s₁=s₂=3,5. Тогда s₃=S/s₁s₂= 57,6/3,5?3,5=4,7.

5. Определяем условную максимальную крупность продуктов после отдельных стадий дробления: D₂=D₁/S₁=750/3,5=214мм;

D₆=D₁/s₁s₂=750/12,25=61,2 мм;

D₈=D₁/s₁s₂s₃=750/57,6=13мм.

6. Определяем ширину разгрузочных щелей дробилок в первой и второй стадиях дробления

I_I=D₂/z_I=214/1,5=150мм, при i_I=150мм, D₂=i_Iz_I=150?1,5=225мм;

i_III=D₆/z_III=61,2/2,1=30мм, значение Z находим по типовым характеристикам конусных дробилок крупного дробления и для дробилок КСД-2200 по табл.6.

7. Выбираем размеры отверстий сита грохотов и эффективность грохочения для первой и второй стадий дробления. Для рассчитываемой схемы принимаем а_I=i_I=150мм, Е^-а_I=60%;

а_{I II}=1,8i_III=1,8?29=52,2 мм; а_III=58мм, Е^-а_III=85%/

8. Выбираем режим работы грохотов и дробилок третьей стадии дробления. Размер щели, в нашем случае, должен быть 13:2=6,5 или даже 13:3=5мм. Минимальный размер щели дробилки КМД-2200 равен 5 мм, принимаем

i_III=7мм, а_IV=13мм, Е^-а_IV=85%.

9. Проверяем соответствие выбранной схемы дробления и степеней дробления выпускаемому оборудованию.

А) Определяем приближенные значения масс продуктов 1,4,9, поступающих в операцию дробления. По табл. 8 находим ориентировочные выходы продуктов: у₁=75%; у₄=75%; у₉=135%. По формуле Q_n=Q₁y_n определяем массы продуктов:

Q₁=952?0,75=714т/ч; Q₄=1062?0,75=800т/ч; Q₉=1063?1,35=1435т/ч.

10. A) Расчет первой стадии дробления. Определяем Q₂ и Q₃:

Q₂=Q₁в₁^-140E_I^-140=952?0,18?0,6=103 т/ч;

Q₃=Q₄=Q₁-Q₂=952−103=849 т/ч или 849:1,6=530 м³/ч.

Б) Расчет второй и третьей стадии дробления. В операции грохочения II отсеивается класс 52−0 мм, а в операции IVкласс 13−0 мм, размер выходной щели дробилки второй стадии дробления i_III=30 мм. Позтому для расчета второй стадии дробления необходимо определить содержание в продукте 2 класса-52мм, а для расчета третьей стадии дробления необходимо знать содержание в этом же продукте классов -30 мм и -13 мм. Кроме того, для выбора грохотов необходимо знать содержания в питании грохота классов с зернами, размером, меньшим размера отверстий сит и меньшим половины размера отверстий сит, т. е. необходимо определить значения в₂^-30, в₇^-13, в₇^-6,5. Таким образом, для продукта 2 необходимо определить значения в₂^-52, в₂^-30, в₂^-13, для продукта 6 — в₆^-13 и для продукта 7 — в₇^-13 и в₇^-6,5.

Определение в₂^-52. Так как максимальная крупность зерен в классе 52−0 мм меньше i_II, то В₂^-52=в₁^-52+ в₁⁺¹⁴⁰?b_I^-52=0,06+0,82?0,24=0,25=25%.

Определение в₂^-30 и в₂^-13.

В₂^-30=30/52?в₂^-52=30/52?25=14,4%;

В₂^-13=13/52?в₂^-52=13/52?25=6,3%.

Определение Q₃, Q₄, и Q₅.

Q₃=Q₁?в₂^-52?E^-52_IV=1062?0,25?0,85=225 т/ч;

Q₄=Q₅=Q₁-Q₈=1062−225=837 т/ч или 837:1,6=523 м³/ч.

Определение в₆^-13=в₂^-13+ в₂⁺³⁰?b_III^-13=0,063+0,856?0,25=0,277=27,7%.

Определение Q₇, Q₉ и Q₁₀.

Q₇=Q₆(1/Е^-а_IV +в₆^+a/b_V^-a)=1062(1/0,85+0,723/0,68)=2368 т/ч;

Q₉=Q₁₀=Q₇-Q₆=2368−1062=1306 т/ч или 1306:1,6=816 м³/ч.

Определение в₇^-13 и в₇^-6,5.

В₇^-а=1/у₇Е_IV^-a;

В₇^-13=½, 22?0,85=0,529=52,9%;

В₇^-6,5=0,5?0,529=0,264=26,4%.

Определение коэффициентов загрузки дробилок по результатам расчета:

K₁=Q₁/Q_др=530/630=0,8;

К₂=Q₄/Q_др=523/580=0,9; К₃=Q₉/Q_др=816/4?223=0,9.

3. Выбор и расчет оборудования

3.1. Выбор и расчет дробилок

Этим требованиям удовлетворяют: для первой стадии дробленияконусная дробилка крупного дробления размером 1200 мм; для второй стадииконусная дробилка среднего дробления размером 2200 мм; для третьей стадии — конусная дробилка мелкого дробления размером 2200 мм.

Табл.3 Технологическая характеристика выбранных дробилок

Производительность дробилки крупного дробления при щели 150 мм принята 680 т/ч; дробилки среднего дробления КСД-2200 при щели 30мм- 580т/ч; производительность дробилки КМД-2200 при работе в замкнутом цикле рассчитывается: Q_зц=k_цQ=1,3?200=260 м³/ч, где k_ц— коэффициент на замкнутый цикл, равный 1,3; Qпроизводительность дробилки в открытом цикле, м³/ч, определяется по табл. 28.

Коэффициенты загрузки дробилок

K₁=446/800=0,56; K₂=500/580=0,86; К₃=896/4?260=0,86.

Здесь в числителетребуемая производительность дробилок (см. табл.1), в знаменателепроизводительность по технологической характеристике (см. табл.2)

Расчет показал, что дробилка первой стадии ККД-1200/500 имеет большой запас производительности. Заменим ее на щековую дробилку ЩДП-15?21. Производительность этой дробилки при щели 150 мм равна 550 м³/ч, т. е. возьмем две дробилки К₁=446/550=0,81. Предварительный расчет схемы показал, что в первой стадии следует поставить щековую дробилку, а не конусную. Для третьей стадии нужно установить четыре дробилки КМД-2200.

3.2 Выбор и расчет мельниц

Выбор схемы измельчения.

Измельчение

Поверочная классификация Слив

Пески Расчет мельниц по удельной производительности.

1. Определяем удельную производительность по вновь образуемому классу -0,074 мм

q₁ =

2. Определяем значение коэффициента К_к по формуле К_к=m₂/m₁

При крупности продукта 85% и исходном 50−0 мм

M= 0,80-(0,85−0,80)=0,79,

При крупности 13−0 мм имеем М= 0,90-(0,85−0,80)=0,875.

М₂=

М₁=0,80-(40−13)=0,638;

К_к=м₂/м₁=0,83/0,638=1,3.

3. Определяем значение коэффициента К_D для сравниваемых мельниц:

Для мельницы 4000?5000мм К_D==1,06

Для мельницы 4500?5000мм К_D==1,12

Для мельницы 3600?4000мм К_D==1

4. Определяем удельную производительность мельниц по вновь образуемому классу -0,074 по формуле

Q=q₁К_иК_кК_DК_т;

Для мельницы 3600?4000 мм

Q= 1,16?0,80?1,3?1?1=1,21т/(м³?ч);

Для мельницы 4000?5000 мм

Q=1,16?0,80?1,3?1,06?1=1,28 т/(м³?ч);

Для мельницы 4500?5000 мм

Q=1,16?0,80?1,3?1,12?1=1,35 т/(м³?ч).

5. Находим рабочие объемы барабанов мельниц:

V=

Для мельницы 3600?4000 мм V= 46,8 м³

4000?5000 мм V=58,1 м³

4500?5000 мм V=72,0 м³

6. Определяем производительность мельниц по руде:

Q_м=

Для мельницы 3600?4000 мм

Q_м=

Для мельницы 4000?5000 мм

Q_м=

Для мельницы 4500?5000 мм

Q_м=

7. Определяем расчетное число мельниц:

А) N₁= 714/96=7,4; n₁=8;

Б) N₂= 714/116=6,1; n₂=7;

В) N₃=714/151,5=4,7; n₃=5.

Табл. 4. Сравнение вариантов установки мельниц по основным показателям

3.3. Выбор и расчет грохотов

Расчет колосникового грохота Iстадии дробления.

Принимаем два грохота, т. к количество грохотов (в первой стадии) должно совпадать с количеством дробилок.

Размеры колосникового грохота должны удовлетворять двум условиям:

а) обеспечение требуемой производительности;

б) обеспечение продвижения руды по грохоту самотеком.

Первое условие требует, чтобы площадь каждого колосникового грохота была не меньше определяемой по формуле

где, а — ширина щели между колосниками грохота, мм

n — количество дробилок, а следовательно грохотов, шт

Q₁ — производительность цеха дробления, т/ч

F — площадь просеивающей поверхности колосникового грохота, м²

Второе условие требует, чтобы ширина грохота превышала диаметр максимального куска в 2−3 раза:

В = (2?3) Dmax,

В = 3? 750 = 2250 (мм) Длина грохота:

L = 2? B = 2? 2250 = 4500

Площадь грохота:

F = B? L = 2,25? 4,5 = 10,13

К установке принимаем грохот ГИТ 61А (185-Гр).

Расчет грохота второй стадии дробления Общая площадь грохочения:

где q — производительность грохота, м³/чм

q, b, k, m, n, o, p — поправочные коэффициенты

где d₁ и d₂ — ближайшее меньшее и большее значение размера отверстий сита;

q₁ и q₂ — соответствующее значение производительности;

q_расч — расчетная удельная производительность;

d_расч — расчет размер отверстий.

Принимаем грохот ГИТ 12

Количество грохотов во второй стадии:

n = F/f ,

где f — площадь просеивающей поверхности выбранного грохота, м²

n = 2,3/1,28=1,8

Принимаем 2 грохота, для облегчения конструктивного решения Расчет грохота третьей стадии дробления Общая площадь грохочения:

где q — производительность грохота, м³ /чм

q, b, k, l, m, n, o, p — поправочные коэффициенты

обогатительная фабрика рудоподготовка дробилка где d₁ и d₂ — ближайшее меньшее и большее значения размера отверстий сита;

q₁ и q₂ - соответствующие значения производительности;

q_расч — расчетная удельная производительность;

d_расч — расчетный размер отверстий.

Принимаем грохот ГСТ 61 — 253 Гр Количество грохотов в третьей стадии:

n = F /f ,

где f — площадь просеивающей поверхности выбранного грохота, м²

n = 29,6 / 10 = 2,96

Принимаем 3 грохота, для облегчения конструктивного решения

4. Компоновочные решения

Крупногабаритное и тяжелое оборудование желательно располагать на нулевых отметках.

Корпуса (здания) должны иметь наиболее простую форму в плане с минимальным числом типоразмеров пролетов по длине и высоте. Обычно в пролетах размещают однотипное оборудование и рекомендуется принимать унифицированные пролеты размером 18,24,30,36 м. При установке в пролете мостового крана, следует обращать внимание на взаимосвязь грузоподъемности крана, габаритов его тележки с шириной и высотой пролета.

Расположение аппаратов должно обеспечить доступность и безопасность их обслуживания, а также транспортировку материала по ходу технологического процесса с минимальными энергетическими затратами.

По условиям удобства и безопасности технологического и ремонтного обслуживания оборудования размеры проходов между аппаратами следует принимать в соответствии с «Единых правил безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окускования руд и концентратов» или по СНиП П-М2 -72.

5. Мероприятия по технике безопасности и промышленной санитарии при рудоподготовке

Существуют общие и специальные требования техники безопасности. Общие требования должны соблюдаться на всех предприятиях, во всех цехах. Специальные требования дополняют общие правила, т. е. они учитывают особенности технологии данного цеха и данной машины.

К общим требованиям техники безопасности при рудоподготовке относятся следующие требования: машины должны быть надежно закреплены, инструмент и материалы должны хранится в специальных местах, а в производственных помещенияхтолько в металлических ящиках с крышками; рабочие должны быть одеты в исправную, соответствующую данному рабочему месту спецодежду. У дробилок основную опасность представляют вращающиеся части, которые необходимо ограждать. Грохоты подвижные должны ограждаться и эксплуатироваться в соответствии с общими требованиями техники безопасности. Внутренний осмотр и ремонт мельниц после остановки должны производится только после проветривания ее рабочего пространства.

Санитарно-гигиеническое благоустройство предприятийважная составная часть мероприятий по обеспечению здоровых и безопасных условий труда.

Для холодных цехов, к которым относятся цехи дробления и измельчения обогатительных фабрик, санитарные нормы требуют температуру не ниже 14^оС, влажность около 80% и скорость движения воздуха не более 0,2 м/с в холодные периоды года и не более 0,3 м/с в теплое время.

Концентрацию пыли допускают: нетоксичная с содержанием кварца менее 2%-10мг/м³; пыль нетоксичная, содержащая кварц от 2 до 10%-4 мг/м³;пыль, содержащая кварц от 10 до 70%-2 мг/м³; пыль, содержащая кварц более 70%-1 мг/м³.

Для того, чтобы выдержать нормы запыленности места загрузки и выгрузки дробленого продукта из дробилок герметизируются и из укрытий отсасывается пыльный воздух, который затем, после очистки от пыли, по трубопроводам выбрасывается в атмосферу.

Список используемой литературы

1. Перов, В. А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: учебник для вузов. / В. А. Перов, Е. Е Андреев, Л. Ф. Биленко. — М.: Недра, 1990.

2. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики: 3изд.перераб. дополн. / Под ред. О. С. Богданова, В. А. Олевского. — М.: Недра. 1982.

3. Разумов, К. А. Проектирование обогатительных фабрик.: учебник для вузов / К. А. Разумов. — М.: Недра, 1982.